一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜及其製備方法
2023-11-06 05:44:57
專利名稱：一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種聚丙烯薄膜及其製備方法，特別是涉及一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜及其製備方法。
背景技術：
隨著具有各種功能新型膜的出現，膜分離技術迅速發展，其主要被應用在生物、醫藥、環保、食品、能源、海水淡化、廢水處理等領域。膜分離技術與其它分離技術相比還具有效率高、工藝簡單、無相變、不改變濾液的物化性質、設備操作可在常溫下進行、節能減排等優點，因此逐漸被應用到新興行業中。膜分離技術的核心技術基礎是膜材料，其主要分為無機膜和有機聚合物膜兩大類，而具有超濾和微濾功能的膜應用最為廣泛，一般高分子聚合物膜佔主導地位。早期的聚合物膜為醋酸纖維素(CA)，但有在鹼性環境下易水解，pH適用範圍僅4 7，且不耐細菌和微生物等缺點。隨著高分子行業的發展目前已有聚碸(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚碸(PES)、聚丙烯腈(PAN)等膜材料。雖然它們具有良好的性能，但由於原料成本相對較高，導致膜的製造成本較高，限制了其更為廣泛的應用。因此，人們一直在尋求性能優良，價格低廉的膜材料，以滿足大規模應用的需要。文獻公開了一種聚氯乙烯合金超濾膜的製備方法。其將聚氯乙烯、多元共聚物、致孔劑共混合溶解於有機溶劑中，並進行成膜；將膜浸入凝固液中，通過乾濕相轉化法凝膠成膜；再對凝膠固化的聚氯乙烯膜合金超濾膜進行親水化處理，並經清洗、乾燥後製得成品。文獻公開了一種高通量聚氯乙烯中空纖維超濾膜的製備方法。具體是將聚氯乙烯、溶劑和添加劑攪拌混合後得膜液，再將膜液於內凝膠介質同時通過噴頭注入到蒸餾水中成膜。該高通量聚氯乙烯膜空隙率達90%以上，純水通量達400L/(h.m2)以上。本發明利用來源豐富，價格低廉，具有優良特新的傳統高分子材料，同時其還具有耐菌、耐酸鹼、耐化學侵蝕等優點的三大合成樹脂之一的聚丙烯為原料製備具有納米孔徑結構的膜材料。
發明內容
本發明提供一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜，其特徵在於，薄膜的質量百分比組成為聚丙烯65 80%，有機溶劑為15 34%，致孔劑為I 5%;薄膜的孔徑在50 IOOOnm,開孔率為40 60 %。本發明提供一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的製備方法，其特徵在於所述的薄膜以聚丙烯為基體，經有機溶劑溶解，添加親油性致孔劑，再經攪拌、溶劑蒸發、乾燥、酸洗、洗滌和烘乾工序而製成；具體步驟為第一步將聚丙烯顆粒經不斷攪拌溶解在有機溶劑中，再加入具有親油特性的致孔劑，攪拌充分分散混合；將混合溶液制膜，並在60 80°C下真空乾燥成膜；第二步將聚丙烯薄膜放置於稀酸水溶液中浸泡3 24小時，再將具有納米孔徑結構的聚丙烯薄膜經清水洗滌、乾燥後製得具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜。所述親油性致孔劑為納米碳酸鈣、納米碳酸鎂、納米級二氧化矽中的一種或其組
口 o所述有機溶劑為三氯化碳、四氯化碳、四氫呋喃中的一種或其組合。與現有技術相比，本發明製備的具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜具有成本低、性能優良、製備工藝簡單等優點，可廣泛應用在化工、醫藥、水處理等領域。
具體實施例方式以下結合具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的具體製備過程對本發明進一步說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。實施例1稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米碳酸鈣lg。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀鹽酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為40%，孔徑約為300nm。實施例2稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米碳酸鈣3g。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀鹽酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為52%，孔徑約為600nm。實施例3稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米碳酸鈣5g。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀鹽酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為60%，孔徑約為900nm。實施例4稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米碳酸鎂3g。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀鹽酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為48%，孔徑約為700nm。實施例5稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米碳酸鎂5g。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀鹽酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為60%，孔徑約為lOOOnm。實施例6稱取聚丙烯50g，四氯化碳20g，親油改性過的納米級二氧化矽5g。在攪拌下將聚丙烯溶解到四氯化碳溶劑中，在充分溶解後，再將納米碳酸鈣緩慢分散到上述溶液中。充分攪拌5h後，將溶液成膜、70°C真空乾燥製得半成品。將半成品浸潰到5%的稀氫氟酸中，浸泡3小時後用清水洗滌，再在60°C下乾燥製得成品。成品開孔率約為54%，孔徑約為lOOOnm。
權利要求
1.一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜，其特徵在於，薄膜的質量百分比組成為聚丙烯65 80%，有機溶劑為15 34%，致孔劑為I 5%;薄膜的孔徑在50 lOOOnm，開孔率為40 60%。
2.根據權利要求1所述一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的製備方法，其特徵在於， 所述的薄膜以聚丙烯為基體，經有機溶劑溶解，添加親油性致孔劑，再經攪拌、溶劑蒸發、乾燥、酸洗、洗滌和烘乾工序而製成；具體步驟為第一步將聚丙烯顆粒經不斷攪拌溶解在有機溶劑中，再加入具有親油特性的致孔劑， 攪拌充分分散混合；將混合溶液制膜，並在60 80°C下真空乾燥成膜；第二步將聚丙烯薄膜放置於稀酸水溶液中浸泡3 24小時，再將具有納米孔徑結構的聚丙烯薄膜經清水洗滌、乾燥後製得具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜。
3.根據權利要求2所述一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的製備方法，其特徵在於， 所述親油性致孔劑為納米碳酸鈣、納米碳酸鎂、納米級二氧化矽中的一種或其組合。
4.根據權利要求2所述一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的製備方法，其特徵在於， 所述有機溶劑為三氯化碳、四氯化碳、四氫呋喃中的一種或其組合。
全文摘要
本發明公開了一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜，其特徵在於，薄膜的質量百分比組成為聚丙烯65～80％，有機溶劑為15～34％，致孔劑為1～5％；薄膜的孔徑在50～1000nm，開孔率為40～60％。本發明還提供一種具有納米孔徑結構聚丙烯薄膜的製備方法，其特徵在於所述的薄膜以聚丙烯為基體，經有機溶劑溶解，添加親油性致孔劑，再經攪拌、溶劑蒸發、乾燥、酸洗、洗滌和烘乾工序而製成。本發明具有成本低、性能優良、製備工藝簡單等優點，可廣泛應用在化工、醫藥、水處理等領域。
文檔編號B01D71/26GK102989328SQ201110272668
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月15日 優先權日2011年9月15日
發明者姚煒, 張豪傑, 劉洋, 周潔, 鄒娟珍, 何丹農 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司