专利名称：一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于聚偏氟乙烯膜领域，特别涉及一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制备方法。
背景技术：
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶型聚合物，C-F键长短，键能强达4^kJ/mol，所以PVDF有良好的机械性能和稳定的化学性质，是一种性能优良的新型聚合物膜材料，可制备成一类耐热、耐磨、耐酸碱、耐有机溶剂的新型高性能分离膜。此外，PVDF材料价格低廉， 因此，PVDF膜具有很大的市场价值。20世纪80年代中期，美国Millipore公司首先用它开发出Dur印ore型微孔膜，并推向市场。但由于PVDF表面能低，憎水性强，制得的PVDF膜在污水处理、油水分离、蛋白类药物分离等方面容易产生吸附污染，膜的通量衰减很快，降低了膜的使用寿命。因此，聚偏氟乙烯膜的亲水性改善具有重要的意义。采用聚偏氟乙烯作为制膜材料已有许多文献和专利进行了报道。何春菊等人报道了具有改善亲水性的共混聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法(申请号2008102(^882)， 其制备技术是采用聚偏氟乙烯、聚醚砜、纤维素衍生物、成孔剂和溶剂混合配制成的铸膜液制成初生丝，初生丝再经四道以上双向拉伸和适度回缩、水洗、保孔处理后，卷绕得共混聚偏氟乙烯中空纤维膜；马军等人报道了一种亲水性和抗压密性聚偏氟乙烯超滤膜及其制备方法(申请号200710072442. 7)，它是由聚偏氟乙烯、铁盐和二甲基乙酰胺按照重量百分比制成；阮文祥等人报道了干态强亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法(申请号CN200910155288.9)；肖长发等人报道了一种聚偏氟乙烯膜亲水改性的方法(申请号 200710058333)，它是由聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和二甲基亚砜按照重量百分比制成。迄今为止还未曾见到有关文献和专利对聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚偏氟乙烯(PVDF)共混制膜的报道。聚乙烯醇缩丁醛(PVB)亲水性强，物化性能及成膜性能好，但是汽水通量低，膜硬而脆。关于将PVB与其它高分子材料共混开发新型膜材料的研究主要有PVB/PVC，PVB/ PES。这些研究主要是利用PVB的亲水性对PVC膜、PES膜进行亲水改性。关于PVB膜的专利未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制备方法，该方法工艺简单，成本低，易于工业化；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。本发明的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于共混膜由质量比为1 91 9的聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯组成。所述共混膜为平板膜。所述共混膜厚度为50 200 μ m, 0. 18MPa压力下纯水通量为18. 54 430. 64L · in2 · 1Γ1，拉伸强度为 417. 5 786N · cnT2。本发明的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制备方法，包括(1)将聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯按质量比1 9 1 9溶于溶剂中，在90°C 下搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液，其中，聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯总质量百分比浓度为22 沈％，溶剂质量百分比浓度为74 78% ；(2)在环境温度为室温、环境湿度为55%以及铸膜液温度为90°C的条件下，将上述铸膜液倾倒在玻璃板的一端，刮制成液态薄膜，然后放入10 25°C的水浴中，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水洗涤，再用50vOl%的甘油水溶液浸泡，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O)中的液态薄膜厚度为0. 2mm。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。
图1为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，纯PVB膜的断面结构电镜扫描图；图2为聚合物含量为23wt %，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，纯PVDF膜的断面结构电镜扫描图；图3为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 9 1的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图4为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 8 2的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图5为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 7 3的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图6为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 6 4的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图7为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 5 5的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图8为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 4 6的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图9为聚合物含量为23wt%，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 3 7的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图10为聚合物含量为23wt %，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 2 8的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图；图11为聚合物含量为23wt %，凝胶浴温度为5°C，铸膜液温度为90°C时，质量比为 1 9的PVB/PVDF共混膜的断面结构电镜扫描图。
