CN112574446B - 一种高可见光催化活性的pvc复合膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法，所述复合膜包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于第二膜层的上方，所述第一膜层为聚乳酸改性聚氯乙烯膜层，所述第二膜层为糠醛改性聚氯乙烯膜层。本发明通过对复合膜结构、组分和制备工艺的设置，形成折射率不同的第一膜层和第二膜层，二者均由热塑性树脂和热固性树脂制得，均具有亲水性，能够充分发挥组分二氧化钛的光催化效用；通过物料间的配合促进复合膜的降解，并在实现高可见光催化活性的同时，复合膜降解时的美观度。

Description

一种高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及PVC复合膜技术领域，具体为一种高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法。
背景技术
PVC的中文名称为聚氯乙烯，是氯乙烯单体发生聚合反应生成的聚合物，具有稳定的物理化学性质，气体、水汽渗漏性低，防火耐热，因其功能性质，在各行各业中应用广泛；其中聚氯乙烯薄膜的世界薄膜使用量位居前列，其应用多为一次性产品，回收价值较低，在使用后若对其进行焚烧、废弃会对环境造成污染，宜利用热、光、微生物等对聚氯乙烯薄膜进行降解，在常规实际中会利用光催化材料二氧化钛促进聚氯乙烯的降解，单纯依靠二氧化钛的光催化活性，且聚氯乙烯分解时易发生黄变，失去光泽，影响聚氯乙烯薄膜外观。因此，我们提出一种高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种高可见光催化活性的PVC复合膜，所述复合膜包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于第二膜层的上方，所述第一膜层为聚乳酸改性聚氯乙烯膜层，所述第二膜层为糠醛改性聚氯乙烯膜层。
进一步的，所述第一膜层包括以下重量组分：100份聚氯乙烯、10～15份聚乳酸、8～12份甲基苯基乙烯基硅橡胶、0.2～0.3份硫磺、3～4份丙烯酸、1～3份甲基丙烯酸、2～4份乙烯基磺酸钠、1.0～1.5份丙烯醇、2～6份碳酸二甲酯、2.8～9.0份二甘醇。
进一步的，所述第二膜层包括以下重量组分：100份聚氯乙烯、11～43份醋酸纤维素、5～43份丙烯酸酯、8～12份二氧化钛、9～18份尿素、14～29份糠醛、0.6～1.2份对叔丁基邻苯二酚。
进一步的，所述第一膜层的折射率高于第二膜层的折射率。
进一步的，所述丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或多种。
进一步的，所述二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛。
一种高可见光催化活性的PVC复合膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备第一膜层：
取甲基苯基乙烯基硅橡胶加入硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；取丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；取丙烯醇、碳酸二甲酯与二甘醇反应后，与溶液B共混反应，制得树脂C；取聚乳酸与金属钠反应后，与聚氯乙烯反应，制得改性聚氯乙烯；取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取聚氯乙烯，分别加入醋酸纤维素、丙烯酸酯共混，加入二氧化钛、对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯；取尿素与糠醛反应，制得糠醛树脂；取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：取第一膜层与第二膜层复合，制得复合膜。
进一步的，所述步骤(1)包括以下步骤：
取甲基苯基乙烯基硅橡胶加入硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取丙烯醇和碳酸二甲酯，加入二甘醇、催化剂，置于50～70℃恒温反应3～4h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应20～24h，制得树脂C；
取聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至140～150℃，反应8～9h，取产物缓慢加入与聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于120～130℃反应4～8h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层。
进一步的，所述步骤(2)包括以下步骤：
取聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至55～65℃进行保温，加入丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3～4h；取反应产物加入二氧化钛、对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯；
取尿素溶于去离子水，升温至40～50℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，于恒温搅拌反应40～50min，再次加入氢氧化钠搅拌10～20min，加入剩余组分糠醛反应2～3h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层。
进一步的，所述步骤(3)包括以下步骤：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于55～65℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
在上述技术方案中，通过对聚氯乙烯复合膜结构设置，使得所制复合膜上层折射率大于下层折射率的双膜层结构，减少膜体受光后对光的反射，提高所制复合膜的光密度，为复合膜受可见光催化后而产生的活性夯实物质基础；
