CN102614785A - 一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜及其制备方法 - Google Patents

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李玉龙
陈高升
严丽
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Abstract

本发明涉及一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜及其制备方法，共混膜由质量比9∶1～1∶9的聚氯乙烯和醋酸纤维素组成。制备方法包括：(1)将聚氯乙烯和醋酸纤维素溶于溶剂中，搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液；(2)将上述铸膜液倾倒在玻璃板上，刮制成液态薄膜，然后放入水浴中，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水洗涤，再用甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。本发明工艺简单，成本低，易于工业化；本发明制备的共混膜通透性能好，水通量高，强度高，具有较好的抗破坏性能，有良好的应用前景。

Description

一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜及其制备方法
技术领域
本发明属于共混膜及其制备领域，特别涉及一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜及其制备方法。
背景技术
采用聚氯乙烯(PVC)作为制膜材料已有许多文献和专利报道。赵方波、谢荣华、张晓辉等人报道了亲水性聚氯乙烯膜及其制备方法(申请号：CN101513593)，其制备技术是采用聚氯乙烯、溶解聚氯乙烯溶剂、乙酸乙烯酯、纳米氧化铝、成孔剂和六偏磷酸钠或十二烷基苯磺酸钠或柠檬酸，按照重量百分比制成；朱芳琴等人报道了一种聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法(申请号：CN102343222A)，其制备技术是首先合成苯乙烯-醋酸乙烯-马来酸单聚乙二醇单甲醚酯聚合物，再将聚氯乙烯膜材料与该聚合物混合均匀，然后将此两者的混合物、致孔剂及铸膜液用溶剂混合配制铸膜液，将铸膜液在20℃-60℃温度下与内凝胶介质同时通过喷头喷出，在湿度为50％-60％的空气中停留2-10s，然后匀速浸入20℃-30℃的外凝胶介质凝固浴中，成形后在20℃-30℃的外凝胶介质中浸泡8h以上，即获得中空纤维膜；赵方波、邱峰、谢荣华等人报道了载银纳米二氧化钛/聚氯乙烯膜及其制备方法(申请号：CN102114389A)，其制备技术是以N-N二甲基乙酰胺为溶剂，六偏磷酸钠为分散剂，聚乙烯吡咯烷酮为成孔剂和乙醇溶液为凝固液，并以聚氯乙烯和载银纳米二氧化钛为原料制得；彭跃莲，刘淑秀，隋燕等人报道了高通量聚氯乙烯共混分离膜及其制备方法(申请号：CN1562451)，其制备技术是由聚乙烯醇缩醛类高聚物或者卤烯-脂肪酸烯类醇解物与聚氯乙烯以质量比1∶9-9∶1共溶于质量百分比为66-87％有机溶剂，再添加质量百分比0.01-8％的无机添加剂或者质量百分比1-20％的有机添加剂溶解得到共混溶液后熟化、流延成膜、蒸发后放入凝胶浴中，自动剥离后得到高通量聚氯乙烯共混分离膜。高素莲等人报道了聚氯乙烯/醋酸纤维素合金纳滤膜的研制及其界面性能表征的文献，但其只是用这两种材料的共混溶液制作填料柱的填料而不是制成平板膜来研究。而聚氯乙烯/醋酸纤维素共混膜的专利未见报道。
醋酸纤维素(CA)亲水性好，抗污染性能强，但是不耐酸碱和生物浸蚀。而聚氯乙烯(PVC)物化稳定性好，耐酸碱和生物浸蚀，但是疏水性太强，易被油脂、蛋白质等有机物污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜及其制备方法，制备方法工艺简单，成本低，易于工业化；共混膜通透性能好，水通量高，强度高，具有较好的抗破坏性能，有良好的应用前景。
本发明的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜，共混膜由质量比9∶1～1∶9的聚氯乙烯和醋酸纤维素组成。
所述共混膜厚度为100～640μm，0.18MPa压力下纯水通量为2602.51～5361.06L·m-2·h-1，拉伸强度为112.8～477.1N·cm-2。
本发明的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，包括：
(1)将聚氯乙烯和醋酸纤维素按质量比9∶1～1∶9溶于溶剂中，在90℃下搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液；
(2)在室温、铸膜液温度为90℃以及环境湿度为55％的条件下，将上述铸膜液倾倒在玻璃板上，刮制成液态薄膜，然后放入10～25℃的水浴中，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水洗涤，再用甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。
所述步骤(1)中的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或几种。
所述步骤(1)中聚氯乙烯和醋酸纤维素总质量百分比浓度为10％～16％，溶剂质量百分比浓度为84～90％。
所述步骤(2)中的液态薄膜厚度为0.1～0.64mm。
所述步骤(2)中的甘油水溶液的浓度为50vol％。
有益效果
(1)本发明工艺简单，成本低，易于工业化；
(2)本发明制备的共混膜通透性能好，水通量高，强度高，具有较好的抗破坏性能，有良好的应用前景。
附图说明
图1为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，纯PVC膜的断面结构电镜扫描图；
图2为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，纯CA膜的断面结构电镜扫描图；
