1.本发明设计一种高分子膜材料，具体设计一种嵌段共聚物超滤膜的低温制备方法。
背景技术：
2.嵌段共聚物是有化学结构不同的链段聚合而成的一种共聚物，是一种特殊的线性共聚物，与共混物和接枝共聚物在结构和性质上是不同的。他的玻璃化温度由温度较低的链段决定，而软化点则随温度较高的链段决定，因而处于高弹态的温度范围较宽。现阶段，嵌段共聚物作为膜材料或改性剂已广泛应用于膜技术领域。
3.选择性溶胀成孔法作为新兴的嵌段共聚物的纳米孔道制备方法，具有操作简单、操作条件高度可控，孔道形貌可控等优点。该方法仅需要将热力学不相容的嵌段共聚物材料放在溶胀试剂中一定时间，嵌段共聚物中的一个链段即可实现有限尺度内的溶胀，随后将嵌段共聚物材料从溶胀试剂中取出后，溶胀的嵌段共聚物的链段坍塌收缩形成孔道。在该过程中，不涉及化学反应，不涉及链段损失因而可以最大程度的保持嵌段共聚物本身的机械强度。
4.现有技术中，科研工作者从溶胀剂选择、溶胀剂温度和溶胀剂时间以及嵌段共聚物种类入手，对选择性溶胀进行了深入的研究。但现阶段，选择性溶剂溶胀成孔法仍存在下述问题：选择性溶剂溶胀开孔通常以醇类试剂作为溶胀试剂，但该方法往往需要加热，即在较高温度下进行溶胀，不可避免的造成能量消耗以及溶剂蒸发浪费(cn101704957a)；其二、在非加热条件下，可以使用混合溶剂进行溶胀开孔，但混合溶胀剂会造成后续试剂回收困难(cn101177493a)，或使用对二氧化碳有亲和性的特殊嵌段共聚物而选用超临界二氧化碳进行溶胀，但该方法应用范围窄，且选用超临界二氧化碳进行溶胀成本较高(《超临界流体选择溶胀法制备聚合物纳米多孔材料》)；其三、现有选择性溶胀法制备的超滤膜均为亲水性膜，由于所用溶胀剂含有醇，导致亲水链段向膜表面和膜孔道内迁移，使得膜表面亲水性提高。因此，提供一种于低温环境下，使用单一试剂进行溶胀，以制备亲疏水性可调的嵌段共聚物超滤膜的方法是一个亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
5.为解决上述问题，本发明提供一种嵌段共聚物超滤膜的低温制备方法。采用双亲性嵌段共聚物作为成膜材料制备得到致密的嵌段共聚物膜并进行真空热预处理，选择疏水性链段的强亲和性试剂作为溶胀试剂，将所得致密的嵌段共聚物膜浸泡于溶胀试剂中一定时间后，在-20℃～-10℃低温环境下进行选择性溶胀开孔，在-20℃～-10℃低温环境下真空干燥，即可得到嵌段共聚物超滤膜。后续还可进行短时间的常规的选择溶胀以调节膜亲疏水性。该方法于低温环境下，并且仅使用单一溶胀试剂，避免了高温溶胀造成的溶剂挥发，能量消耗，常温溶胀下混合溶胀剂难处理以及膜亲疏水性不便调节的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种嵌段共聚物超滤膜的低温制备方法，所述嵌
段共聚物为双亲性嵌段共聚物，由疏水性链段和亲水性链段构成，包括以下步骤：
7.(1)将致密的嵌段共聚物膜于200-300℃真空环境下进行热预处理5h-12h，选择疏水性链段的强亲和性试剂作为溶胀试剂；
8.(2)将致密的嵌段共聚物膜浸泡于所述溶胀试剂中，于-20℃～-10
°
温度下浸泡5min-1h；
9.(3)取出后将嵌段共聚物膜置于-20℃～-10℃温度下真空干燥，得到嵌段共聚物超滤膜。
10.更优选的，溶胀试剂为二氯甲烷、甲苯和环己烷中的一种。
11.更优选的，溶胀试剂为环己烷。
12.更优选的，嵌段共聚物中疏水性链段为peg或p2vp中的一种，亲水性链段为psf或ps中的一种。
13.更优选的，嵌段共聚物的总分子量为150kda-250kda。
14.更优选的，嵌段共聚物中疏水性链段和亲水性链段的分子量之比为疏水性链段：亲水性链段＝0.5-1:1。
15.更优选的，嵌段共聚物中疏水性链段和亲水性链段的分子量之比为疏水性链段：亲水性链段＝0.7-1:1。
16.更优选的，步骤2中浸泡时间为5min-10min。
17.更优选的，步骤(4)将干燥后的嵌段共聚物超滤膜于50℃-65℃温度下，置于乙醇中浸泡15min-1h。
18.还提供了根据上述制备方法所制备的嵌段共聚物超滤膜。
19.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
