專利名稱：一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚偏氟乙烯膜領(lǐng)域，特別涉及一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚偏氟乙烯(PVDF)是一種半結(jié)晶型聚合物，C-F鍵長(zhǎng)短，鍵能強(qiáng)達(dá)4^kJ/mol，所以PVDF有良好的機(jī)械性能和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，是一種性能優(yōu)良的新型聚合物膜材料，可制備成一類耐熱、耐磨、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑的新型高性能分離膜。此外，PVDF材料價(jià)格低廉， 因此，PVDF膜具有很大的市場(chǎng)價(jià)值。20世紀(jì)80年代中期，美國(guó)Millipore公司首先用它開發(fā)出Dur印ore型微孔膜，并推向市場(chǎng)。但由于PVDF表面能低，憎水性強(qiáng)，制得的PVDF膜在污水處理、油水分離、蛋白類藥物分離等方面容易產(chǎn)生吸附污染，膜的通量衰減很快，降低了膜的使用壽命。因此，聚偏氟乙烯膜的親水性改善具有重要的意義。采用聚偏氟乙烯作為制膜材料已有許多文獻(xiàn)和專利進(jìn)行了報(bào)道。何春菊等人報(bào)道了具有改善親水性的共混聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法(申請(qǐng)?zhí)?008102(^882)， 其制備技術(shù)是采用聚偏氟乙烯、聚醚砜、纖維素衍生物、成孔劑和溶劑混合配制成的鑄膜液制成初生絲，初生絲再經(jīng)四道以上雙向拉伸和適度回縮、水洗、保孔處理后，卷繞得共混聚偏氟乙烯中空纖維膜；馬軍等人報(bào)道了一種親水性和抗壓密性聚偏氟乙烯超濾膜及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)?00710072442. 7)，它是由聚偏氟乙烯、鐵鹽和二甲基乙酰胺按照重量百分比制成；阮文祥等人報(bào)道了干態(tài)強(qiáng)親水性聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法(申請(qǐng)?zhí)朇N200910155288.9)；肖長(zhǎng)發(fā)等人報(bào)道了一種聚偏氟乙烯膜親水改性的方法(申請(qǐng)?zhí)?200710058333)，它是由聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和二甲基亞砜按照重量百分比制成。迄今為止還未曾見到有關(guān)文獻(xiàn)和專利對(duì)聚乙烯醇縮丁醛(PVB)、聚偏氟乙烯(PVDF)共混制膜的報(bào)道。聚乙烯醇縮丁醛(PVB)親水性強(qiáng)，物化性能及成膜性能好，但是汽水通量低，膜硬而脆。關(guān)于將PVB與其它高分子材料共混開發(fā)新型膜材料的研究主要有PVB/PVC，PVB/ PES。這些研究主要是利用PVB的親水性對(duì)PVC膜、PES膜進(jìn)行親水改性。關(guān)于PVB膜的專利未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化；制備的共混膜通透性能好，水通量高， 強(qiáng)度高，具有較好的抗破壞性能，有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于共混膜由質(zhì)量比為1 91 9的聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯組成。所述共混膜為平板膜。所述共混膜厚度為50 200 μ m, 0. 18MPa壓力下純水通量為18. 54 430. 64L · in2 · 1Γ1，拉伸強(qiáng)度為 417. 5 786N · cnT2。本發(fā)明的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制備方法，包括(1)將聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯按質(zhì)量比1 9 1 9溶于溶劑中，在90°C 下攪拌直至溶解，靜置、脫泡得鑄膜液，其中，聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯總質(zhì)量百分比濃度為22 沈％，溶劑質(zhì)量百分比濃度為74 78% ；(2)在環(huán)境溫度為室溫、環(huán)境濕度為55%以及鑄膜液溫度為90°C的條件下，將上述鑄膜液傾倒在玻璃板的一端，刮制成液態(tài)薄膜，然后放入10 25°C的水浴中，待薄膜脫落后從水浴中取出，用蒸餾水洗滌，再用50vOl%的甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。所述步驟(1)中的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一種或幾種。所述步驟O)中的液態(tài)薄膜厚度為0. 2mm。有益效果(1)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化；(2)本發(fā)明制備的共混膜通透性能好，水通量高，強(qiáng)度高，具有較好的抗破壞性能， 有良好的應(yīng)用前景。


圖1為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，純PVB膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖2為聚合物含量為23wt %，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，純PVDF膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖3為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 9 1的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖4為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 8 2的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖5為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 7 3的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖6為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 6 4的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖7為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 5 5的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖8為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 