在制备第一膜层时，丙烯醇、碳酸二甲酯与二甘醇在催化剂的作用下生成丙烯基二甘醇碳酸酯，具备较高的折射率，而后作为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠的反应体系，使得所制聚丙烯酸分子链穿插于丙烯基二甘醇碳酸酯分子间，形成互穿网络，形成树脂C，能够保证所制第一膜层的力学性能，并提高其亲水性、耐磨性、光学性能；聚乳酸通过金属钠与聚氯乙烯完成接枝，制得改性聚氯乙烯，能够提高所制第一膜层的生物降解性；甲基苯基乙烯基硅橡胶在硫磺作用下磺化，制得硅橡胶A，提高所制第一膜层的机械性能；所制树脂C、改性聚氯乙烯、硅橡胶A共混，制得所制第一膜层，能够在实现较高折射率的同时，具备较好的耐磨性、机械强度和生物降解性；
在制备第二膜层时，丙烯酸酯在聚氯乙烯、醋酸纤维素存在的条件下发生聚合，能够改善所制第二膜层的亲水性，且丙烯酸酯选用软单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯和硬单体丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯，聚合产物具备较好的折射率，使得所制第二膜层的折射率略小于第一膜层的折射率，软单体和硬单体的比例设置为(5:45)～(25:25)，聚合产物具备较好的表面张力；尿素与糠醛聚合制得糠醛树脂，对环境友好，具有较好的耐蚀性、耐热性；将上述二者共混，制得的第二膜层具备较好的亲水性；
第一膜层和第二膜层均为热塑性树脂和热固性树脂的混合，在降解时更易分离，能够降低复合膜的降解难度；在对第一膜层和第二膜层进行复合时，在二者间喷涂过硫酸钾溶液，再进行热压复合，引发两组膜层间的交联复合，提高所制复合膜的复合强度，所制复合膜具备较好的透明性、光泽度；
在所制复合膜使用时，二氧化钛在可见光的作用下，其中的电子发生跃迁产生空穴，空穴与水反应，生成羟基自由基，而所制复合膜的亲水性较好，能够促进这一反应的进行，电子与氧反应，生成超氧负离子，而因所制复合膜中物料组合，使其具备较高的含氧量，促进反应向正方向移动；聚氯乙烯在光照的作用下分解产生HCl，并生成双键，其中HCl促进糠醛树脂分解产生糠醛，能够协同第一膜层中的硫磺和对叔丁基邻苯二酚抑制聚氯乙烯分解产物烯烃间的聚合，并能够抗氧化，防止复合膜发生黄变，保持复合膜的光泽度，提高复合膜在降解时的美观度；因糠醛树脂的自身性质，能够促进复合膜对可见光的吸收，结合第一膜层和第二膜层间的折射率差异，提高复合膜的光密度，促进二氧化钛的光催化效用，提高光催化活性；且随光照时间的延长，糠醛树脂分解生成分子量较小的共轭树脂，产生光电效应，二氧化钛效用增强，所制复合膜达到高可见光催化活性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的高可见光催化活性的PVC复合膜及其制备方法，通过对复合膜结构、组分和制备工艺的设置，形成折射率不同的第一膜层和第二膜层，二者均由热塑性树脂和热固性树脂制得，均具有亲水性，能够充分发挥组分二氧化钛的光催化效用；通过物料间的配合促进复合膜的降解，并在实现高可见光催化活性的同时，复合膜降解时的美观度。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)制备第一膜层：
取8份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.2份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取3份丙烯酸、1份甲基丙烯酸、2份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.0份丙烯醇和2份碳酸二甲酯，加入2.8份二甘醇、催化剂，置于50℃恒温反应3h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应20h，制得树脂C；
取10份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至140℃，反应8h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于120℃反应4h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入11份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至55℃进行保温，加入5份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3h；取反应产物加入8份二氧化钛、0.6份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为5:45；
取9份尿素溶于去离子水，升温至40℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为14份，于恒温搅拌反应40min，再次加入氢氧化钠搅拌10min，加入剩余组分糠醛反应2h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于55℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
实施例2
(1)制备第一膜层：
取10份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.2份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛、0.9份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取13份尿素溶于去离子水，升温至45℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为21份，于恒温搅拌反应45min，再次加入氢氧化钠搅拌15min，加入剩余组分糠醛反应2.5h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
实施例3
(1)制备第一膜层：
取12份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.3份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取4份丙烯酸、3份甲基丙烯酸、4份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.5份丙烯醇和6份碳酸二甲酯，加入9.0份二甘醇、催化剂，置于70℃恒温反应4h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应24h，制得树脂C；