20.(1)本发明采用双亲性嵌段共聚物作为成膜材料制备得到致密的嵌段共聚物膜并进行真空热预处理，选择疏水性链段的强亲和性试剂作为溶胀试剂，将所得致密的嵌段共聚物膜浸泡于溶胀试剂中一定时间后，在-20℃～-10℃低温环境下进行选择性溶胀开孔，在-20℃～-10℃低温环境下真空干燥，即可得到嵌段共聚物超滤膜。该方法于低温环境下进行，并且仅使用单一溶胀试剂，避免了高温溶胀造成的溶剂挥发，能量消耗，常温溶胀下混合溶胀剂难处理以及膜亲疏水性不便调节的技术问题。
21.(2)本发明先对致密的嵌段共聚物膜进行热预处理，该步骤能够提高嵌段共聚物之间的分子间作用力，以确保后续溶胀过程中，嵌段共聚物仅发生溶胀而不发生溶解现象。
22.(3)本发明采用疏水性链段的强亲和性试剂作为溶胀试剂，其对嵌段共聚物疏水性链段具有极强的亲和性，使得疏水性链段在溶胀试剂的作用下，即使在零下的低温环境下也可以发生链段的溶胀和迁移。同时由于溶胀试剂对疏水性链段的亲和性较强，因此得到的嵌段共聚物膜孔道尺寸大，其膜通量较为客观。
23.(4)本发明采用疏水性链段的强亲和性试剂作为溶胀试剂，在其作用下疏水性链段发生迁移，使得膜表面具有疏水性，即得到的嵌段共聚物超滤膜具有一定的疏水性。
24.(5)本发明在溶胀结束后，通过短时间的加热条件下的乙醇溶胀，可以调节嵌段共聚物超滤膜的亲疏水性。由于超滤膜的孔道已经形成，因此仅需要短时间的溶胀即可提高嵌段共聚物超滤膜的亲水性，而无需长时间的加热选择性溶胀，减少了能量消耗和试剂损失。
具体实施方式
25.实施例1
26.选择psf-b-peg作为成膜材料，(其中psf链段与peg链段的分子量均为100kda)，选择氯仿作为溶剂，配置成溶液通过刮涂的方式制备得到致密的嵌段共聚物膜，将致密嵌段共聚物膜于250℃条件下真空热预处理8h。取出后置于-20℃的环己烷溶剂中浸泡10min。取出后擦除多余的环己烷，将嵌段共聚物膜置于-20℃条件下真空干燥。测试其膜通量为801l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，水接触角为83
°
。
27.实施例2
28.选择psf-b-peg作为成膜材料，(其中psf链段与peg链段的分子量均为100kda)，选择氯仿作为溶剂，配置成溶液通过刮涂的方式制备得到致密的嵌段共聚物膜，将致密嵌段共聚物膜于250℃条件下真空热预处理8h。取出后置于-10℃的环己烷溶剂中浸泡10min。取出后擦除多余的环己烷，将嵌段共聚物膜置于-20℃条件下真空干燥。测试其膜通量为934l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，水接触角为85
°
。
29.对比例1
30.选择psf-b-peg作为成膜材料，(其中psf链段的分子量为70kda，peg链段的分子量为100kda)，选择氯仿作为溶剂，配置成溶液通过刮涂的方式制备得到致密的嵌段共聚物膜，将致密嵌段共聚物膜于250℃条件下真空热预处理8h。取出后置于-20℃的环己烷溶剂中浸泡10min。取出后擦除多余的环己烷，将嵌段共聚物膜置于-20℃条件下真空干燥。测试其膜通量为724l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，水接触角为81
°
。
31.对比例2
32.选择psf-b-peg作为成膜材料，(其中psf链段的分子量为70kda，peg链段的分子量为100kda)，选择氯仿作为溶剂，配置成溶液通过刮涂的方式制备得到致密的嵌段共聚物膜，将致密嵌段共聚物膜于250℃条件下真空热预处理8h。取出后置于-20℃的环己烷溶剂中浸泡5min。取出后擦除多余的环己烷，将嵌段共聚物膜置于-20℃条件下真空干燥。测试其膜通量为657l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，水接触角为79
°
。
33.对比例3
34.选择实施例1和对比例1中得到的嵌段共聚物膜，将二者均放置于60℃乙醇中浸泡20min，取出后自然干燥。分别测试其膜性能，实施例1中的超滤膜其通量为1013l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，水接触角为74
°
；对比例1中的超滤膜其通量为891l
·
m-2
·
h-1
·
bar-1
，谁接触角为68
°
35.由上述实施例和对比例可见，经步骤1-3得到的超滤膜，其具有一定的疏水性。经步骤4短时间的加热溶胀处理后，其亲水性明显提高。并且由于亲水性提高，也使得膜通量在一定程度上提高。