一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法
【专利说明】一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于化学化工技术领域，尤其涉及聚氯乙烯化学传感器和电极膜。
【背景技术】
[0003]PVC是一种通用型合成树脂，具有阻燃、耐化学腐蚀、综合力学性能好等特点，广泛应用于橡胶改性、医用塑料薄膜或涂料树脂等领域。PVC与其他单体接枝嵌段等方法，可获得内增塑、高抗冲强度、耐热温度高、耐油性好、高阻隔或生物相容性好的专用PVC树脂。
[0004]聚氯乙烯经过改性并引入电化学活性物质，可以应用于化学传感器，用于检测重金属离子如铅离子、铬离子，以及亚硝酸根离子等。目前，已经有很多相关研究和应用，但多数都需进口，而且成本较高。
【发明内容】
[0005]发明目的:针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供了一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，得到的膜电极能对铅离子和铬离子实现敏感性感应，且精度高成本低，寿命长。
[0006]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案:一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，所述聚氯乙烯膜电极，由以下质量份数的组分组成:聚氯乙烯PVC-SG6 100份；增塑剂20?50份；稳定剂水杨酸苯酯5?20份；辅助稳定剂5?20份；改性剂5?15份；润滑剂2?5份；十六烷基三甲基溴化铵2?10份，具体制备过程包括以下步骤:
(1)首先投入计量的聚氯乙烯树脂并升温至55?65°C，然后加入稳定剂、辅助稳定剂、增塑剂和润滑剂混合均匀并升温至95?110°C，继续加入改性剂和电化活性物质并在110?120°C混合均匀，最后升温至130±2°C进行高速捏合混炼5?8min ；
(2)捏合混炼后的组合物经过低温冷却至40?50°C，并送入造粒机进行造粒得到PVC粒料，备用；
(3)PVC粒料再送入吹塑机进行二次吹胀成型，吹塑机机身前后分三段温度，依次为160?165°C、165?170°C、175?185°C;吹塑模具前后也分三段温度，依次为175?180°C、175?185°C、185?190°C;经过二次吹胀成型后采用间接水冷，且冷却水温度在25°C以下，完成。
[0007]作为优选，所述改性剂为乙烯基咪唑，或乙烯基咪唑与ACR的混合物。
[0008]作为优选，所述辅助稳定剂为亚磷酸酯、氢氧化钠或羟烷基聚有机硅氧烷。
[0009]作为优选，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三丁脂或邻苯二甲酸二异辛酯。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，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，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0011]实施例1
首先称取以下计量物料:100份的PVC-SG6树脂、30份邻苯二甲酸二丁酯、12份水杨酸苯酯、4份亚磷酸酯、3份肉豆蔻酸、12份乙烯基咪唑和8份十六烷基三甲基溴化铵。然后按照以下步骤制备:
(1)首先投入计量的聚氯乙烯树脂并升温至55?65°C，然后加入水杨酸苯酯、亚磷酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和肉豆蔻酸混合均匀并升温至95?110°C，继续加入乙烯基咪唑和十六烷基三甲基溴化铵并在110?120°C混合均匀，最后升温至130±2°C进行高速捏合混炼5?8min ;该过程中，投料顺序对产品质量起到重要作用:PVC树脂作为主原料先投入并升温预热，然后投入各种液体助剂有利于在PVC中均匀分散并被吸收，最后投入改性剂和电化活性物质是避免参与助剂与PVC之间预反应，尤其是乙烯基咪唑作为产品两亲性改性不能先于稳定剂，否则造成分散不均。
[0012](2)捏合混炼后的组合物经过低温冷却至40?50°C，并送入造粒机进行造粒得到PVC粒料，备用；
(3)PVC粒料再送入吹塑机进行二次吹胀成型，吹塑机机身前后分三段温度，依次为160?165°C、165?170°C、175?185°C;吹塑模具前后也分三段温度，依次为175?180°C、175?185°C、185?190°C;经过二次吹胀成型后采用间接水冷，且冷却水温度在25°C以下，完成。进行二次吹胀成型过程中，PVC在二次吹胀过程中处于高弹态，温度的控制对拉胀比至关重要，否则出现薄膜厚度不均，收缩不均；如果冷却水冷却不够，收缩率会迅速下降导致薄膜性能下降，最终影响膜电极的测量精度。
