[发明专利]一种由聚乳酸制备的离子交换树脂失效指示包膜

说明书

技术领域

本发明属于材料和化工等技术领域，具体涉及一种由聚乳酸制备的离子交换树脂失效指示包膜。 

背景技术

离子交换树脂作为重要的水体净化材料已经有了多年的发展和使用历程，目前依然是水净化领域的研究和生产热点。作为常用的家庭和工业净水材料，离子交换树脂的一个重要问题是在实际使用过程中的失效指示。当离子交换树脂使用到达一定程度时，所携带的大部分离子会与水体交换，此时就不再有使用效果，需要经过再生处理，才能在投入使用。判断离子交换树脂的失效有很多种专业方法，但是对于一般使用者而言，尤其是家庭净水设备的用户，在日常使用中很难简单判断离子交换树脂是否已经失效，只能根据经验或固定时间更换，从而影响使用效果。 

发明内容

本发明提出了使用聚乳酸制作净水设备中离子交换树脂的包膜，来指示离子交换树脂的失效。其目的在于利用聚乳酸的可降解性和生物相容性，解决上述的问题： 

1）聚乳酸在水环境下可自动降解。聚乳酸制作的膜产品在降解过程中会出现肉眼可见的孔洞，崩裂等。离子交换树脂在与水接触的过程中，其失效程度与时间呈正相关性，而同时聚乳酸的降解速度也与时间呈正相关性。因此根据离子交换树脂的工作时间制作的相应厚度的聚乳酸膜，和粒子交换树脂放置在一起，处于同一工作条件下时，可以在粒子交换树脂失效的同时，聚乳酸膜也因为降解出现肉眼可观察的外观改变，如孔洞，缝隙崩裂等，两者的行为均与水质，过水量，工作环境等存在近似的函数关系，这样就可以根据聚乳酸的观察形态，来指示粒子交换树脂是否失效。 

2）聚乳酸作为生物基树脂，是公认环保绿色的材料，有良好的生物相容性，其降解的产物为乳酸，乳酸的进一步降解产物为二氧化碳和水，这些都是没有食品安全隐患的物质，因此聚乳酸可以用在食用水净化设备上。 

一般的净水设备中使用颗粒状的离子交换树脂，并将颗粒状的离子交换树脂堆叠在过水管道里，本发明针对树脂颗粒设计了一种聚乳酸包膜，以附图1为例说明，在圆柱形的过水管道中，将聚乳酸包膜制作成一个圆柱形管道（1），将离子交换树脂颗粒（2）包裹其中，再将1,2整体放置于过水管道中。 

注意根据过水管道的几何形状，本发明提出的聚乳酸包膜可制成相应合适的形状，其包裹离子交换树脂的形态和工作原理不变，并不局限与附图一中所示的圆柱形状。 

本发明的实现方案：

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案： 

1）测定标准工作环境下所用离子交换树脂的失效时间。

2）选用分子量30000-300000之间的纯聚乳酸或改性聚乳酸树脂，依据使用要求，按照工作时间（即离子交换树脂的失效时间）的要求加工制备成厚度1mm – 10mm的膜，并控制聚乳酸的结晶度为0% - 80%，（，实验表明，分子量越大，膜越厚，出现孔洞和崩裂的时间越久；结晶度越高，降解速度越慢）。

3）将聚乳酸膜制成所需的管道形状，放入过水管道中，在聚乳酸包膜里放置离子交换树脂。

4）聚乳酸作为基体树脂，可以加入树脂改性剂，以改变其理化性能，改进使用效果。

附图说明

图1是聚乳酸制备的离子交换树脂失效指示包膜的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。 

实施例一： 

1）测定标准工作环境下所用某离子交换树脂的失效时间为三个月左右。（根据水质和过水量，具体时间有所区别）

2）选用分子量100000的纯聚乳酸树脂，加工制备成厚度3mm的膜，并控制聚乳酸的结晶度为<5% (无定形态聚乳酸)。实验表明，此技术指标的聚乳酸膜会在三个月左右因降解出现表面崩裂和孔洞。（根据水质和过水量，具体时间有所区别）

3）将聚乳酸膜制成外径9.8cm的圆柱性管道，放入内径10cm的圆柱形过水管道中，并在聚乳酸包膜里放置离子交换树脂。

4）该净水模块在使用一段时间后，当发现聚乳酸包膜表面出现明显裂缝或孔洞时，即说明离子交换树脂已经失效，应当整体取出更换。

5）注意该净水模块的使用时间不一定是三个月，依据水质，过水量，和工作环境，其使用时间或长或短，因此离子交换树脂的失效，应当由聚乳酸的降解指示判断，而不是固定标准时间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。