本发明涉及聚丙烯膜技术领域，尤其涉及一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜。
背景技术：
聚丙烯属热塑性塑料，平均分子量为10-15万，比重为0.89-0.91cm3，熔点为164～170℃。由于聚丙烯分子是由非极性丙烯催化聚合而成，分子结构中为碳-碳及碳-氢饱和键，因此它具有优异的电绝缘性，化学稳定性。由于聚丙烯具有优良的性能，被公认为是一类极具潜力的用于制备分离膜材料的通用高分子，目前已被大量用于电池工业、污水净化、水处理、电池隔膜材料、生物医用分离等方面。但是聚丙烯的表面能低，疏水性能强，易带静电，从而限制了其微孔膜在水性介质分离中的应用，在使用的过程中易造成污染，且抗菌性能不是很理想，易滋生细菌，阻碍了其应用领域的进一步拓展。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其抗菌性好，亲水性和抗污性能优异，且强度、韧性和孔隙率高。
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯40-80份、乙烯-乙烯醇共聚物5-12份、马来酸酐接枝聚丙烯2-5份、邻苯二甲酸二丁酯20-35份、对苯二甲酸二辛酯15-35份、玉米油3-15份、改性壳聚糖3-8份、乙酸0.1-0.5份、乙二醇二缩水甘油醚0.1-1份、环氧氯丙烷0.1-0.8份、对二甲基二亚苄基山梨醇0.2-1.5份、庚二酸0.3-2份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.5-1份、炭黑0.1-0.8份、硫酸钡0.2-1份、纳米二氧化钛0.1-1份、高氯酸镁1-3份、氧化铈0.1-1.5份、氧化铝0.5-2份。
优选地，其原料按重量份包括：聚丙烯55-60份、乙烯-乙烯醇共聚物8-10份、马来酸酐接枝聚丙烯3.2-4份、邻苯二甲酸二丁酯28-32份、对苯二甲酸二辛酯20-30份、玉米油8-12份、改性壳聚糖5.5-6.5份、乙酸0.32-0.4份、乙二醇二缩水甘油醚0.5-0.8份、环氧氯丙烷0.5-0.7份、对二甲基二亚苄基山梨醇0.8-1.2份、庚二酸1-1.4份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.65-0.8份、炭黑0.5-0.7份、硫酸钡0.5-0.8份、纳米二氧化钛0.3-0.7份、高氯酸镁1.8-2.2份、氧化铈0.8-1.3份、氧化铝1-1.5份。
优选地，其原料按重量份包括：聚丙烯58份、乙烯-乙烯醇共聚物8.5份、马来酸酐接枝聚丙烯3.8份、邻苯二甲酸二丁酯30份、对苯二甲酸二辛酯25份、玉米油10份、改性壳聚糖6份、乙酸0.38份、乙二醇二缩水甘油醚0.6份、环氧氯丙烷0.55份、对二甲基二亚苄基山梨醇1份、庚二酸1.2份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.7份、炭黑0.55份、硫酸钡0.58份、纳米二氧化钛0.5份、高氯酸镁2份、氧化铈1份、氧化铝1.2份。
优选地，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，在75-85℃的条件下搅拌反应2-3.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，在60-70℃下搅拌反应4-6h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖；在改性壳聚糖的制备过程中，首先以蒙脱土、硝酸锌和硝酸铜为原料，通过控制反应的条件，使锌离子、铜离子与蒙脱土发生了离子交换作用，从而进入到了蒙脱土的片层间，且分布均匀，得到了载锌和铜的蒙脱土物料A；将壳聚糖碱化后与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵发生了反应，得到了壳聚糖季铵盐物料C；将物料A与物料C混合后发生了离子交换作用和分子吸附作用，从而使物料C进入到了物料A蒙脱土的层间，得到了改性壳聚糖，将其加入体系中，提高了微孔膜的表面积，同时因为同时含有锌离子、铜离子、壳聚糖和季铵盐，从而四者具有协同作用，显著提高了微孔膜的抗菌性和耐污性能，延长了微孔膜的使用寿命。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为30-50:3-8:1-9。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为10-20:1-3。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，物料A与物料C的重量比为20-35:3-8。
优选地，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：按重量份将35份蒙脱土加入50份水中得到悬浮液，然后加入5份硝酸锌和7份硝酸铜，在80℃的条件下搅拌反应2.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；按重量份将10份壳聚糖溶于30份重量分数为8％的醋酸水溶液中，在搅拌条件下，加入12份重量分数为3％的NaOH水溶液，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；按重量份将15份物料B加入35份异丙醇中，加入2份3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，其中，微波反应的温度为70℃，微波反应的时间为25min，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；按重量份将30份物料A加入50份水中搅拌均匀，然后加入5份物料C，在65℃下搅拌反应4.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖。
本发明所述抗菌亲水性聚丙烯微孔膜可以按照常规的聚丙烯微孔膜制备工艺制备而成。
本发明中，以聚丙烯为主料，并加入了乙烯-乙烯醇共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯进行改性，通过控制其与聚丙烯的比例，使三者的性能协同，提高了微孔膜的气体阻隔性能、亲水性和抗污性能，同时改善了微孔膜的加工性能；加入了改性壳聚糖，改性壳聚糖在乙酸、乙二醇二缩水甘油醚、环氧氯丙烷的作用下，发生了交联反应，从而提高了其在体系中的分散性，与纳米二氧化钛和氧化铝配合显著提高了微孔膜的抗菌性能，提高了微孔膜的耐污性；对二甲基二亚苄基山梨醇、庚二酸、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺、炭黑、硫酸钡、纳米二氧化钛、高氯酸镁、氧化铈、氧化铝加入体系中，具有成核剂的作用，明显改善了微孔膜的球晶结构和微观孔结构，使微孔膜的孔径变小且分布更加均匀，显著提高了微滤膜的吸液率和力学性能，同时细化了晶粒，提高了结晶温度，显著提高了微孔膜的韧性，克服了因乙烯-乙烯醇共聚物的加入引起的强度降低的缺陷，另外，其中的高氯酸镁赋予微孔膜最优的成膜性，进一步增强了微孔膜抵抗强疏水性有机物组分污染的能力。
