一种制备强亲水性pet膜的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种制备强亲水性PET膜的方法。
【背景技术】
[0002]PET是目前重要的合成材料，其较低的生产成本和较高的性价比，使其应用于机械设备、生物医学、纺织加工、食品包装、信息产业、光学材料等广阔的领域。随着这些领域的高速发展，对于高分子材料提出了更高的的要求，为更好的适应这种需求，人们开始了对PET性能的提高的研究。PET大分子链结构规整，分子中无极性基团，故表面亲和性较差，很大程度上影响了PET材料表面亲水性。目前PET膜在应用水处理工业中，由于膜表面疏水与溶液无氢键作用，疏水溶质在接近膜表面时是增熵自发的过程，膜表面容易沉积和吸附，导致膜孔阻塞进而造成膜污染，增加污水处理成本。PET作为一种重要的膜材料，表面的疏水性限制了它更广泛的应用，所以进行亲水改性很有必要。
【发明内容】
[0003]基于上述技术问题，本发明提供一种制备强亲水性PET膜的方法。
[0004]本发明所采用的技术解决方案是:
[0005]—种制备强亲水性PET膜的方法，包括以下步骤:
[0006]a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中，获得掺杂液；
[0007]b将纳米二氧化硅加入去离子水中，超声分散，然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂，用盐酸调节溶液pH值，获得改性纳米二氧化硅溶液；
[0008]c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中，升温使其完全溶解，然后加入步骤a获得的掺杂液，制得PET铸膜液;将PET铸膜液滴至载玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜；
[0009]d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到强亲水性PET膜。
[0010]步骤a中:氯化亚锡、氯化铜或氯化钙与丙酮的质量比优选为1:80?1: 100。
[0011 ] 步骤b中:所述硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
[0012]步骤b中:纳米二氧化硅与去离子水的质量比优选为1:10?1:20。
[0013]步骤b中:超声分散时间优选为1?2小时。
[0014]步骤b中:纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的质量比优选为1:3?1:4。
[0015]步骤b中:优选调节溶液pH值至5。
[0016]步骤c中:四氯乙烷和苯酚的体积比优选为1:1?1:1.5，PET颗粒和混合溶剂的质量比优选为1:60?1:80。
[0017]步骤c中:真空烘箱的温度优选为90?100°C。
[0018]步骤d中:浸泡时间优选为20?24小时。
[0019]本发明的有益技术效果是:
[0020]本发明制得的强亲水性PET膜具有强的抗污染能力，在水处理工业等领域具有较好的应用前景，而且制备所选用的原料价格低廉，来源广泛，制造成本低，制备工艺简单、易控，便于工业化生产。
【附图说明】
[0021]图1为未处理PET原膜接触角图，图中所示膜的接触角为98°。
[0022]图2为未经改性纳米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接触角图，图中所示膜的接触角为74.5°。
[0023]图3为本发明最终制得的强亲水性PET膜的接触角图，图中所示膜的接触角为7.8。。
【具体实施方式】
[0024]本发明将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中，得到溶解液，然后向溶解液中添加一定量的氯化亚锡、氯化铜或氯化钙的丙酮溶液(掺杂液)，制得PET铸膜液，将PET铸膜液滴至载玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜;将共混膜膜浸泡在一定浓度的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中，制得强亲水性PET膜。该强亲水性PET膜在污水处理应用中具有强的抗污染能力。
[0025]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步说明:
[0026]实施例1
[0027]a取0.lg氯化亚锡放入烧杯中，加入20ml丙酮，使氯化亚锡完全溶解，得到氯化亚锡的丙酮溶液，即掺杂液。
[0028]b取纳米Si02 6.00g放入烧杯中，加入100mL去离子水，超声分散lh。然后大力搅拌下加入2.10g 3-氨丙基三甲氧基娃烧，用盐酸(HC1与水的体积比为1:1)调至溶液pH=5。再在70°C下搅拌24h，然后装入透析袋中，在4°C去离子水中透析48h，以将小分子透析出来，透析完成后，获得改性纳米二氧化硅溶液。
[0029]c取1 OmL四氯乙烷和15.86g苯酚共混，得到混合溶剂，向混合溶剂中加入0.4g PET颗粒，升温至130°C，直至PET颗粒溶解。向PET颗粒溶解后的溶液中加入0.48ml掺杂液，得到PET铸膜液。吸取部分PET铸膜液，逐滴滴至载玻片上，然后置于90°C真空烘箱中，至溶剂完全挥发，得到PET共混膜。
[0030]d取步骤b获得的改性纳米二氧化硅溶液，加入去离子水使其浓度变为原来的1/2。在25°C下将所得PET共混膜浸泡在稀释后的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中20h。然后用去离子水冲洗表面未接枝的改性纳米二氧化硅，自然晾干，即得。
