随着工业的快速发展,石油化工、金属制造业、皮革纺织等行业产生的含油废水不断增加。此外,频繁发生的溢油事故也对环境、生态系统造成严重的污染。因此油水分离领域受到广泛关注。开发高效、经济且操作简单的油水分离技术及材料不仅具有科学研究价值,也具有实际应用价值。目前已有文献报道可用于连续分离重油/水/轻油三元混合物的油水分离膜,但是均需要外界刺激或者需要特殊设计的分离装置。原位改变油水分离膜的表面浸润性进并应用于重油/水/轻油三元混合物连续分离的挑战依然亟待解决。我们的研究思路是通过原子转移自由基活性聚合(ATRP)和点击化学相结合的方法合成ABC杂臂星型三嵌段共聚物,并将其涂覆在棉织物表面构筑具有环境响应性的油水分离膜;探讨该分离膜分离复杂的油水混合物的特性。主要研究内容和结果如下:(1)通过ATPR和点击化学相结合的方法合成了一系列ABC杂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)丙基三异丙氧基硅烷[μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)]。通过核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱表征了该聚合物的结构、分子量及分子量分布。(2)通过PIPSMA嵌段中的硅烷偶联基团与棉织物/不锈钢网表面的羟基之间的溶胶-凝胶反应,我们制备了ABC杂臂星型三嵌段共聚物μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性的棉织物/不锈钢网,并用扫描电镜、热重分析、红外光谱、光电子能谱等手段表征了其结构。(3)系统探讨了μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性棉织物在油水分离领域的应用。因为疏水性PDMS嵌段和亲水性PDMAEMA嵌段在棉织物表面交替分布,我们发现该改性棉织物具有基于接触介质的可切换浸润性。我们还发现亲水和疏水嵌段的表面重构不仅导致水或油接触角的减小,还会进一步导致非浸润相的突破压力降低,从而使非浸润相穿透油水分离膜成为可能。功能化棉布可以分离各种油水混合物,包括重油-水,水-轻油,甚至重油-水-轻油三元混合物。(4)系统探讨了μ-(PDMS)(PDMAEMA)(PIPSMA)改性不锈钢网在油水分离领域的应用,尤其是其pH响应性在分离简单油水混合物方面的应用。在酸性条件下,改性不锈钢网能够分离水-轻油混合物;而在碱性条件下,改性不锈钢能够分离重油-水混合物。