本发明的抗菌亲水性聚丙烯微孔膜具有较高地强度、韧性，优异的耐化学药品性、抗菌性和耐污性，同时微孔膜具有孔径分布均匀、孔径和孔隙率易于控制等特点，聚丙烯微孔膜的孔径在0.8-1.5μm，孔隙率达75％以上，从而赋予微孔膜大的通量和分离效率，可满足于固-液分离、溶液精制和膜蒸馏等领域的使用要求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯80份、乙烯-乙烯醇共聚物5份、马来酸酐接枝聚丙烯5份、邻苯二甲酸二丁酯20份、对苯二甲酸二辛酯35份、玉米油3份、改性壳聚糖8份、乙酸0.1份、乙二醇二缩水甘油醚1份、环氧氯丙烷0.1份、对二甲基二亚苄基山梨醇1.5份、庚二酸0.3份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.5份、炭黑0.8份、硫酸钡0.2份、纳米二氧化钛1份、高氯酸镁1份、氧化铈1.5份、氧化铝0.5份。
实施例2
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯40份、乙烯-乙烯醇共聚物12份、马来酸酐接枝聚丙烯2份、邻苯二甲酸二丁酯35份、对苯二甲酸二辛酯15份、玉米油15份、改性壳聚糖3份、乙酸0.5份、乙二醇二缩水甘油醚0.1份、环氧氯丙烷0.8份、对二甲基二亚苄基山梨醇0.2份、庚二酸2份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺1份、炭黑0.1份、硫酸钡1份、纳米二氧化钛0.1份、高氯酸镁3份、氧化铈0.1份、氧化铝2份。
实施例3
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯60份、乙烯-乙烯醇共聚物8份、马来酸酐接枝聚丙烯4份、邻苯二甲酸二丁酯28份、对苯二甲酸二辛酯30份、玉米油8份、改性壳聚糖6.5份、乙酸0.32份、乙二醇二缩水甘油醚0.8份、环氧氯丙烷0.5份、对二甲基二亚苄基山梨醇1.2份、庚二酸1份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.8份、炭黑0.5份、硫酸钡0.8份、纳米二氧化钛0.3份、高氯酸镁2.2份、氧化铈0.8份、氧化铝1.5份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，其中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为30:8:1，在85℃的条件下搅拌反应2h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，其中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为10:3，分散均匀后进行微波反应，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，其中，物料A与物料C的重量比为20:8，在70℃下搅拌反应4h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖。
实施例4
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯55份、乙烯-乙烯醇共聚物10份、马来酸酐接枝聚丙烯3.2份、邻苯二甲酸二丁酯32份、对苯二甲酸二辛酯20份、玉米油12份、改性壳聚糖5.5份、乙酸0.4份、乙二醇二缩水甘油醚0.5份、环氧氯丙烷0.7份、对二甲基二亚苄基山梨醇0.8份、庚二酸1.4份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.65份、炭黑0.7份、硫酸钡0.5份、纳米二氧化钛0.7份、高氯酸镁1.8份、氧化铈1.3份、氧化铝1份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，其中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为50:3:9，在85℃的条件下搅拌反应2h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，其中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为20:1，分散均匀后进行微波反应，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，其中，物料A与物料C的重量比为35:3，在70℃下搅拌反应4h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖。
实施例5
本发明提出的一种抗菌亲水性聚丙烯微孔膜，其原料按重量份包括：聚丙烯58份、乙烯-乙烯醇共聚物8.5份、马来酸酐接枝聚丙烯3.8份、邻苯二甲酸二丁酯30份、对苯二甲酸二辛酯25份、玉米油10份、改性壳聚糖6份、乙酸0.38份、乙二醇二缩水甘油醚0.6份、环氧氯丙烷0.55份、对二甲基二亚苄基山梨醇1份、庚二酸1.2份、N,N’-二环己基-2,6-萘二甲酰胺0.7份、炭黑0.55份、硫酸钡0.58份、纳米二氧化钛0.5份、高氯酸镁2份、氧化铈1份、氧化铝1.2份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：按重量份将35份蒙脱土加入50份水中得到悬浮液，然后加入5份硝酸锌和7份硝酸铜，在80℃的条件下搅拌反应2.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；按重量份将10份壳聚糖溶于30份重量分数为8％的醋酸水溶液中，在搅拌条件下，加入12份重量分数为3％的NaOH水溶液，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；按重量份将15份物料B加入35份异丙醇中，加入2份3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，其中，微波反应的温度为70℃，微波反应的时间为25min，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；按重量份将30份物料A加入50份水中搅拌均匀，然后加入5份物料C，在65℃下搅拌反应4.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖。。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。