一种具有水包油型乳液破乳功能的织物及其制备方法

本发明涉及织物表面改性，具体指一种具有水包油型乳液破乳功能的织物及其制备方法。

背景技术：

1、在工业生产和生活用水过程中，大量含油废水进入水体，造成水体污染。其中含乳化油废水，即水包油型乳液，因其油分稳定、颗粒较小等特点成为含油废水处理中的难点。乳液中的化学成分可能改变水体的化学性质，如ph值和溶解氧含量，导致水质恶化。乳液中的成分可能具有毒性，对水生生物造成危害。这些有害物质可能会致死水生动植物，破坏水生生态系统的平衡，影响整个水生生态系统的稳定性和生物多样性。有机物质和其他污染物质可能被吸附到底泥中，造成水底沉积物的污染。通过饮用受污染的水或食用受污染的食物，有毒物质可能进入人体，导致慢性中毒、呼吸道疾病、皮肤病等健康问题，甚至增加癌症发生的风险。因此，针对乳液污染水体后可能引发一系列严重的环境问题和健康风险，需要采取有效的措施减少水体污染，保护水生生物和人类健康。

2、破乳技术可以将水包油型乳液中的油分形成连续相，达到油水分层的目的，方便水体中去除油分。目前针对水包油型乳液的破乳技术主要有三类，即物理法、化学法和生物法。物理法有膜分离法、气浮法、吸附法、絮凝法和电场破乳法。化学法有添加破乳剂法、高级氧化法和电化学法。生物法有活性污泥法和生物膜法。

3、其中，膜分离法作为物理法的一种，其工作原理为：分离膜的孔径较小，小于水包油型乳液中油相的尺寸，所以在外加压力的作用下，水相透过分离膜而油相被保留在膜的原始侧，膜分离法具有可以连续操作、可控性强、节能环保、设备简单等优点被广泛作为水包油型乳液分离的方法。具体可参见专利申请号为cn202211276866.6的中国专利《一种乳化含油废水的膜法分离净化方法》。

4、但是膜分离法往往选用微米尺度的分离膜，需要一定压力差作用下操作，而且效率不是很高。

技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有水包油型乳液破乳功能的织物的制备方法，该制备方法制得的织物不需要压力差就可以对水包油型乳液进行破乳，同时还具有高效率。

2、本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种采用上述制备方法制得的具有水包油型乳液破乳功能的织物。

3、本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为：一种具有水包油型乳液破乳功能的织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

4、(1)将织物浸入多巴胺的氨水溶液中，浸泡后取出并在空气中晾置，随后用清水清洗织物并在空气中晾置；

5、(2)将长链烷基硅烷的有机溶液和两性离子的水溶液混合得到混合溶液，然后将步骤(1)所制备的织物浸泡后取出并烘干，即得到所需的织物。

6、优选地，步骤(1)中，所述的织物为棉布、涤纶布、羊毛布中的一种。

7、优选地，步骤(1)中，所述氨水溶液中多巴胺的浓度为1～5wt％，所述氨水溶液的ph值为7.5～9。

8、优选地，步骤(1)中，所述织物在氨水溶液中的浸泡时间为1分钟，所述织物的晾干具体指将织物晾至在室温下一天。

9、常规的聚多巴胺处理方法是将基质浸泡入多巴胺的碱性溶液中较长时间，通常为12小时以上，这样处理的缺点是基质上聚多巴胺涂层的太厚并且不均匀；

10、本申请采用新颖的方法进行聚多巴胺改性，仅仅将待处理的织物浸泡在多巴胺水溶液中1分钟，然后在空气中晾置；由于织物是多孔结构，可以吸收一定量的多巴胺水溶液包围在每根纤维表面，在水分挥发的过程中，聚多巴胺涂层已经形成在纤维表面。制备的样品涂层均匀，为后续长链烷基硅烷和两性离子粘附在织物上提供了较好的平台。

