CN108031306A - 一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜 - Google Patents
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Abstract
本发明属于聚氯乙烯过滤膜技术领域，具体涉及一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯40‑50份、亲水聚合物26‑30份、环戊二烯16‑20份、纳米氧化镁4‑6份、缩水甘油1‑2份、联苯型双邻苯二甲腈单体6‑8份、溶剂。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明提高聚氯乙烯过滤膜强度，可以使膜在较高的强度下运行使用；有利于提高亲水聚合物在膜中的稳定性，不会在使用过程中流失，保证亲水稳定性；纳米氧化镁、联苯型双邻苯二甲腈单体共同作用能避免吸附有机物或胶体，在使用过程中容易清洗；原料配比科学，制备方法简单，所得膜孔径分布均匀，生产效率高，适于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于聚氯乙烯过滤膜技术领域，具体涉及一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜。
背景技术
膜分离技术是一种新型高效的分离技术，与传统的分离技术相比，具有分离效率高、能耗低，无相变，环境友好的特点，广泛适用于石油化工、食品、医药、天然物质提取与浓缩、水的净化、和废水处理等领域，由于膜分离技术与节能、环保、资源开发等的关系也很密切，在当今世界能源、水资源短缺、水和环境的污染日益严重的情况下，膜技术的作用越来越得到各国的重视，目前广泛使用的聚合物膜材料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯等，在这些材料中，聚氯乙烯是一种化学稳定性好、容易加工、机械强度高、来源广泛、品种齐全，价格低廉、耐酸碱、耐微生物侵蚀的有点，原则上可作为离线的分离膜材料，但与其他聚合物相同，聚乙烯具有很强的疏水性，使得除聚氯乙烯膜在用于水介质处理时存在两个难题，一是膜的疏水性使膜的水透过压力较高，能耗高，二是膜的疏水性容易在膜表面和膜孔内吸附有机物和交替，造成膜污染，使膜水通量衰减，因此需要制备聚氯乙烯膜，使其具有亲水稳定性。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯40-50份、亲水聚合物26-30份、环戊二烯16-20份、纳米氧化镁4-6份、缩水甘油1-2份、联苯型双邻苯二甲腈单体6-8份、溶剂100份；
所述该性聚氯乙烯的制备方法为：按重量计，取聚氯乙烯100份、三嗪类化合物2-4份、纳米二氧化钛3-5份、氯化钙1-2份、钙锌稳定剂0.2-0.8份加入高速混合机中混合，在温度为115-125℃的条件下挤出20mm薄片，用平板硫化仪在180-190℃的条件下模压，即得；
所述水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物交联得到。
作为对上述方案的进一步改进，所述亲水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物以重量比2-4:3混合，在温度为45-55℃的条件下反应2-3小时得到。
作为对上述方案的进一步改进，所述三嗪类化合物为2-正丁胺基-4,6-二巯基均三嗪、2-二辛胺基-4,6-二巯基均三嗪、2-苯胺基-4,6-二巯基均三嗪、2,4,6-三巯基均三嗪中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米氧化镁的粒径为20-400nm。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米二氧化钛的粒径为400-6000nm；所述氯化钙的粒径为400-6000nm。
作为对上述方案的进一步改进，所述钙锌稳定剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙24份、硬脂酸锌18份、水滑石14份、石蜡6份、聚乙烯蜡6份、碳酸钙28份、2-氨基苯甲酰胺2份、双季戊四醇1份、γ羟基丁酸1。
作为对上述方案的进一步改进，所述溶剂为二甲基甲酰胺、聚甲基吡咯烷酮、四氢呋喃或二甲基亚砜中的一种。
