一種制備強親水性pet膜的方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種制備強親水性PET膜的方法。
【背景技術】
[0002]PET是目前重要的合成材料，其較低的生產成本和較高的性價比，使其應用于機械設備、生物醫學、紡織加工、食品包裝、信息產業、光學材料等廣闊的領域。隨著這些領域的高速發展，對于高分子材料提出了更高的的要求，為更好的適應這種需求，人們開始了對PET性能的提高的研究。PET大分子鏈結構規整，分子中無極性基團，故表面親和性較差，很大程度上影響了PET材料表面親水性。目前PET膜在應用水處理工業中，由于膜表面疏水與溶液無氫鍵作用，疏水溶質在接近膜表面時是增熵自發的過程，膜表面容易沉積和吸附，導致膜孔阻塞進而造成膜污染，增加污水處理成本。PET作為一種重要的膜材料，表面的疏水性限制了它更廣泛的應用，所以進行親水改性很有必要。
【發明內容】
[0003]基于上述技術問題，本發明提供一種制備強親水性PET膜的方法。
[0004]本發明所采用的技術解決方案是:
[0005]—種制備強親水性PET膜的方法，包括以下步驟:
[0006]a將氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣溶解于丙酮溶液中，獲得摻雜液；
[0007]b將納米二氧化硅加入去離子水中，超聲分散，然后在攪拌條件下加入硅烷偶聯劑，用鹽酸調節溶液pH值，獲得改性納米二氧化硅溶液；
[0008]c將PET顆粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶劑中，升溫使其完全溶解，然后加入步驟a獲得的摻雜液，制得PET鑄膜液;將PET鑄膜液滴至載玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜；
[0009]d將步驟c得到的共混膜浸泡在步驟b制得的改性納米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到強親水性PET膜。
[0010]步驟a中:氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣與丙酮的質量比優選為1:80?1: 100。
[0011 ] 步驟b中:所述硅烷偶聯劑優選為3-氨丙基三甲氧基硅烷。
[0012]步驟b中:納米二氧化硅與去離子水的質量比優選為1:10?1:20。
[0013]步驟b中:超聲分散時間優選為1?2小時。
[0014]步驟b中:納米二氧化硅與硅烷偶聯劑的質量比優選為1:3?1:4。
[0015]步驟b中:優選調節溶液pH值至5。
[0016]步驟c中:四氯乙烷和苯酚的體積比優選為1:1?1:1.5，PET顆粒和混合溶劑的質量比優選為1:60?1:80。
[0017]步驟c中:真空烘箱的溫度優選為90?100°C。
[0018]步驟d中:浸泡時間優選為20?24小時。
[0019]本發明的有益技術效果是:
[0020]本發明制得的強親水性PET膜具有強的抗污染能力，在水處理工業等領域具有較好的應用前景，而且制備所選用的原料價格低廉，來源廣泛，制造成本低，制備工藝簡單、易控，便于工業化生產。
【附圖說明】
[0021]圖1為未處理PET原膜接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為98°。
[0022]圖2為未經改性納米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為74.5°。
[0023]圖3為本發明最終制得的強親水性PET膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為7.8。。
【具體實施方式】
[0024]本發明將PET顆粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶劑中，得到溶解液，然后向溶解液中添加一定量的氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣的丙酮溶液(摻雜液)，制得PET鑄膜液，將PET鑄膜液滴至載玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜;將共混膜膜浸泡在一定濃度的氨基化改性的納米二氧化硅的溶液中，制得強親水性PET膜。該強親水性PET膜在污水處理應用中具有強的抗污染能力。
[0025]下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步說明:
[0026]實施例1
[0027]a取0.lg氯化亞錫放入燒杯中，加入20ml丙酮，使氯化亞錫完全溶解，得到氯化亞錫的丙酮溶液，即摻雜液。
[0028]b取納米Si02 6.00g放入燒杯中，加入100mL去離子水，超聲分散lh。然后大力攪拌下加入2.10g 3-氨丙基三甲氧基娃燒，用鹽酸(HC1與水的體積比為1:1)調至溶液pH=5。再在70°C下攪拌24h，然后裝入透析袋中，在4°C去離子水中透析48h，以將小分子透析出來，透析完成后，獲得改性納米二氧化硅溶液。
[0029]c取1 OmL四氯乙烷和15.86g苯酚共混，得到混合溶劑，向混合溶劑中加入0.4g PET顆粒，升溫至130°C，直至PET顆粒溶解。向PET顆粒溶解后的溶液中加入0.48ml摻雜液，得到PET鑄膜液。吸取部分PET鑄膜液，逐滴滴至載玻片上，然后置于90°C真空烘箱中，至溶劑完全揮發，得到PET共混膜。
[0030]d取步驟b獲得的改性納米二氧化硅溶液，加入去離子水使其濃度變為原來的1/2。在25°C下將所得PET共混膜浸泡在稀釋后的氨基化改性的納米二氧化硅的溶液中20h。然后用去離子水沖洗表面未接枝的改性納米二氧化硅，自然晾干，即得。