[0013]实施例2
首先称取以下计量物料:100份的PVC-SG6树脂、40份邻苯二甲酸二丁酯、20份水杨酸苯酯、8份亚磷酸酯、2份肉豆蔻酸、20份乙烯基咪唑和5份十六烷基三甲基溴化铵。然后按照以下步骤制备:
(1)首先投入计量的聚氯乙烯树脂并升温至55?65°C，然后加入水杨酸苯酯、亚磷酸酯、邻苯二甲酸二丁酯和肉豆蔻酸混合均匀并升温至95?110°C，继续加入乙烯基咪唑和十六烷基三甲基溴化铵并在110?120°C混合均匀，最后升温至130±2°C进行高速捏合混炼5?8min ;该过程中，投料顺序对产品质量起到重要作用:PVC树脂作为主原料先投入并升温预热，然后投入各种液体助剂有利于在PVC中均匀分散并被吸收，最后投入改性剂和电化活性物质是避免参与助剂与PVC之间预反应，尤其是乙烯基咪唑作为产品两亲性改性不能先于稳定剂，否则造成分散不均。
[0014](2)捏合混炼后的组合物经过低温冷却至40?50°C，并送入造粒机进行造粒得到PVC粒料，备用；
(3)PVC粒料再送入吹塑机进行二次吹胀成型，吹塑机机身前后分三段温度，依次为160?165°C、165?170°C、175?185°C;吹塑模具前后也分三段温度，依次为175?180°C、175?185°C、185?190°C;经过二次吹胀成型后采用间接水冷，且冷却水温度在25°C以下，完成。进行二次吹胀成型过程中，PVC在二次吹胀过程中处于高弹态，温度的控制对拉胀比至关重要，否则出现薄膜厚度不均，收缩不均；如果冷却水冷却不够，收缩率会迅速下降导致薄膜性能下降，最终影响膜电极的测量精度。
[0015]本发明首先筛选利用十六烷基三甲基溴化铵作为电活性物质对金属铬离子的检测；其次优选稳定剂水杨酸苯酯最大程度降低稳定剂对离子感应的干扰，其他含锑、锡、稀土等稳定剂活性干扰，水杨酸苯酯经过试验敏感度较低，且在酸碱化学环境更加稳定；与此同时由于单一水杨酸苯酯稳定效果不够，还需辅助稳定剂复配，给予自由基，使得膜电极稳定，在此优选亚磷酸酯、氢氧化镁或羟烷基聚有机硅氧烷。另外由于长期置于酸碱环境造成薄膜易老化，尤其是热收缩影响电化学活性物质的正常离子交换，因此将乙烯基咪唑引入使得产品共聚物具有两亲性，在捏合挤塑过程中具有更佳的加工性能。
【主权项】
1.一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，其特征在于，所述聚氯乙烯膜电极，由以下质量份数的组分组成:聚氯乙烯PVC-SG6 100份；增塑剂20?50份；稳定剂水杨酸苯酯5?20份；辅助稳定剂5?20份；改性剂5?15份；润滑剂2?5份；十六烷基三甲基溴化铵2?10份，具体制备过程包括以下步骤: (1)首先投入计量的聚氯乙烯树脂并升温至55?65°C，然后加入稳定剂、辅助稳定剂、增塑剂和润滑剂混合均匀并升温至95?110°C，继续加入改性剂和电化活性物质并在110?120°C混合均匀，最后升温至130±2°C进行高速捏合混炼5?8min ； (2)捏合混炼后的组合物经过低温冷却至40?50°C，并送入造粒机进行造粒得到PVC粒料，备用； (3)PVC粒料再送入吹塑机进行二次吹胀成型，吹塑机机身前后分三段温度，依次为160?165°C、165?170°C、175?185°C;吹塑模具前后也分三段温度，依次为175?180°C、175?185°C、185?190°C;经过二次吹胀成型后采用间接水冷，且冷却水温度在25°C以下，完成。2.根据权利要求1所述测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，其特征在于，所述改性剂为乙烯基咪唑，或乙烯基咪唑与ACR的混合物。3.根据权利要求1所述测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，其特征在于，所述辅助稳定剂为亚磷酸酯、氢氧化钠或羟烷基聚有机硅氧烷。4.根据权利要求1所述测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯、磷酸三丁脂或邻苯二甲酸二异辛酯。
【专利摘要】本发明公开了一种测量重金属离子的聚氯乙烯膜电极的制备方法，由以下质量份数的组分组成：聚氯乙烯PVC-SG6？100份；增塑剂20～50份；稳定剂水杨酸苯酯5～20份；辅助稳定剂5～20份；改性剂5～15份；润滑剂2～5份；十六烷基三甲基溴化铵2～10份，并通过捏合混炼、造粒和二次吹塑成型形成博膜电极。本发明能对铅离子和铬离子实现敏感性感应，且精度高成本低，寿命长。
【IPC分类】C08K5/12, B29C49/18, C08K5/3445, C08K5/524, C08K5/523, C08K5/19, C08L27/06, C08K5/521
【公开号】CN105367950
【申请号】CN201510794862
【发明人】夏袖民
【申请人】扬州凯尔化工有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月18日