4 6的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖9為聚合物含量為23wt%，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 3 7的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖10為聚合物含量為23wt %，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 2 8的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖；圖11為聚合物含量為23wt %，凝膠浴溫度為5°C，鑄膜液溫度為90°C時(shí)，質(zhì)量比為 1 9的PVB/PVDF共混膜的斷面結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例1將總質(zhì)量濃度為23wt%聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯加入到質(zhì)量濃度為77wt% 溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，放置到水浴鍋中恒溫90°C下攪拌直至完全溶解，再靜置、脫泡， 得鑄膜液，備用；在環(huán)境溫度為室溫、環(huán)境濕度為55%以及鑄膜液溫度為90°C的條件下，潔凈的玻璃板、玻璃棒和鑄膜液的溫度保持一致，將配制好的鑄膜液傾倒在玻璃板的一端，用玻璃棒刮制成0. 2mm的液態(tài)薄膜，隨即放入水浴中成膜，待薄膜脫落后從水浴中取出，用蒸餾水充分洗滌、浸泡除去殘留在膜中的溶劑，再用50vol %的甘油水溶液浸泡Mh，最后取出在空氣中自然晾干。上述方法所述聚乙烯醇縮丁醛/聚偏氟乙烯的質(zhì)量比分別為10/0，9/1，8/2，7/3， 6/4，5/5，4/6，3/7，2/8，1/9，0/10，所刮制的平板膜在0. ISMI3a壓力下測(cè)定其純水通量，所得的純水通量(L · πΓ2 · IT1)相應(yīng)值分別為 5. 00,18. 54，153. 44，259. 53，282. 48,306. 70， 78. 29,39. 87，28. 43，22. 35，17. 87 ；拉伸強(qiáng)度(N · cnT2)相應(yīng)值分別為 963. 5，786，673. 5， 603. 5。結(jié)果表明，聚乙烯醇縮丁醛/聚偏氟乙烯的質(zhì)量比為7/3的平板膜綜合性能最好。進(jìn)一步分別測(cè)定聚乙烯醇縮丁醛/聚偏氟乙烯的質(zhì)量比為10/0，9/1，8/2，7/3， 0/10平板膜表面的接觸角，所得的接觸角數(shù)據(jù)為61. 06°，69. 31°，69. 71°，69. 90°， 78.33°。結(jié)果表明，共混膜的親水性比PVDF膜的親水性好，PVB的加入改善了 PVDF膜的親水性。實(shí)施例2將聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯按質(zhì)量比7 3加入到溶劑N，N- 二甲基乙酰胺中，聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯總質(zhì)量濃度為22wt %，23wt %，24wt %，25wt %，26wt %。 在環(huán)境溫度為室溫、環(huán)境濕度為以及鑄膜液溫度為90°C的條件下，潔凈的玻璃板、玻璃棒和鑄膜液的溫度保持一致，將配制好的鑄膜液傾倒在玻璃板的一端，用玻璃棒刮制成 0. 2mm的液態(tài)薄膜，隨即放入水浴中成膜，待薄膜脫落后從水浴中取出，用蒸餾水充分洗滌、 浸泡除去殘留在膜中的溶劑，再用50vOl%的甘油水溶液浸泡Mh，最后取出在空氣中自然晾干。所刮制的平板膜在0. ISMPa壓力下測(cè)定其純水通量，所得的純水通量(L · πΓ2 · h—1) 相應(yīng)值分別為430. 64，418. 36，259. 53，214. 03，205. 84 ；拉伸強(qiáng)度(N · cm—2)相應(yīng)值分別為 417. 5，491. 5,603. 5，728. 5，817。結(jié)果表明，聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯的濃度為23wt% 的平板膜綜合性能最好。
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于共混膜由質(zhì)量比為1 91 9的聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于所述共混膜為平板膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于所述共混膜厚度為50 200 μ m，0. 18MPa壓力下純水通量為18. 54 430. 64L · πΓ2 · tT1，拉伸強(qiáng)度為417. 5 786N · cnT2。
4.一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制備方法，包括(1)將聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯按質(zhì)量比1 9 1 9溶于溶劑中，在90°C下攪拌直至溶解，靜置、脫泡得鑄膜液，其中，聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯總質(zhì)量百分比濃度為22 沈％，溶劑質(zhì)量百分比濃度為74 78% ；(2)在環(huán)境溫度為室溫、環(huán)境濕度為55%以及鑄膜液溫度為90°C的條件下，將上述鑄膜液傾倒在玻璃板的一端，刮制成液態(tài)薄膜，然后放入10 25°C的水浴中，待薄膜脫落后從水浴中取出，用蒸餾水洗滌，再用50vOl%的甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟(1)中的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制備方法，其特征在于所述步驟O)中的液態(tài)薄膜厚度為0. 2mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制備方法，共混膜由質(zhì)量比為1～9∶1～9的聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯組成；制備方法，包括(1)將聚乙烯醇縮丁醛和聚偏氟乙烯溶于溶劑中，在90℃下攪拌直至溶解，靜置、脫泡得鑄膜液；(2)將上述鑄膜液傾倒在玻璃板的一端，刮制成液態(tài)薄膜，然后放入水浴中，待薄膜脫落后從水浴中取出，用蒸餾水洗滌，再用50vol％的甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于工業(yè)化；制備的共混膜通透性能好，水通量高，強(qiáng)度高，具有較好的抗破壞性能，有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)B01D67/00GK102198371SQ201110135868
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者嚴(yán)麗, 李玉龍, 王軍, 賈強(qiáng), 黃璐 申請(qǐng)人:東華大學(xué)