[发明专利]一种聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于共混膜的制备领域，特别涉及一种聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术是一种新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术，它的出现很好的解决了传统水处理技术在处理废水时存在的问题。与传统水处理技术相比，膜分离技术具有能耗低、可在常温下连续操作、分离效率高、无二次污染、运行费用低等优点，因此膜分离技术在废水处理中已经得到了广泛的应用，且具有广阔的前景。

超滤膜是众多膜分离技术中的一种，在上世纪60年代就实现了工业化的生产。超滤膜技术被广泛的应用于生活污水和多种工业废水的处理中。超滤膜材料主要包括无机膜材料和有机膜材料。膜材料开发是膜分离技术重要的一个分支方向。

在新型膜材料开发领域中，聚氯乙烯引起了人们的关注和研究，因为其具有化学性质稳定，耐酸、碱，耐微生物侵蚀，价格便宜，来源丰富等优点。但是研究中发现，聚氯乙烯制膜过程中易收缩、起皱，膜的脆性大、疏水性强、水通量小、不耐污染。另一种高分子材料—聚醚砜是一种综合性能优异的热塑性材料，具有优异的耐热性能、机械性能和耐腐蚀性。聚醚砜也被用来制备高性能的超滤膜和反渗透膜。同时，聚醚砜膜的材料也有疏水性强的缺点。

添加剂在膜制备过程中的作用是不可忽略的，采用纳米无机小分子（纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米二氧化硅）对超滤膜进行改性可以有效的改进膜的亲水性和膜的微观结构。纤维素衍生物可以有效的提高膜的亲水性能，改善抗污染性能。

采用一种聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜的制备方法，可以制备出一种成本较低，机械性能好，水通量大，亲水性可调节的膜材料。具有广阔的应用前景。

采用聚氯乙烯和聚醚砜作为制膜材料已有许多文献和专利报道。CN1772813A介绍了一种酚酞型聚醚砜和聚醚砜制备共混膜的方法，制备的膜的化学稳定性高，耐温性好；CN102114389A介绍了一种载银纳米二氧化钛/聚氯乙烯膜及其的制备方法，制备的膜的抑菌性和抗污染性能得到了加强；CN102558595A介绍了一种聚偏氟乙烯膜或者聚氯乙烯膜表面改性方法，提高了膜的亲水性和抗污染性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜的制备方法，该发明的共混膜通量大、机械性能好，亲水性可调节，制模成本低，具有较好的化学稳定性和耐热性；本发明制备的膜可以应用于污水处理、自来水厂净化、中水回用、食物和生物制药等领域，具有良好的应用前景。

本发明的一种聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物的制备方法，包括：

（1）按质量百分数，将聚氯乙烯7%~18%，聚醚砜3.6%~8%，纤维素衍生物2%~8%，纳米添加剂1%~5%混合添加到余量溶剂中，60~90℃条件下加热搅拌3~6小时，静置，脱泡，得到铸膜液；

（2）用刮刀将铸膜液平铺一层，预蒸发5~30s，然后浸入10~30℃的凝固浴中成膜，洗涤，浸泡除去残留在膜中的溶剂，经保孔处理后低温烘干，即得聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜。

所述步骤（1）中聚氯乙烯的聚合度为800~1800。

所述步骤（1）中纤维素衍生物为醋酸纤维素、二醋酸纤维素酯或羟甲基纤维素。

所述步骤（1）中纳米添加剂为纳米氧化锌、纳米二氧化钛、纳米氧化铝、纳米二氧化硅中的一种或几种。

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（2）中在相对湿度为50~90%的空气中预蒸发。

所述步骤（2）中的凝固浴为含有质量分数为0~20%的乙醇、丁醇的水溶液。

所述步骤（2）中用蒸馏水洗涤。

所述步骤（2）所得的共混膜为平板膜。

本发明的共混膜中采用聚醚砜和纤维素类衍生物作为共混材料，加入聚醚砜可以明显改善膜的机械性能，包括拉伸强度和最大伸长倍数，同时聚醚砜具有良好的化学稳定性和耐热性；加入纤维素衍生物可以明显改善膜的亲水性能，从而提高膜的耐污染性能。本发明采用相转化法来制备聚氯乙烯/聚醚砜/纤维素衍生物共混膜，改善了PVC膜的机械性能和亲水性能，增强了PVC膜的应用性。

有益效果

（1）本发明的共混膜通量大，机械性能好，亲水性可调节，制膜成本低，具有较好的化学稳定性和耐热性；