取15份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至150℃，反应9h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于130℃反应8h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入43份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至65℃进行保温，加入43份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应4h；取反应产物加入12份二氧化钛、1.2份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为20:30；
取18份尿素溶于去离子水，升温至50℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为29份，于恒温搅拌反应50min，再次加入氢氧化钠搅拌20min，加入剩余组分糠醛反应3h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于65℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
对比例1
(1)制备第一膜层：
取聚氯乙烯制膜，形成第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛、0.9份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取13份尿素溶于去离子水，升温至45℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为21份，于恒温搅拌反应45min，再次加入氢氧化钠搅拌15min，加入剩余组分糠醛反应2.5h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
对比例2
(1)制备第一膜层：
取10份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.2份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取聚氯乙烯制膜，加入二氧化硅，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
对比例3
(1)制备第一膜层：
取10份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.2份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛、0.9份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取13份尿素溶于去离子水，升温至45℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为21份，于恒温搅拌反应45min，再次加入氢氧化钠搅拌15min，加入剩余组分糠醛反应2.5h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
将第一膜层与第二膜层进行热压复合，制得复合膜。
对比例4
(1)制备第一膜层：
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入10份甲基苯基乙烯基硅橡胶、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛、0.9份对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取改性聚氯乙烯，制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
对比例6
(1)制备第一膜层：
取10份甲基苯基乙烯基硅橡胶加入0.2份硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取13份尿素溶于去离子水，升温至45℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，其中糠醛总重量份为21份，于恒温搅拌反应45min，再次加入氢氧化钠搅拌15min，加入剩余组分糠醛反应2.5h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
对比例7
(1)制备第一膜层：
取3.5份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取1.2份丙烯醇和4份碳酸二甲酯，加入5.9份二甘醇、催化剂，置于60℃恒温反应3.5h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应22h，制得树脂C；
取12份聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至145℃，反应8.5h，取产物缓慢加入与100份聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于125℃反应6h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入10份甲基苯基乙烯基硅橡胶、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取100份聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入27份醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至60℃进行保温，加入24份丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3.5h；取反应产物加入10份二氧化钛共混，制得改性聚氯乙烯，其中丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯和甲基丙烯酸异辛酯，甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯二者与丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯二者的质量比为15:35；