具体实施例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23wt%聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯加入到质量浓度为77wt% 溶剂N，N-二甲基乙酰胺中，放置到水浴锅中恒温90°C下搅拌直至完全溶解，再静置、脱泡， 得铸膜液，备用；在环境温度为室温、环境湿度为55%以及铸膜液温度为90°C的条件下，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的一端，用玻璃棒刮制成0. 2mm的液态薄膜，随即放入水浴中成膜，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Mh，最后取出在空气中自然晾干。上述方法所述聚乙烯醇缩丁醛/聚偏氟乙烯的质量比分别为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. ISMI3a压力下测定其纯水通量，所得的纯水通量(L · πΓ2 · IT1)相应值分别为 5. 00,18. 54，153. 44，259. 53，282. 48,306. 70， 78. 29,39. 87，28. 43，22. 35，17. 87 ；拉伸强度(N · cnT2)相应值分别为 963. 5，786，673. 5， 603. 5。结果表明，聚乙烯醇缩丁醛/聚偏氟乙烯的质量比为7/3的平板膜综合性能最好。进一步分别测定聚乙烯醇缩丁醛/聚偏氟乙烯的质量比为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61. 06°，69. 31°，69. 71°，69. 90°， 78.33°。结果表明，共混膜的亲水性比PVDF膜的亲水性好，PVB的加入改善了 PVDF膜的亲水性。实施例2将聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯按质量比7 3加入到溶剂N，N- 二甲基乙酰胺中，聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯总质量浓度为22wt %，23wt %，24wt %，25wt %，26wt %。 在环境温度为室温、环境湿度为以及铸膜液温度为90°C的条件下，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的一端，用玻璃棒刮制成 0. 2mm的液态薄膜，随即放入水浴中成膜，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Mh，最后取出在空气中自然晾干。所刮制的平板膜在0. ISMPa压力下测定其纯水通量，所得的纯水通量(L · πΓ2 · h—1) 相应值分别为430. 64，418. 36，259. 53，214. 03，205. 84 ；拉伸强度(N · cm—2)相应值分别为 417. 5，491. 5,603. 5，728. 5，817。结果表明，聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯的浓度为23wt% 的平板膜综合性能最好。
权利要求
1.一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于共混膜由质量比为1 91 9的聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯组成。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于所述共混膜为平板膜。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜，其特征在于所述共混膜厚度为50 200 μ m，0. 18MPa压力下纯水通量为18. 54 430. 64L · πΓ2 · tT1，拉伸强度为417. 5 786N · cnT2。
4.一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制备方法，包括(1)将聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯按质量比1 9 1 9溶于溶剂中，在90°C下搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液，其中，聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯总质量百分比浓度为22 沈％，溶剂质量百分比浓度为74 78% ；(2)在环境温度为室温、环境湿度为55%以及铸膜液温度为90°C的条件下，将上述铸膜液倾倒在玻璃板的一端，刮制成液态薄膜，然后放入10 25°C的水浴中，待薄膜脱落后从水浴中取出，用蒸馏水洗涤，再用50vOl%的甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。
5.根据权利要求4所述的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制备方法，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。
6.根据权利要求4所述的一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜的制备方法，其特征在于所述步骤O)中的液态薄膜厚度为0. 2mm。
全文摘要
本发明涉及一种聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯共混膜及其制备方法，共混膜由质量比为1～9∶1～9的聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯组成；制备方法，包括(1)将聚乙烯醇缩丁醛和聚偏氟乙烯溶于溶剂中，在90℃下搅拌直至溶解，静置、脱泡得铸膜液；(2)将上述铸膜液倾倒在玻璃板的一端，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50vol％的甘油水溶液浸泡，自然干燥，即得。本发明工艺简单，成本低，易于工业化；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。
文档编号B01D67/00GK102198371SQ201110135868
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者严丽, 李玉龙, 王军, 贾强, 黄璐 申请人:东华大学