CN110670056A - 聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法。本发明利用开环反应在聚琥珀酰亚胺聚合物上面接枝两性离子、多巴胺、长链烷基基团和乙醇胺等基团，通过对不锈钢网表面进行改性，获得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。本发明所提供的聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜具有油水分离效果好、稳定性好的特性；所使用的聚天冬酰胺衍生物材料，具有生物可降解性和环保性，使用后废料不会对环境造成二次污染。本发明聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，工艺简便、过程快速，且反应温和，易受控制，安全性高。

Description

聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种油水分离不锈钢网膜及其制备方法，具体涉及一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜及其制备方法。
背景技术
随着生产生活中含油污水的大量排放以及海上原油泄漏事故的频发，水中油污染已成为危害人类健康和环境安全的重大问题。为了维护良好的生态环境和人类的健康，保护有限的水资源，对含油污水体进行有效分离已成为亟待解决的难题。目前，治理有毒有机溶剂或石油产品泄露引起的水污染的方法有很多，传统的油水分离方法包括重力分离、撇油、离心及浮选等，对油水分离有较好的效果，但会局限于较低的分离效率，较高的能耗、工艺复杂以及容易造成二次污染等问题。近年来，随着纳米技术和仿生科学的快速发展，人们对固体表面微观结构与润湿性的关系有了系统化的理解，基于超润湿特性的功能材料为油水分离指明了新的方向和解决思路。基于超润湿特性的分离材料，可有效选择性地分离油和水，实现油水分离的目的。
目前，具有超亲水/水下超疏油特性的油水分离网膜在油水分离领域已有报道，具有超亲水/水下超疏油特性的油水分离网膜可有效的实现“过水截油”的油水分离效果。基于仿生细胞膜的两性离子材料，具有较好的亲水疏油性，且在水下具有较好的耐污性能，逐渐被研究者所关注。近年来，以多巴胺的氧化自聚为代表的仿生贻贝化学为材料表界面科学与技术的发展注入了巨大的活力，被广泛地研究用于材料的表界面改性和功能化。多巴胺可氧化成聚多巴胺并沉积到各种基底表面形成通用性涂层,由于其分子结构中含有丰富的功能基团,如儿茶酚基、胺基、亚胺等,这些官能团可作为反应位点进行多种二次反应和后功能化,引起了科研工作者们广泛的研究兴趣。
在油水分离材料领域，基于多巴胺表面改性的超亲水/水下超疏油仿生功能表面，已有一些文献和专利报道，但仍在存在一些问题。如空气氧化多巴胺形成聚多巴胺涂层的速率较慢,沉积时间长、稳定性差，容易造成了多巴胺的严重浪费和环境污染,这些问题极大地限制了多巴胺在实际生活和工业生产中的大规模应用；另外，目前常用的油水分离材料大都基于不可降解或难降解的高分子材料，使用后废料易对环境造成二次污染。
发明内容
本发明的目的在于现有技术的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，该油水分离不锈钢网膜具有油水分离效果好、稳定性好，所使用材料具有生物可降解性和环保性。
本发明的第二目的在于提供一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，该方法具有制备方便和过程快速的特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜为通过多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网基材表面进行改性制备而成；所述多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的结构式如下所示：
Figure 407324DEST_PATH_IMAGE001
其中，n为10～1500的整数，x为1～1000的整数，y为1～1200的整数，z为0～1000的整数，g为0～1000的整数；R1为1～6碳原子的亚烷基；R2、R3为H、甲基或乙基；R4为0～6碳原子的亚烷基；R5为2～6碳原子的亚烷基；Y
Figure 197426DEST_PATH_IMAGE002
为COO- 或 SO3 -；m为0～16的整数。
一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备：
将聚琥珀酰亚胺PSI溶解于溶剂A中；加入多巴胺盐酸盐、三乙胺，待溶解完全，进行开环反应；然后，加入含R1、R2、R3基团的氨基化合物进行开环反应；然后，加入烷基胺化合物，进行开环反应；再加入含R5基团的氨基化合物进行开环反应；最后，加入磺内酯或烷内酯，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备：
将步骤（1）制备的多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物与过氧碳酸钠和水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至4~10，配制成改性水溶液；将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网浸入交联剂水溶液中，进一步交联固化，取出，干燥得到基于聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
上述步骤（1）中，所述溶剂A为DMSO，DMF,乙酸乙酯的一种或几种；
上述步骤（1）中，所述聚琥珀酰亚胺PSI的分子量为5000~150000；所述聚琥珀酰亚胺PSI和溶剂A的质量比为1：0.5~100；
上述步骤（1）中，所述开环反应的反应条件为30~80℃反应1~24h。
优选的，步骤（1）中所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物为N,N-二甲基-1,3-丙二胺，所述烷基胺化合物为正丁胺、十二胺、十六胺、十八胺中的一种；所述含R5基团的氨基化合物为乙醇胺；所述磺内酯或烷内酯为1,3- 丙烷磺内酯、1,4- 丁烷磺内酯、β-丙内酯或γ-丁内酯中的一种。
上述步骤（1）中，所述季胺化反应的反应条件为20~50℃反应1~48h。
上述步骤（1）中，所述多巴胺盐酸盐、三乙胺的质量比为1：（1~5）。
上述步骤（1）中，所述多巴胺盐酸盐、含R1、R2、R3基团的氨基化合物、烷基胺化合物、含R5基团的氨基化合物的摩尔比为1：（0.1~10）：（0~10）：（0~10）；所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物与磺内酯或烷内酯的摩尔比为1：（1~2）。
上述步骤（2）中，所述改性水溶液中，水、多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物和过氧碳酸钠的质量比为100：（1~30）：（0.01~5）。
上述步骤（2）中，所述不锈钢网的网孔大小为30~500目：
上述步骤（2）中，所述的交联剂为聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺、氨基封端聚乙二醇的一种或几种；所述交联剂水溶液的浓度为0.1~10wt%。
上述步骤（2）中，所述的将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理的反应条件为10~50℃反应0.1~4h。