作为对上述方案的进一步改进，其制备方法为：将各原料按配比混合后，在35-45℃的条件下制备得到制膜液，将制膜液经喷丝头喷出得到管状液膜，在10-16℃的温度下凝固得到中空纤维膜，然后经浸泡清洗后晾干，得到聚氯乙烯过滤膜。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中通过三嗪类化合物、纳米二氧化钛、氯化钙对聚丙乙烯进行改性，能够提高聚氯乙烯过滤膜强度，可以使膜在较高的强度下运行使用；其中亲水聚合物、环戊二烯、缩水甘油、纳米氧化镁协同作用，有利于提高亲水聚合物在膜中的稳定性，不会在使用过程中流失，保证亲水稳定性；纳米氧化镁、联苯型双邻苯二甲腈单体共同作用能避免吸附有机物或胶体，在使用过程中容易清洗；原料配比科学，制备方法简单，所得膜孔径分布均匀，生产效率高，适于推广使用。
具体实施方式
实施例1
一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯45份、亲水聚合物28份、环戊二烯18份、纳米氧化镁5份、缩水甘油1.5份、联苯型双邻苯二甲腈单体7份、溶剂100份；
所述该性聚氯乙烯的制备方法为：按重量计，取聚氯乙烯100份、三嗪类化合物3份、纳米二氧化钛4份、氯化钙1.5份、钙锌稳定剂0.5份加入高速混合机中混合，在温度为120℃的条件下挤出20mm薄片，用平板硫化仪在185℃的条件下模压，即得；
其中，所述亲水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物以重量比3:3混合，在温度为50℃的条件下反应2.5小时得到；所述三嗪类化合物为2-正丁胺基-4,6-二巯基均三嗪。
其中，所述纳米氧化镁的粒径为20-400nm；所述纳米二氧化钛的粒径为400-6000nm；所述氯化钙的粒径为400-6000nm；
其中，所述钙锌稳定剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙24份、硬脂酸锌18份、水滑石14份、石蜡6份、聚乙烯蜡6份、碳酸钙28份、2-氨基苯甲酰胺2份、双季戊四醇1份、γ羟基丁酸1；所述溶剂为二甲基甲酰胺。
其中，其制备方法为：将各原料按配比混合后，在40℃的条件下制备得到制膜液，将制膜液经喷丝头喷出得到管状液膜，在13℃的温度下凝固得到中空纤维膜，然后经浸泡清洗后晾干，得到聚氯乙烯过滤膜。
经检测，膜壁厚度为408μm，磨外径为1206μm，膜孔径（平均值）0.18μm，膜孔隙率72%，0.1MP水通量为1150L/（m²·h）；
用接触角法表征膜的亲水性，将聚氯乙烯膜进入50℃的纯水中，分别振荡2、10、30天，将膜取出于60℃下干燥至恒重，测定接触角，接触角越小，说明亲水稳定性越好，接触角C0为57.3，接触角C2为56.4，接触角C10为43.7，接触角C30为35.2。
实施例2
一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯50份、亲水聚合物26份、环戊二烯20份、纳米氧化镁4份、缩水甘油2份、联苯型双邻苯二甲腈单体6份、溶剂100份；
所述该性聚氯乙烯的制备方法为：按重量计，取聚氯乙烯100份、三嗪类化合物4份、纳米二氧化钛3份、氯化钙1份、钙锌稳定剂0.8份加入高速混合机中混合，在温度为125℃的条件下挤出20mm薄片，用平板硫化仪在190℃的条件下模压，即得；
其中，所述亲水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物以重量比2:3混合，在温度为55℃的条件下反应3小时得到；所述三嗪类化合物为2-二辛胺基-4,6-二巯基均三嗪。
其中，所述纳米氧化镁的粒径为20-400nm；所述纳米二氧化钛的粒径为400-6000nm；所述氯化钙的粒径为400-6000nm；
其中，所述钙锌稳定剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙24份、硬脂酸锌18份、水滑石14份、石蜡6份、聚乙烯蜡6份、碳酸钙28份、2-氨基苯甲酰胺2份、双季戊四醇1份、γ羟基丁酸1；所述溶剂为聚甲基吡咯烷酮。
其中，其制备方法为：将各原料按配比混合后，在45℃的条件下制备得到制膜液，将制膜液经喷丝头喷出得到管状液膜，在16℃的温度下凝固得到中空纤维膜，然后经浸泡清洗后晾干，得到聚氯乙烯过滤膜。
经检测，膜壁厚度为406μm，磨外径为1208μm，膜孔径（平均值）0.17μm，膜孔隙率69%，0.1MP水通量为1146L/（m²·h）；
用接触角法表征膜的亲水性，将聚氯乙烯膜进入50℃的纯水中，分别振荡2、10、30天，将膜取出于60℃下干燥至恒重，测定接触角，接触角越小，说明亲水稳定性越好，接触角C0为57.2，接触角C2为55.8，接触角C10为43.4，接触角C30为34.9。
实施例3
