專利名稱：一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于共混膜的制備領(lǐng)域，特別涉及一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是一種新型的高分離、濃縮、提純及凈化技術(shù)，它的出現(xiàn)很好的解決了傳統(tǒng)水處理技術(shù)在處理廢水時存在的問題。與傳統(tǒng)水處理技術(shù)相比，膜分離技術(shù)具有能耗低、可在常溫下連續(xù)操作、分離效率高、無二次污染、運行費用低等優(yōu)點，因此膜分離技術(shù)在廢水處理中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，且具有廣闊的前景。超濾膜是眾多膜分離技術(shù)中的一種，在上世紀(jì)60年代就實現(xiàn)了工業(yè)化的生產(chǎn)。超濾膜技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于生活污水和多種工業(yè)廢水的處理中。超濾膜材料主要包括無機膜材料和有機膜材料。膜材料開發(fā)是膜分離技術(shù)重要的一個分支方向。在新型膜材料開發(fā)領(lǐng)域中，聚氯乙烯引起了人們的關(guān)注和研究，因為其具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐酸、堿，耐微生物侵蝕，價格便宜，來源豐富等優(yōu)點。但是研究中發(fā)現(xiàn)，聚氯乙烯制膜過程中易收縮、起皺，膜的脆性大、疏水性強、水通量小、不耐污染。另一種高分子材料一聚醚砜是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性材料，具有優(yōu)異的耐熱性能、機械性能和耐腐蝕性。聚醚砜也被用來制備高性能的超濾膜和反滲透膜。同時，聚醚砜膜的材料也有疏水性強的缺點。添加劑在膜制備過程中的作用是不可忽略的，采用納米無機小分子(納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鋁、納米二氧化硅)對超濾膜進行改性可以有效的改進膜的親水性和膜的微觀結(jié)構(gòu)。纖維素衍生物可以有效的提高膜的親水性能，改善抗污染性能。采用一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法，可以制備出一種成本較低，機械性能好，水通量大，親水性可調(diào)節(jié)的膜材料。具有廣闊的應(yīng)用前景。采用聚氯乙烯和聚醚砜作為制膜材料已有許多文獻和專利報道。CN1772813A介紹了一種酚酞型聚醚砜和聚醚砜制備共混膜的方法，制備的膜的化學(xué)穩(wěn)定性高，耐溫性好;CN102114389A介紹了一種載銀納米二氧化鈦/聚氯乙烯膜及其的制備方法，制備的膜的抑菌性和抗污染性能得到了加強；CN102558595A介紹了一種聚偏氟乙烯膜或者聚氯乙烯膜表面改性方法，提高了膜的親水性和抗污染性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法，該發(fā)明的共混膜通量大、機械性能好，親水性可調(diào)節(jié)，制模成本低，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性；本發(fā)明制備的膜可以應(yīng)用于污水處理、自來水廠凈化、中水回用、食物和生物制藥等領(lǐng)域，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物的制備方法，包括
(I)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，將聚氯乙烯79Γ18%，聚醚砜3. 6% 8%，纖維素衍生物2% 8%，納米添加劑19Γ5%混合添加到余量溶劑中，6(T90°C條件下加熱攪拌3飛小時，靜置，脫泡，得到鑄膜液；(2)用刮刀將鑄膜液平鋪一層，預(yù)蒸發(fā)5 30s，然后浸入1(T30°C的凝固浴中成膜，洗滌，浸泡除去殘留在膜中的溶劑，經(jīng)?？滋幚砗蟮蜏睾娓桑吹镁勐纫蚁?聚醚砜/纖維素衍生物共混膜。所述步驟(I)中聚氯乙烯的聚合度為80(Tl800。所述步驟(I)中纖維素衍生 物為醋酸纖維素、二醋酸纖維素酯或羥甲基纖維素。所述步驟(I)中納米添加劑為納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鋁、納米二氧化硅中的一種或幾種。所述步驟(I)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(2)中在相對濕度為5(Γ90%的空氣中預(yù)蒸發(fā)。所述步驟(2)中的凝固浴為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(Γ20%的乙醇、丁醇的水溶液。所述步驟(2)中用蒸餾水洗滌。所述步驟(2)所得的共混膜為平板膜。本發(fā)明的共混膜中采用聚醚砜和纖維素類衍生物作為共混材料，加入聚醚砜可以明顯改善膜的機械性能，包括拉伸強度和最大伸長倍數(shù)，同時聚醚砜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性；加入纖維素衍生物可以明顯改善膜的親水性能，從而提高膜的耐污染性能。本發(fā)明采用相轉(zhuǎn)化法來制備聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜，改善了 PVC膜的機械性能和親水性能，增強了 PVC膜的應(yīng)用性。有益效果( I)本發(fā)明的共混膜通量大，機械性能好，親水性可調(diào)節(jié)，制膜成本低，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性；(2)本發(fā)明的所涉及的平板膜的厚度為10(Γ300μπι，蒸餾水測得水通量為80 2000L/(m2· h) (O. 15MPa)，耐受壓力彡 O.1Mpa ；(3)本發(fā)明制備的共混膜可以應(yīng)用于污水處理、自來水廠凈化、中水回用、食品和生物制藥等領(lǐng)域，具有良好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實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)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1(I)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的聚氯乙烯、5. 5%聚醚砜、4%醋酸纖維素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的納米氧化鋅，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77. 5%溶劑N，N- 二甲基乙酰胺放入到錐形瓶中，置于恒溫80° C的水浴鍋中下攪拌直至完全溶解，靜置、脫泡后備用；(2)將潔凈的玻璃板、刮刀和鑄膜液的溫度保持一致，在玻璃板上刮出厚度為200 μ m的平板膜，先預(yù)蒸發(fā)20s，然后侵入20°C的水浴中固化成膜；