图3为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为9∶1的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图4为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为8∶2的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图5为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为7∶3的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图6为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为6∶4的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图7为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为5∶5的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图8为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为4∶6的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图9为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为3∶7的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图10为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为2∶8的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图；
图11为聚合物含量为16wt％，凝胶浴温度为10～25℃，铸膜液温度为90℃时，质量比为1∶9的PVC/CA共混膜的断面结构电镜扫描图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
将总质量浓度为14wt％的聚氯乙烯和醋酸纤维素加入到质量浓度为86wt％的N，N-二甲基乙酰胺中，放置到水浴锅中恒温90℃下搅拌直至完全溶解，再静置、脱泡，得铸膜液，备用；洁净的玻璃板、玻璃棒和铸膜液的温度保持一致，将配制好的铸膜液倾倒在玻璃板上，用玻璃棒刮制成厚度为0.2mm的液态薄膜，随即放入10～25℃水浴中成膜，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水充分洗涤、浸泡除去残留在膜中的溶剂，再用50vol％的甘油水溶液浸泡24h，最后取出在空气中自然晾干。
上述方法所述聚氯乙烯/醋酸纤维素的质量比分别为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0.18MPa压力下测定其纯水通量，所得的纯水通量(L·m-2·h-1)相应值分别为7.04，9.10，163.76，614.68，1930.37，16933.70，147449.93，80543.48，31049.17，201.61，21.80；拉伸强度(N·cm-2)相应值分别为477.05，286.06，243.03，199.37，175.19，174.48，142.19，162.32，112.76，160.29，192.92。结果表明，聚氯乙烯醋酸纤维素的质量比为7/3的平板膜综合性能最好。
进一步分别测定聚氯乙烯/醋酸纤维素的质量比为10/0，9/1，8/2，7/3，0/10平板膜表面的接触角，所得的接触角数据为70.69°，66.33°，58.27°，55.57°，50.48°。结果表明，共混膜的亲水性比PVC膜的亲水性好，CA的加入改善了PVC膜的亲水性。

Claims (7)

1.一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜，其特征在于：共混膜由质量比9∶1～1∶9的聚氯乙烯和醋酸纤维素组成。
2.根据权利要求1所述的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜，其特征在于：所述共混膜厚度为100～640μm，0.18MPa压力下纯水通量为2602.51～5361.06L·m-2·h-1，拉伸强度为112.8～477.1N·cm-2。
3.一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，包括：
(1)将聚氯乙烯和醋酸纤维素按质量比9∶1～1∶9溶于溶剂中，在90℃下搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液；
(2)在室温、铸膜液温度为90℃以及环境湿度为55％的条件下，将上述铸膜液倾倒在玻璃板上，刮制成液态薄膜，然后放入10～25℃的水浴中，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水洗涤，再用甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。
4.根据权利要求3所述的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或几种。
5.根据权利要求3所述的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中聚氯乙烯和醋酸纤维素总质量百分比浓度为10％～16％，溶剂质量百分比浓度为84～90％。
6.根据权利要求3所述的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的液态薄膜厚度为0.1～0.64mm。
7.根据权利要求3所述的一种聚氯乙烯和醋酸纤维素共混膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的甘油水溶液的浓度为50vol％。
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