一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯40份、亲水聚合物30份、环戊二烯16份、纳米氧化镁6份、缩水甘油1份、联苯型双邻苯二甲腈单体8份、溶剂100份；
所述该性聚氯乙烯的制备方法为：按重量计，取聚氯乙烯100份、三嗪类化合物2份、纳米二氧化钛5份、氯化钙2份、钙锌稳定剂0.2份加入高速混合机中混合，在温度为115℃的条件下挤出20mm薄片，用平板硫化仪在180℃的条件下模压，即得；
其中，所述亲水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物以重量比4:3混合，在温度为45℃的条件下反应2小时得到；所述三嗪类化合物为2-苯胺基-4,6-二巯基均三嗪。
其中，所述纳米氧化镁的粒径为20-400nm；所述纳米二氧化钛的粒径为400-6000nm；所述氯化钙的粒径为400-6000nm；
其中，所述钙锌稳定剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙24份、硬脂酸锌18份、水滑石14份、石蜡6份、聚乙烯蜡6份、碳酸钙28份、2-氨基苯甲酰胺2份、双季戊四醇1份、γ羟基丁酸1；所述溶剂为四氢呋喃。
其中，其制备方法为：将各原料按配比混合后，在35℃的条件下制备得到制膜液，将制膜液经喷丝头喷出得到管状液膜，在10℃的温度下凝固得到中空纤维膜，然后经浸泡清洗后晾干，得到聚氯乙烯过滤膜。
经检测，膜壁厚度为407μm，磨外径为1206μm，膜孔径（平均值）0.18μm，膜孔隙率73%，0.1MP水通量为1152L/（m²·h）；
用接触角法表征膜的亲水性，将聚氯乙烯膜进入50℃的纯水中，分别振荡2、10、30天，将膜取出于60℃下干燥至恒重，测定接触角，接触角越小，说明亲水稳定性越好，接触角C0为57.4，接触角C2为56.6，接触角C10为43.8，接触角C30为35.1。
Claims (8)
1.一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：改性聚氯乙烯40-50份、亲水聚合物26-30份、环戊二烯16-20份、纳米氧化镁4-6份、缩水甘油1-2份、联苯型双邻苯二甲腈单体6-8份、溶剂100份；
所述该性聚氯乙烯的制备方法为：按重量计，取聚氯乙烯100份、三嗪类化合物2-4份、纳米二氧化钛3-5份、氯化钙1-2份、钙锌稳定剂0.2-0.8份加入高速混合机中混合，在温度为115-125℃的条件下挤出20mm薄片，用平板硫化仪在180-190℃的条件下模压，即得；
所述水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物交联得到。
2.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述亲水聚合物由醛类化合物和乙烯醇类聚合物以重量比2-4:3混合，在温度为45-55℃的条件下反应2-3小时得到。
3.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述三嗪类化合物为2-正丁胺基-4,6-二巯基均三嗪、2-二辛胺基-4,6-二巯基均三嗪、2-苯胺基-4,6-二巯基均三嗪、2,4,6-三巯基均三嗪中的一种。
4.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述纳米氧化镁的粒径为20-400nm。
5.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述纳米二氧化钛的粒径为400-6000nm；所述氯化钙的粒径为400-6000nm。
6.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述钙锌稳定剂包括以下重量份的原料：硬脂酸钙24份、硬脂酸锌18份、水滑石14份、石蜡6份、聚乙烯蜡6份、碳酸钙28份、2-氨基苯甲酰胺2份、双季戊四醇1份、γ羟基丁酸1。
7.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，所述溶剂为二甲基甲酰胺、聚甲基吡咯烷酮、四氢呋喃或二甲基亚砜中的一种。
8.如权利要求1所述一种具有亲水稳定性的聚氯乙烯过滤膜，其特征在于，其制备方法为：将各原料按配比混合后，在35-45℃的条件下制备得到制膜液，将制膜液经喷丝头喷出得到管状液膜，在10-16℃的温度下凝固得到中空纤维膜，然后经浸泡清洗后晾干，得到聚氯乙烯过滤膜。
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