[0031]图1为未处理PET原膜接触角图，图中所示膜的接触角为98°。图2为未经改性纳米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接触角图，图中所示膜的接触角为74.5°。图3为本发明最终制得的强亲水性PET膜的接触角图，图中所示膜的接触角为7.8°。从图中可看出PET原膜、共混膜、强亲水性PET膜接触角的变化，说明膜亲水性逐渐增加。
[0032]实施例2
[0033]a取0.lg氯化亚锡放入烧杯中，加入20ml丙酮，使氯化亚锡完全溶解，得到氯化亚锡的丙酮溶液，即掺杂液。
[0034]b取纳米Si02 6.00g放入烧杯中，加入lOOmL去离子水，超声分散lh。然后大力搅拌下加入2.10g 3-氨丙基三甲氧基娃烧，用盐酸(HC1与水的体积比为1:1)调至溶液pH=5。再在70°C下搅拌24h，然后装入透析袋中，在4°C去离子水中透析48h，以将小分子透析出来，透析完成后，获得改性纳米二氧化硅溶液。
[0035]c取10mL四氯乙烷和15.86g苯酚共混，得到混合溶剂，向混合溶剂中加入0.4g PET颗粒，升温至130°C，直至PET颗粒溶解。向PET颗粒溶解后的溶液中加入0.24ml掺杂液，得到PET铸膜液。吸取部分PET铸膜液，逐滴滴至载玻片上，然后置于90°C真空烘箱中，至溶剂完全挥发，得到PET共混膜。
[0036]d取步骤b获得的改性纳米二氧化硅溶液，加入去离子水使其浓度变为原来的1/2。在25°C下将所得PET共混膜浸泡在稀释后的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中20h。然后用去离子水冲洗表面未接枝的改性纳米二氧化硅，自然晾干，即得。
【主权项】
1.一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于包括以下步骤: a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中，获得掺杂液； b将纳米二氧化硅加入去离子水中，超声分散，然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂，用盐酸调节溶液pH值，获得改性纳米二氧化硅溶液； c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中，升温使其完全溶解，然后加入步骤a获得的掺杂液，制得PET铸膜液;将PET铸膜液滴至载玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜； d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到强亲水性PET膜。2.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤a中:氯化亚锡、氯化铜或氯化钙与丙酮的质量比为1:80?1: 100。3.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤b中:所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。4.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤b中:纳米二氧化硅与去离子水的质量比为1:10?1: 20。5.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤b中:超声分散时间为1?2小时。6.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤b中:纳米一.氧化娃与娃烧偶联剂的质量比为1:3?1: 4。7.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤b中:调节溶液pH值至5。8.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤c中:四氯乙烷和苯酚的体积比为1:1?1:1.5，PET颗粒和混合溶剂的质量比为1:60?1:80。9.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤c中:真空烘箱的温度为90?100°C。10.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法，其特征在于，步骤d中:浸泡时间为20?24小时。
【专利摘要】本发明公开了一种制备强亲水性PET膜的方法，包括以下步骤：a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中，获得掺杂液；b将纳米二氧化硅加入去离子水中，超声分散，然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂，用盐酸调节溶液pH值，获得改性纳米二氧化硅溶液；c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中，升温使其完全溶解，然后加入步骤a获得的掺杂液，制得PET铸膜液；将PET铸膜液滴至载玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜；d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到强亲水性PET膜。本发明制得的强亲水性PET膜具有强的抗污染能力，在水处理工业等领域具有较好的应用前景。
【IPC分类】B01D69/02, B01D67/00, B01D71/48
【公开号】CN105435651
【申请号】CN201510973262
【发明人】周圣文, 王力, 赵欢, 方亮, 吕晓璇, 赵可, 管承东
【申请人】山东科技大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月22日