(3)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，經(jīng)?？滋幚砗蟮蜏睾娓桑玫侥こ善?。該膜在濕潤條件下測得的在O. 15MPa下水通量為900L/ (m2. h)，干膜的接觸角為42°，通量大，親水性好?？捎糜诩{濾或者反滲透之前污水的預(yù)處理。實施例2(I)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12%的聚氯乙烯、6%聚醚砜、2%醋酸纖維素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的納米氧化硅，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78%溶劑N，N-二甲基乙酰胺放入到錐形瓶中，置于恒溫80° C的水浴鍋中下攪拌直至完全溶解，靜置、脫泡后備用；(2)將潔凈的玻璃板、刮刀和鑄膜液的溫度保持一致，在玻璃板上刮出厚度為200 μ m的平板膜，先預(yù)蒸發(fā)30s，然后侵入10°C的水浴中固化成膜；
(3)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，經(jīng)?？滋幚砗蟮蜏睾娓桑玫侥こ善?。該膜在濕潤條件下測得的在O. 15MPa下水通量為600L/ (m2. h)，干膜的接觸角為56°，機械性能好，耐壓強度大?？捎糜诩{濾或者反滲透之前污水的預(yù)處理。實施例3(I)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5%的聚氯乙烯、12%聚醚砜、1%的醋酸纖維素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的納米二氧化鈦，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%溶劑N，N- 二甲基乙酰胺放入到錐形瓶中，置于恒溫80° C的水浴鍋中下攪拌直至完全溶解，靜置、脫泡后備用；(2)將潔凈的玻璃板、刮刀和鑄膜液的溫度保持一致，在玻璃板上刮出厚度為200 μ m的平板膜，先預(yù)蒸發(fā)5s，然后侵入30°C的水浴中固化成膜；(3)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，經(jīng)?？滋幚砗蟮蜏睾娓?，得到膜成品。該膜在濕潤條件下測得的在O. 15MPa下水通量為410L/ (m2. h)，干膜的接觸角為65°，最大拉伸長度為原來的2倍，機械性能好，耐壓強度大。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法，包括(1)按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，將聚氯乙烯79Γ18%，聚醚砜3.69Γ8%，纖維素衍生物2% 8%，納米添加劑19Γ5%混合添加到余量溶劑中，6(T90°C條件下加熱攪拌3飛小時，靜置，脫泡，得到鑄膜液；(2)用刮刀將鑄膜液平鋪一層，預(yù)蒸發(fā)5 30s，然后浸入1(T30°C的凝固浴中成膜，洗滌，浸泡，烘干，即得聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(I)中的聚氯乙烯的聚合度為80(Γ1800。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(I)中纖維素衍生物為醋酸纖維素、二醋酸纖維素酯或羥甲基纖維素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(I)中納米添加劑為納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米氧化鋁、納米二氧化硅中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(I)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1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(2)中在相對濕度為50、0%的空氣中預(yù)蒸發(fā)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(2)中的凝固浴為含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(Γ20%的乙醇、丁醇的水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(2)中用蒸餾水洗滌。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法， 其特征在于所述步驟(2)所得的共混膜為平板膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜的制備方法，包括(1)將聚氯乙烯，聚醚砜，纖維素衍生物，納米添加劑混合添加到溶劑中，60~90℃條件下加熱攪拌3~6小時，靜置，脫泡，得到鑄膜液；(2)用刮刀將鑄膜液平鋪一層，預(yù)蒸發(fā)5~30s，然后浸入10~30℃的凝固浴中成膜，洗滌，浸泡，烘干，即得聚氯乙烯/聚醚砜/纖維素衍生物共混膜。本發(fā)明的共混膜通量大、機械性能好，親水性可調(diào)節(jié)，制膜成本低，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性；本發(fā)明制備的共混膜可以應(yīng)用于污水處理、自來水廠凈化、中水回用、食品和生物制藥等領(lǐng)域，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號B01D71/30GK103007785SQ20131000386
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者王軍, 陳高升, 李玉龍, 吳俊 , 蔣淑紅 申請人:東華大學(xué)