上述步骤（2）中，所述的将预处理不锈钢网进入交联剂水溶液中进一步交联固化反应条件为10~80℃反应1~24h。
本发明所提供的一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，为提高油水分离效果好和稳定性，在两性离子和多巴胺功能结构的基础上，利用开环反应在聚合物上面接枝长链烷基基团和乙醇胺基团，能加强多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网表面改性的稳定性。当基材表面接枝附着的聚天冬酰胺衍生物在水环境条件下，通过分子自组装，具有亲水性的两性离子基团暴露于水环境表面，起到油水分离功能作用；而疏水性的长链烷基存在于表面聚合物涂层内部，起到保持表面聚合物一定的耐水性，保持涂层稳固；乙醇胺基团进一步通过氢键作用，共同来提高油水分离效果好和稳定性。
在油水分离不锈钢网膜的制备中，通过将多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、过氧碳酸钠和水混合配制成改性水溶液，进而对不锈钢网进行表面改性处理。其中，利用过氧碳酸钠，提高了多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物在不锈钢网表面的附着改性速度，使得制备方便、过程快速。过氧碳酸钠作为供氧剂和氧化剂，促进多巴邻苯二酚结构基团的氧化及其在材料表面的改性，且本发明反应温和，易受控制，安全性高。
在油水分离不锈钢网膜的制备中，将预处理不锈钢网浸入多胺类化合物交联剂水溶液中，进行进一步交联固化，能进一步提高基材表面聚合物涂层的稳定性。本发明控制多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物中保留部分未开环的琥珀亚酰胺基团，在将预处理不锈钢网浸入多胺类化合物交联剂水溶液中，通过胺基对琥珀酰亚胺进行开环反应，起到进一步交联固化的目的，提高基材表面聚合物涂层的稳定性。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
1、本发明所提供聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，该油水分离不锈钢网膜具有油水分离效果好、稳定性好的特性。
2、本发明所使用的聚天冬酰胺衍生物材料，具有生物可降解性和环保性，使用后废料不会对环境造成二次污染。
3、本发明制备聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的方法，工艺简便、过程快速，且反应温和，易受控制，安全性高。
附图说明
图1为实施例1中不锈钢网在改性前后的扫描电镜对比图。(a)和(b)为未经过改性的不锈钢网；(c)和(d)为经过聚天冬酰胺衍生物改性不锈钢网膜。
图2为实施例1中未处理的不锈钢网膜的XPS谱图。(a) N 1s的XPS谱图；(b) S 2p的XPS谱图。
图3为实施例1中经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的XPS谱图。(a)N 1s的XPS谱图；(b) S 2p的XPS谱图。
图4为实施例1中改性前后不锈钢网的水下油滴（正己烷）接触角测试图。(a) 未改性的不锈钢网表面的水下油滴接触角；(b) 经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面水下油滴接触角。
图5为实施例1中经聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的油水分离过程图。
图6为实施例1中经聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的油水分离效果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例子对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量7000）溶解于300g DMSO中；加入39.1g多巴胺盐酸盐、100ml三乙胺，待溶解完全，在60℃进行开环反应8h；然后，加入21.1g 的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在60℃进行开环反应12h；然后，加入38.21g十二胺，在60℃进行开环反应12h；然后，加入3.14g的乙醇胺，在60℃进行开环反应24h；最后，加入30.18g 1,3-丙烷磺酸内酯，在40℃条件下反应24h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将10g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、2g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至8.5，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在30℃条件下反应1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网浸入二乙烯三胺交联剂水溶液（浓度为1wt%）中，在60℃条件下反应8h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
图1为不锈钢网在改性前后的扫描电镜对比图。(a)和(b)为未经过改性的不锈钢网，其表面光滑平整；(c)和(d)为经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，其表面可见具有一定的附着涂层。
图2为未处理的不锈钢网膜的XPS谱图，从图2（a）N 1s的XPS谱图中可以看到，在399.5 eV处出现了N原子的峰，其源于不锈钢网自身含有少量的N元素。在图2（b）S 2p的XPS谱图中则显示不锈钢网表面不含S元素。
图3为经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的XPS谱图，从图3（a）谱图中可以看到，在399.5 eV处N 1s的特征峰明显增高，并且在402.5 eV处出现新的N原子的峰，这主要来自聚天冬酰胺衍生物中的季胺基团；从图3（b）谱图中可以看到，位于167 eV处出现了磺酸基团-SO3 -上S原子的特征峰，表明多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物成功的接枝到了不锈钢网基底表面。
图4所示为改性前后不锈钢网的水下油滴（正己烷）接触角测试图。（a）为未改性的不锈钢网表面，其水下油滴的接触角为138°；（b）为经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为161°。可知，经改性之后的不锈钢网表面在油/水/固三相体系中，显示出水下超疏油性，有利于油水分离性能。
图5为经聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的油水分离过程图，从图中可以看到，改性不锈钢网膜具有优异的油水分离效果。
图6为经聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的油水分离效果图。经改性的不锈钢网第一次油水分离效率为99.81%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到97%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
