专利名称：一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚丙烯薄膜及其制备方法，特别是涉及一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜及其制备方法。
背景技术：
随着具有各种功能新型膜的出现，膜分离技术迅速发展，其主要被应用在生物、医药、环保、食品、能源、海水淡化、废水处理等领域。膜分离技术与其它分离技术相比还具有效率高、工艺简单、无相变、不改变滤液的物化性质、设备操作可在常温下进行、节能减排等优点，因此逐渐被应用到新兴行业中。膜分离技术的核心技术基础是膜材料，其主要分为无机膜和有机聚合物膜两大类，而具有超滤和微滤功能的膜应用最为广泛，一般高分子聚合物膜占主导地位。早期的聚合物膜为醋酸纤维素(CA)，但有在碱性环境下易水解，pH适用范围仅4 7，且不耐细菌和微生物等缺点。随着高分子行业的发展目前已有聚砜(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)等膜材料。虽然它们具有良好的性能，但由于原料成本相对较高，导致膜的制造成本较高，限制了其更为广泛的应用。因此，人们一直在寻求性能优良，价格低廉的膜材料，以满足大规模应用的需要。文献公开了一种聚氯乙烯合金超滤膜的制备方法。其将聚氯乙烯、多元共聚物、致孔剂共混合溶解于有机溶剂中，并进行成膜；将膜浸入凝固液中，通过干湿相转化法凝胶成膜；再对凝胶固化的聚氯乙烯膜合金超滤膜进行亲水化处理，并经清洗、干燥后制得成品。文献公开了一种高通量聚氯乙烯中空纤维超滤膜的制备方法。具体是将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌混合后得膜液，再将膜液于内凝胶介质同时通过喷头注入到蒸馏水中成膜。该高通量聚氯乙烯膜空隙率达90%以上，纯水通量达400L/(h.m2)以上。本发明利用来源丰富，价格低廉，具有优良特新的传统高分子材料，同时其还具有耐菌、耐酸碱、耐化学侵蚀等优点的三大合成树脂之一的聚丙烯为原料制备具有纳米孔径结构的膜材料。
发明内容
本发明提供一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜，其特征在于，薄膜的质量百分比组成为聚丙烯65 80%，有机溶剂为15 34%，致孔剂为I 5%;薄膜的孔径在50 IOOOnm,开孔率为40 60 %。本发明提供一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述的薄膜以聚丙烯为基体，经有机溶剂溶解，添加亲油性致孔剂，再经搅拌、溶剂蒸发、干燥、酸洗、洗涤和烘干工序而制成；具体步骤为第一步将聚丙烯颗粒经不断搅拌溶解在有机溶剂中，再加入具有亲油特性的致孔剂，搅拌充分分散混合；将混合溶液制膜，并在60 80°C下真空干燥成膜；第二步将聚丙烯薄膜放置于稀酸水溶液中浸泡3 24小时，再将具有纳米孔径结构的聚丙烯薄膜经清水洗涤、干燥后制得具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜。所述亲油性致孔剂为纳米碳酸钙、纳米碳酸镁、纳米级二氧化硅中的一种或其组
口 o所述有机溶剂为三氯化碳、四氯化碳、四氢呋喃中的一种或其组合。与现有技术相比，本发明制备的具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜具有成本低、性能优良、制备工艺简单等优点，可广泛应用在化工、医药、水处理等领域。
具体实施例方式以下结合具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的具体制备过程对本发明进一步说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米碳酸钙lg。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀盐酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为40%，孔径约为300nm。实施例2称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米碳酸钙3g。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀盐酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为52%，孔径约为600nm。实施例3称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米碳酸钙5g。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀盐酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为60%，孔径约为900nm。实施例4称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米碳酸镁3g。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀盐酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为48%，孔径约为700nm。实施例5称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米碳酸镁5g。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀盐酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为60%，孔径约为lOOOnm。实施例6称取聚丙烯50g，四氯化碳20g，亲油改性过的纳米级二氧化硅5g。在搅拌下将聚丙烯溶解到四氯化碳溶剂中，在充分溶解后，再将纳米碳酸钙缓慢分散到上述溶液中。充分搅拌5h后，将溶液成膜、70°C真空干燥制得半成品。将半成品浸溃到5%的稀氢氟酸中，浸泡3小时后用清水洗涤，再在60°C下干燥制得成品。成品开孔率约为54%，孔径约为lOOOnm。
权利要求
1.一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜，其特征在于，薄膜的质量百分比组成为聚丙烯65 80%，有机溶剂为15 34%，致孔剂为I 5%;薄膜的孔径在50 lOOOnm，开孔率为40 60%。
2.根据权利要求1所述一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于， 所述的薄膜以聚丙烯为基体，经有机溶剂溶解，添加亲油性致孔剂，再经搅拌、溶剂蒸发、干燥、酸洗、洗涤和烘干工序而制成；具体步骤为第一步将聚丙烯颗粒经不断搅拌溶解在有机溶剂中，再加入具有亲油特性的致孔剂， 搅拌充分分散混合；将混合溶液制膜，并在60 80°C下真空干燥成膜；第二步将聚丙烯薄膜放置于稀酸水溶液中浸泡3 24小时，再将具有纳米孔径结构的聚丙烯薄膜经清水洗涤、干燥后制得具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜。
3.根据权利要求2所述一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于， 所述亲油性致孔剂为纳米碳酸钙、纳米碳酸镁、纳米级二氧化硅中的一种或其组合。
4.根据权利要求2所述一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于， 所述有机溶剂为三氯化碳、四氯化碳、四氢呋喃中的一种或其组合。
全文摘要
本发明公开了一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜，其特征在于，薄膜的质量百分比组成为聚丙烯65～80％，有机溶剂为15～34％，致孔剂为1～5％；薄膜的孔径在50～1000nm，开孔率为40～60％。本发明还提供一种具有纳米孔径结构聚丙烯薄膜的制备方法，其特征在于所述的薄膜以聚丙烯为基体，经有机溶剂溶解，添加亲油性致孔剂，再经搅拌、溶剂蒸发、干燥、酸洗、洗涤和烘干工序而制成。本发明具有成本低、性能优良、制备工艺简单等优点，可广泛应用在化工、医药、水处理等领域。
文档编号B01D71/26GK102989328SQ201110272668
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月15日 优先权日2011年9月15日
发明者姚炜, 张豪杰, 刘洋, 周洁, 邹娟珍, 何丹农 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司