隨著工業(yè)的快速發(fā)展,石油化工、金屬制造業(yè)、皮革紡織等行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水不斷增加。此外,頻繁發(fā)生的溢油事故也對(duì)環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的污染。因此油水分離領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)且操作簡(jiǎn)單的油水分離技術(shù)及材料不僅具有科學(xué)研究?jī)r(jià)值,也具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道可用于連續(xù)分離重油/水/輕油三元混合物的油水分離膜,但是均需要外界刺激或者需要特殊設(shè)計(jì)的分離裝置。原位改變油水分離膜的表面浸潤性進(jìn)并應(yīng)用于重油/水/輕油三元混合物連續(xù)分離的挑戰(zhàn)依然亟待解決。我們的研究思路是通過原子轉(zhuǎn)移自由基活性聚合(ATRP)和點(diǎn)擊化學(xué)相結(jié)合的方法合成ABC雜臂星型三嵌段共聚物,并將其涂覆在棉織物表面構(gòu)筑具有環(huán)境響應(yīng)性的油水分離膜;探討該分離膜分離復(fù)雜的油水混合物的特性。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)通過ATPR和點(diǎn)擊化學(xué)相結(jié)合的方法合成了一系列ABC雜臂星型三嵌段共聚物μ-聚二甲基硅氧烷-b-聚甲基丙烯酸二甲氨乙酯-b-聚3-(甲基丙烯酰氧)丙基三異丙氧基硅烷[μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)]。通過核磁共振氫譜和凝膠滲透色譜表征了該聚合物的結(jié)構(gòu)、分子量及分子量分布。(2)通過PIPSMA嵌段中的硅烷偶聯(lián)基團(tuán)與棉織物/不銹鋼網(wǎng)表面的羥基之間的溶膠-凝膠反應(yīng),我們制備了ABC雜臂星型三嵌段共聚物μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性的棉織物/不銹鋼網(wǎng),并用掃描電鏡、熱重分析、紅外光譜、光電子能譜等手段表征了其結(jié)構(gòu)。(3)系統(tǒng)探討了μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性棉織物在油水分離領(lǐng)域的應(yīng)用。因?yàn)槭杷訮DMS嵌段和親水性PDMAEMA嵌段在棉織物表面交替分布,我們發(fā)現(xiàn)該改性棉織物具有基于接觸介質(zhì)的可切換浸潤性。我們還發(fā)現(xiàn)親水和疏水嵌段的表面重構(gòu)不僅導(dǎo)致水或油接觸角的減小,還會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致非浸潤相的突破壓力降低,從而使非浸潤相穿透油水分離膜成為可能。功能化棉布可以分離各種油水混合物,包括重油-水,水-輕油,甚至重油-水-輕油三元混合物。(4)系統(tǒng)探討了μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性不銹鋼網(wǎng)在油水分離領(lǐng)域的應(yīng)用,尤其是其pH響應(yīng)性在分離簡(jiǎn)單油水混合物方面的應(yīng)用。在酸性條件下,改性不銹鋼網(wǎng)能夠分離水-輕油混合物;而在堿性條件下,改性不銹鋼能夠分離重油-水混合物。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ317;X703
【部分圖文】：

第一章 緒論第一章 緒論1.1 聚合方法1.1.1 活性聚合1956 年，Szwarc[2]課題組根據(jù)苯乙烯-萘鈉-四氫呋喃體系的聚合特征，首次提性聚合的概念。他們?cè)谒臍溥秽惺褂脡A金屬/萘體系，引發(fā)了苯乙烯的陰離子聚合聚合過程不存在任何鏈轉(zhuǎn)移及鏈終止反應(yīng)，且得到的聚合物溶液在低溫環(huán)境下放置后，仍能維持聚合物活性中心（陰離子）濃度基本恒定。如果繼續(xù)加入苯乙烯單體合仍能發(fā)生，得到更高分子量的聚苯乙烯。甚至在加入第二單體如丁二烯或異戊二烯能夠得到結(jié)構(gòu)可控的聚（丁二烯-苯乙烯-丁二烯）或聚（異戊二烯-苯乙烯-異戊二

如氮氧調(diào)控聚合（NMP）[15-17]或穩(wěn)定自由基調(diào)控聚合（SFRP）[18]；甚至可能是有機(jī)金屬種類。1.1.4 原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）1995 年，Krzysztof Matyjaszewski[12]研究組，Mitsuo Sawamoto[9]研究組，VirgilPercec[11]研究組等分別獨(dú)立報(bào)道了烯類單體由有機(jī)鹵化物引發(fā)劑引發(fā)并被過渡金屬絡(luò)合體系催化發(fā)生自由基聚合的過程。該聚合過程的特征與有機(jī)化學(xué)中的原子轉(zhuǎn)移自由基加成反應(yīng)一致，故 Krzysztof Matyjaszewski[12]研究組把這類反應(yīng)命名為原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（atom transfer radical polymerization,ATRP）。ATRP 具有可選單體種類多，分子設(shè)計(jì)多樣化，聚合條件較溫和，合成工藝更簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，是目前最有效且應(yīng)用最廣泛的“活性”/ 可控自由基聚合方法之一，具有誘人的工業(yè)前景。1.1.4.1 聚合機(jī)理

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文物端基損失，有利于進(jìn)一步改性比如制備嵌段共聚物。聚合物鏈的增長速率會(huì)隨著單體轉(zhuǎn)化率的升高而減慢。而副反應(yīng)一般是與單體濃度無關(guān)，不受單體轉(zhuǎn)化率的影響。升高溫度對(duì)催化劑來說是一把雙刃劍。一方面，高溫會(huì)促進(jìn)催化劑的溶解；另一方面，高溫也可能導(dǎo)致催化劑的分解。1.1.4.3 應(yīng)用ATRP 是設(shè)計(jì)和合成新型材料的一個(gè)強(qiáng)有力的工具。它的聚合條件簡(jiǎn)單，且可聚合單體種類多，可以制備得到不同組成、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功能性的材料，滿足大多數(shù)應(yīng)用的要求，如涂料、粘合劑、醫(yī)學(xué)和環(huán)境領(lǐng)域等。預(yù)期 ATRP 的研究將集中于三個(gè)領(lǐng)域：（1）為 ATRP 過程的所有組成部分建立結(jié)構(gòu)-反應(yīng)性相關(guān)性；（2）開發(fā)新的、更有效的、更有選擇性的、更便宜的、對(duì)環(huán)境無害的 ATRP 催化系統(tǒng)；（3）建立 ATRP 制備材料的分子結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 任芳;陳曉農(nóng);夏宇正;石淑先;焦書科;;聚(甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯)的溫度和pH敏感性及其對(duì)乳液穩(wěn)定性的影響[J];高分子學(xué)報(bào);2007年09期

本文編號(hào)：2875049