11、优选地，步骤(2)中，所述有机溶液中长链烷基硅烷的浓度为1～3wt％，所述水溶液中两性离子的浓度为1～3wt％，所述有机溶液和水溶液的体积比为1:1～1:2。

12、优选地，步骤(2)中，所述的长链烷基硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

13、优选地，步骤(2)中，所述有机溶液中的溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃中的至少一种。

14、优选地，步骤(2)中，所述的两性离子为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、3-(1-甲基哌啶鎓-1-基)丙烷-1-磺酸酯中的至少一种。

15、优选地，步骤(2)中，所述有机溶液和水溶液混合后搅拌30分钟，所述织物在混合溶液中的浸泡时间为1分钟，所述织物的烘干具体指将织物在100℃烘箱中鼓风加热30分钟。

16、本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为：一种采用上述制备方法制得的具有水包油型乳液破乳功能的织物。

17、与现有技术相比，本发明的优点在于：

18、(1)长链烷基硅烷具有亲油的效果，两性离子具有优异的亲水效果，通过两种物质的复配可以得到超亲水超亲油的织物，同时这种超亲水超亲油的织物浸入水中，织物可以迅速被水浸润，如果在水中遇到油相，由于织物表面有亲油的长链烷基存在，该长链烷基可以起到引导油相到织物表面的作用，可以让织物在水下亲油；综上，该处理后的织物具有水下超亲油的效果，即空气中超亲水超亲油-水下超亲油；

19、将所制得的织物用于水包油型乳液破乳，由于织物具有超亲水的特性，水相非常容易透过织物的多孔结构；同时，织物表面具有大量的长链烷基链，长链烷基链可以与乳液中的微小的油相接触，然后引导油相到织物表面，然后大量的微小油相聚集到织物表面，油相汇聚在一起，形成连续的油相，然后透过织物的多孔结构，水包油型乳液透过织物后，就形成了水相和油相分层的液体；

20、(2)该织物用于水包油型乳液破乳的过程，与传统的微孔过滤膜相比，不需要外加压力，同时具有高效率。

技术特征：

1.一种具有水包油型乳液破乳功能的织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的织物为棉布、涤纶布、羊毛布中的一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述氨水溶液中多巴胺的浓度为1～5wt％，所述氨水溶液的ph值为7.5～9。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述织物在氨水溶液中的浸泡时间为1分钟，所述织物的晾干具体指将织物晾至在室温下一天。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述有机溶液中长链烷基硅烷的浓度为1～3wt％，所述水溶液中两性离子的浓度为1～3wt％，所述有机溶液和水溶液的体积比为1:1～1:2。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的长链烷基硅烷为十八烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十四烷基三甲氧基硅烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述有机溶液中的溶剂为乙醇、丙酮、四氢呋喃中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的两性离子为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱、3-(1-甲基哌啶鎓-1-基)丙烷-1-磺酸酯中的至少一种。

9.根据权利要求1至8中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述有机溶液和水溶液混合后搅拌30分钟，所述织物在混合溶液中的浸泡时间为1分钟，所述织物的烘干具体指将织物在100℃烘箱中鼓风加热30分钟。

10.一种采用权利要求1至9中任一权利要求所述的制备方法制得的具有水包油型乳液破乳功能的织物。

技术总结本发明公开了一种具有水包油型乳液破乳功能的织物的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：(1)将织物浸入多巴胺的氨水溶液中，浸泡后取出并在空气中晾置，随后用清水清洗织物并在空气中晾置；(2)将长链烷基硅烷的有机溶液和两性离子的水溶液混合得到混合溶液，然后将步骤(1)所制备的织物浸泡后取出并烘干，即得到所需的织物。本发明还公开了一种采用该制备方法制得的具有水包油型乳液破乳功能的织物。与现有技术相比，本发明制得的织物不需要压力差就可以对水包油型乳液进行破乳，同时还具有高效率。技术研发人员：符思达,徐之光,陈丽芬受保护的技术使用者：嘉兴学院技术研发日：技术公布日：2024/6/13