对照例1-1
本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未加入过氧碳酸钠，即将10g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至8.5，配制成改性水溶液。其余的制备过程和条件参数，均与实施例1一致。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为145°，低于实施例1的结果；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为95%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率为60%以上。由此可见，本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未加入过氧碳酸钠，导致聚天冬酰胺衍生物未能在短时间内有效对不锈钢网膜表面进行改性。
对照例1-2
本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未加入过氧碳酸钠，通过延长反应时间来制备改性不锈钢网膜。即将10g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至8.5，配制成改性水溶液；将不锈钢网浸入改性水溶液中,在30℃条件下反应1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网。其余的制备过程和条件参数，均与实施例1一致。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为160°，与实施例1的结果相似；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为99.5%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到96%以上。由此可见，本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未加入过氧碳酸钠，但能通过延长反应时间，强化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网膜表面进行改性效果，从而获得较好的油水分离效果。
对照例1-3
本对照例的油水分离不锈钢网膜的制备过程中未将预处理不锈钢网进行进一步的交联固化，直接将多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物处理得到的预处理不锈钢网取出、干燥，得到基于聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。其他制备过程和条件参数，与实施例1一致，
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为160°，与实施例1的结果相似；经改性的不锈钢网第一次油水分离效率为99.5%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率下降到94%。由此可见，本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未进行进一步的交联固化，可能会导致涂层不稳定，降低其油水分离效果。
对照例1-4
本对照例的多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物结构中未通过烷基胺化合物引入长链烷基结构。其余的制备过程和条件参数，均与实施例1基本一致。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为160°，与实施例1的结果相似；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为99%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率下降到92%。由此可见，本对照例油水分离不锈钢网膜的制备过程中未通过烷基胺化合物引入长链烷基结构，可能会导致涂层不稳定，降低其油水分离效果。
实施例2
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量15000）溶解于500g DMF中；加入39.1g多巴胺盐酸盐、100ml三乙胺，待溶解完全，在70℃进行开环反应3h；然后，加入31.6g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在60℃进行开环反应7h；然后，加入19.11g十二胺，在80℃进行开环反应2h；然后，加入12.6g的乙醇胺，在30℃进行开环反应24h；最后，加入45.3g 1,3-丙烷磺酸内酯，在50℃条件下反应5h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将10g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、1g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至9，配制成改性水溶液；将网孔大小为30目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在40℃条件下反应1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入聚乙烯亚胺(PEI)交联剂水溶液（浓度为5wt%）中，在50℃条件下反应12h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为158°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为99.5%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到99%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例3
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量100000）溶解于100g乙酸乙酯中；加入58.7g多巴胺盐酸盐、180ml三乙胺，待溶解完全，在60℃进行开环反应8h；然后，加入42.1g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在60℃进行开环反应8h；然后，加入49.7g十六胺，在60℃进行开环反应8h；然后，加入3.15g的乙醇胺，在40℃进行开环反应24h；最后，加入67.3g 1,4-丁磺酸内酯，在40℃条件下反应26h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将100g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、8g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至6，配制成改性水溶液；将网孔大小为500目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在40℃条件下反应2h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入氨基封端聚乙二醇（分子量约为2000）交联剂水溶液（浓度为2wt%）中，在60℃条件下反应5h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为165°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为99.7%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到98%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例4