[0031]圖1為未處理PET原膜接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為98°。圖2為未經改性納米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為74.5°。圖3為本發明最終制得的強親水性PET膜的接觸角圖，圖中所示膜的接觸角為7.8°。從圖中可看出PET原膜、共混膜、強親水性PET膜接觸角的變化，說明膜親水性逐漸增加。
[0032]實施例2
[0033]a取0.lg氯化亞錫放入燒杯中，加入20ml丙酮，使氯化亞錫完全溶解，得到氯化亞錫的丙酮溶液，即摻雜液。
[0034]b取納米Si02 6.00g放入燒杯中，加入lOOmL去離子水，超聲分散lh。然后大力攪拌下加入2.10g 3-氨丙基三甲氧基娃燒，用鹽酸(HC1與水的體積比為1:1)調至溶液pH=5。再在70°C下攪拌24h，然后裝入透析袋中，在4°C去離子水中透析48h，以將小分子透析出來，透析完成后，獲得改性納米二氧化硅溶液。
[0035]c取10mL四氯乙烷和15.86g苯酚共混，得到混合溶劑，向混合溶劑中加入0.4g PET顆粒，升溫至130°C，直至PET顆粒溶解。向PET顆粒溶解后的溶液中加入0.24ml摻雜液，得到PET鑄膜液。吸取部分PET鑄膜液，逐滴滴至載玻片上，然后置于90°C真空烘箱中，至溶劑完全揮發，得到PET共混膜。
[0036]d取步驟b獲得的改性納米二氧化硅溶液，加入去離子水使其濃度變為原來的1/2。在25°C下將所得PET共混膜浸泡在稀釋后的氨基化改性的納米二氧化硅的溶液中20h。然后用去離子水沖洗表面未接枝的改性納米二氧化硅，自然晾干，即得。
【主權項】
1.一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于包括以下步驟: a將氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣溶解于丙酮溶液中，獲得摻雜液； b將納米二氧化硅加入去離子水中，超聲分散，然后在攪拌條件下加入硅烷偶聯劑，用鹽酸調節溶液pH值，獲得改性納米二氧化硅溶液； c將PET顆粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶劑中，升溫使其完全溶解，然后加入步驟a獲得的摻雜液，制得PET鑄膜液;將PET鑄膜液滴至載玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜； d將步驟c得到的共混膜浸泡在步驟b制得的改性納米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到強親水性PET膜。2.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟a中:氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣與丙酮的質量比為1:80?1: 100。3.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟b中:所述硅烷偶聯劑為3-氨丙基三甲氧基硅烷。4.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟b中:納米二氧化硅與去離子水的質量比為1:10?1: 20。5.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟b中:超聲分散時間為1?2小時。6.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟b中:納米一.氧化娃與娃燒偶聯劑的質量比為1:3?1: 4。7.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟b中:調節溶液pH值至5。8.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟c中:四氯乙烷和苯酚的體積比為1:1?1:1.5，PET顆粒和混合溶劑的質量比為1:60?1:80。9.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟c中:真空烘箱的溫度為90?100°C。10.根據權利要求1所述的一種制備強親水性PET膜的方法，其特征在于，步驟d中:浸泡時間為20?24小時。
【專利摘要】本發明公開了一種制備強親水性PET膜的方法，包括以下步驟：a將氯化亞錫、氯化銅或氯化鈣溶解于丙酮溶液中，獲得摻雜液；b將納米二氧化硅加入去離子水中，超聲分散，然后在攪拌條件下加入硅烷偶聯劑，用鹽酸調節溶液pH值，獲得改性納米二氧化硅溶液；c將PET顆粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶劑中，升溫使其完全溶解，然后加入步驟a獲得的摻雜液，制得PET鑄膜液；將PET鑄膜液滴至載玻片上，然后置于真空烘箱中干燥，得到共混膜；d將步驟c得到的共混膜浸泡在步驟b制得的改性納米二氧化硅溶液中，浸泡完成后，取出自然晾干，得到強親水性PET膜。本發明制得的強親水性PET膜具有強的抗污染能力，在水處理工業等領域具有較好的應用前景。
【IPC分類】B01D69/02, B01D67/00, B01D71/48
【公開號】CN105435651
【申請號】CN201510973262
【發明人】周圣文, 王力, 趙歡, 方亮, 呂曉璇, 趙可, 管承東
【申請人】山東科技大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月22日