取改性聚氯乙烯，制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于60℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
实验
取实施例1-3和对比例1-7中得到的复合膜、纯PVC膜，制得试样，分别对其力学性能、降解能力进行检测，并记录检测结果：
其中，复合膜的降解程度越高，其光催化活性越大，为正向相关，可用复合膜的降解能力检测其光催化活性；
降解能力实验：在20℃温度条件下可见光照射250h后，记录试样的重量损失和颜色变化，取实验前后的失重率、耐黄变级别为技术指标；；
拉伸强度(MPa) 失重率(％) 耐黄变级别
实施例1 44.7 68.2 4-5
实施例2 45.5 68.6 4-5
实施例3 47.1 69.1 5
对比例1 43.2 52.5 4
对比例2 41.4 34.7 3-4
对比例3 45.3 68.4 4-5
对比例4 42.8 47.8 3-4
对比例5 45.0 37.3 4
对比例6 45.5 38.0 3-4
对比例7 42.6 27.6 3
PVC 42.0 21.5 3
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
实施例1-3中得到的复合膜与对比例1-7得到的复合膜、纯PVC膜形成对比，检测结果可知：
1、实施例1-3中得到的复合膜与纯PVC膜相比，其拉伸强度、失重率数据和耐黄变级别明显提高，这充分说明本发明所制复合膜能够在保持力学性能的同时，提高光催化活性和降解能力；
2、对比例1-3中得到的复合膜与实施例2中得到的复合膜相比，其拉伸强度、失重率数据和耐黄变级别均有下降，且下降趋势各有不同，可知对复合膜中第一膜层、第二膜层和复合工艺的设置，能够促进复合膜力学性能、光催化活性和降解能力的提高。
3、对比例5-7中得到的复合膜与实施例2中得到的复合膜相比，对比例4中的第一膜层未添加组分硫磺，对比例5中的第二膜层未添加糠醛树脂，对比例6中的第二膜层未添加对叔丁基邻苯二酚，对比例7中未添加组分硫磺、糠醛树脂、对叔丁基邻苯二酚，其拉伸强度变化不明显，失重率数据和耐黄变级别均有显著下降，且下降趋势各有不同，可知所制复合膜组分中硫磺、糠醛树脂、对叔丁基邻苯二酚及其结合作用对复合膜光催化活性和降解能力的提高有着促进作用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改等同替换改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高可见光催化活性的PVC复合膜，其特征在于：所述复合膜包括第一膜层和第二膜层，所述第一膜层位于第二膜层的上方，所述第一膜层为聚乳酸改性聚氯乙烯膜层，所述第二膜层为糠醛改性聚氯乙烯膜层；
所述第一膜层包括以下重量组分：100份聚氯乙烯、10～15份聚乳酸、8～12份甲基苯基乙烯基硅橡胶、0.2～0.3份硫磺、3～4份丙烯酸、1～3份甲基丙烯酸、2～4份乙烯基磺酸钠、1.0～1.5份丙烯醇、2～6份碳酸二甲酯、2.8～9.0份二甘醇；
所述第二膜层包括以下重量组分：100份聚氯乙烯、11～43份醋酸纤维素、5～43份丙烯酸酯、8～12份二氧化钛、9～18份尿素、14～29份糠醛、0.6～1.2份对叔丁基邻苯二酚；
所述第一膜层的折射率高于第二膜层的折射率；
所述丙烯酸酯为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯中的一种或多种；
所述二氧化钛为锐钛型纳米二氧化钛；
该复合膜的制备方法包括以下步骤：
(1)制备第一膜层：
取甲基苯基乙烯基硅橡胶加入硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；取丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；取丙烯醇、碳酸二甲酯与二甘醇反应后，与溶液B共混反应，制得树脂C；取聚乳酸与金属钠反应后，与聚氯乙烯反应，制得改性聚氯乙烯；取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
(2)制备第二膜层：
取聚氯乙烯，分别加入醋酸纤维素、丙烯酸酯共混，加入二氧化钛、对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯；取尿素与糠醛反应，制得糠醛树脂；取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
(3)制备复合膜：取第一膜层与第二膜层复合，制得复合膜；
所述步骤(1)包括以下步骤：
取甲基苯基乙烯基硅橡胶加入硫磺进行混炼，制得硅橡胶A；
取丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸钠，加入去离子水，制得溶液B；
取丙烯醇和碳酸二甲酯，加入二甘醇、催化剂，置于50～70℃恒温反应3～4h，取产物加入N,N-二甲基乙酰胺充分混合，加入溶液B、过氧化氢、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺充分混合后，反应20～24h，制得树脂C；
取聚乳酸加入环己酮充分溶解，加入金属钠，在氮气氛围中加热至140～150℃，反应8～9h，取产物缓慢加入与聚氯乙烯的环己烷溶液中，置于120～130℃反应4～8h，制得改性聚氯乙烯；
取改性聚氯乙烯，加入硅橡胶A、树脂C共挤，制得第一膜层；
所述步骤(2)包括以下步骤：
取聚氯乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺，加入醋酸纤维素、磷酸氢二钠水溶液充分搅拌，升温至55～65℃进行保温，加入丙烯酸酯，并缓慢加入过硫酸钾，恒温反应3～4h；取反应产物加入二氧化钛、对叔丁基邻苯二酚共混，制得改性聚氯乙烯；
取尿素溶于去离子水，升温至40～50℃，加入氢氧化钠水溶液调节体系pH至碱性，加入组分重量80％的糠醛，于恒温搅拌反应40～50min，再次加入氢氧化钠搅拌10～20min，加入剩余组分糠醛反应2～3h，制得糠醛树脂；
取改性聚氯乙烯，加入糠醛树脂共挤制膜，制得第二膜层；
所述步骤(3)包括以下步骤：
在第一膜层的底部和第二膜层的顶部分别涂布过硫酸钾溶液，再将第一膜层的底部与第二膜层的顶部复合，于55～65℃温度下进行热压复合，制得复合膜。
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