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量20000）溶解于50g DMF中；加入78.2g多巴胺盐酸盐、206ml三乙胺，待溶解完全，在30℃进行开环反应24h；然后，加入10.5g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在80℃进行开环反应1h；然后，加入7.54g正丁胺，在60℃进行开环反应4h；然后，加入12.6g的乙醇胺，在50℃进行开环反应4h；最后，加入16.8g1,4-丁磺酸内酯，在20℃条件下反应48h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将10g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、0.1g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至4，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在10℃条件下反应4h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入乙二胺交联剂水溶液（浓度为10wt%）中，在60℃条件下反应24h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为155°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为98%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到96%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例5
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量150000）溶解于10000g DMSO中；加入97.75g多巴胺盐酸盐、200ml三乙胺，待溶解完全，在30℃进行开环反应12h；然后，加入21.1g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在 80℃进行开环反应5h；然后，加入19.1g十二胺，在40℃进行开环反应12h；然后，加入6.3g的乙醇胺，在50℃进行开环反应12h；最后，加入17.8g β-丙内酯，在30℃条件下反应12h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将300g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、50g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至10，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在50℃条件下反应0.1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入二乙烯三胺交联剂水溶液（浓度为0.1wt%）中，在80℃条件下反应1h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为150°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为99%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到95%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例6
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量10000）溶解于10000g DMSO中；加入97.75g多巴胺盐酸盐、671ml三乙胺，待溶解完全，在30℃进行开环反应12h；然后，加入977.5g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在 80℃进行开环反应5h；然后，加入977.5g十二胺，在40℃进行开环反应12h；然后，加入977.5g的乙醇胺，在50℃进行开环反应12h；最后，加入2338.3g 1,3-丙烷磺酸内酯，在30℃条件下反应12h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将300g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、50g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至10，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在50℃条件下反应0.1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入二乙烯三胺交联剂水溶液（浓度为0.1wt%）中，在80℃条件下反应1h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为152°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为98%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到94%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例7
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量10000）溶解于10000g DMSO中；加入97.75g多巴胺盐酸盐、671ml三乙胺，待溶解完全，在30℃进行开环反应12h；然后，加入977.5g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在 80℃进行开环反应5h；加入2338.3g 1,3-丙烷磺酸内酯，在30℃条件下反应12h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将300g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、40g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至10，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在50℃条件下反应0.1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入二乙烯三胺交联剂水溶液（浓度为0.1wt%）中，在80℃条件下反应1h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为150°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为95%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到90%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
实施例8
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备
将100g聚琥珀酰亚胺PSI（分子量10000）溶解于10000g DMSO中；加入97.75g多巴胺盐酸盐、671ml三乙胺，待溶解完全，在30℃进行开环反应12h；然后，加入488.75g的N,N-二甲基-1,3-丙二胺，在 80℃进行开环反应5h；然后，加入488.75g十二胺，在40℃进行开环反应12h；然后，加入488.75g的乙醇胺，在50℃进行开环反应12h；最后，加入2338.3g 1,3-丙烷磺酸内酯，在30℃条件下反应12h，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备
将300g多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物、50g过氧碳酸钠和1000g水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至9，配制成改性水溶液；将网孔大小为200目的不锈钢网浸入改性水溶液中,在50℃条件下反应0.1h，进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网进入二乙烯三胺交联剂水溶液（浓度为0.1wt%）中，在80℃条件下反应1h，进行进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
经实验测试可知，经过聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜表面，其水下油滴接触角为155°；经改性的的不锈钢网第一次油水分离效率为97%，经过50次重复油水分离实验，改性后的不锈钢网油水分离效率仍然能够达到93%以上，表明经聚天冬酰胺衍生物改性的水下超疏油型油水分离不锈钢网膜可重复多次使用，并且具有较好的油水分离性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜，其特征在于：所述聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜通过多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物对不锈钢网基材表面进行改性制备而成；所述多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的结构式如下所示：
Figure 670832DEST_PATH_IMAGE001
其中，n为10～1500的整数，x为1～1000的整数，y为1～1200的整数，z为0～1000的整数，g为0～1000的整数；R1为1～6碳原子的亚烷基；R2、R3为H、甲基或乙基；R4为0～6碳原子的亚烷基；R5为2～6碳原子的亚烷基；Y
Figure 151623DEST_PATH_IMAGE002
为COO- 或 SO3 -；m为0～16的整数。
2.根据权利要求1所述一种天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物的制备：
将聚琥珀酰亚胺PSI溶解于溶剂A中；加入多巴胺盐酸盐、三乙胺，待溶解完全，进行开环反应；然后，加入含R1、R2、R3基团的氨基化合物进行开环反应；然后，加入烷基胺化合物，进行开环反应；再加入含R5基团的氨基化合物进行开环反应；最后，加入磺内酯或烷内酯，对接枝到聚天冬酰胺衍生物的侧基叔胺基团进行季胺化反应；纯化干燥后制得多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物；
（2）油水分离不锈钢网膜的制备：
将步骤（1）制备的多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物与过氧碳酸钠和水混合，搅拌溶解均匀，调节pH至4~10，配制成改性水溶液；将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理，得到预处理不锈钢网；将预处理不锈钢网浸入交联剂水溶液中，进一步交联固化，取出，干燥得到聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜。
3.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述溶剂A为DMSO，DMF,乙酸乙酯的一种或几种；所述聚琥珀酰亚胺PSI的分子量为5000~150000；所述聚琥珀酰亚胺PSI和溶剂A的质量比为1：0.5~100。
4. 根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物为N,N-二甲基-1,3-丙二胺，所述烷基胺化合物为正丁胺、十二胺、十六胺、十八胺中的一种；所述含R5基团的氨基化合物为乙醇胺；所述磺内酯或烷内酯为1,3- 丙烷磺内酯、1,4- 丁烷磺内酯、β-丙内酯或γ-丁内酯中的一种。
5.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述多巴胺盐酸盐、三乙胺的质量比为1：1~5；所述多巴胺盐酸盐、含R1、R2、R3基团的氨基化合物、烷基胺化合物、含R5基团的氨基化合物的摩尔比为1：0.1~10：0~10：0~10；所述含R1、R2、R3基团的氨基化合物与磺内酯或烷内酯的摩尔比为1：1~2。
6.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述开环反应的反应条件为30~80℃反应1~24h；所述季胺化反应的反应条件为20~50℃反应1~48h。
7.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述改性水溶液中，水、多巴/两性离子功能化聚天冬酰胺衍生物和过氧碳酸钠的质量比为100：1~30：0.01~5。
8.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的交联剂为聚乙烯亚胺(PEI)、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺、多乙烯多胺、氨基封端聚乙二醇的一种或几种；所述交联剂水溶液的浓度为0.1~10wt%。
9.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的将不锈钢网浸入改性水溶液中进行表面改性处理的反应条件为10~50℃反应0.1~4h。
10.根据权利要求2所述一种聚天冬酰胺衍生物改性油水分离不锈钢网膜的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的将预处理不锈钢网进入交联剂水溶液中进一步交联固化反应条件为10~80℃反应1~24h。
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