[发明专利]一种疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的制备方法

说明书

一种疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的制备方法，在常温常压下，将粘结剂如淀粉完全溶解于去离子水中，接着加入聚苯乙烯颗粒，经超声分散后制备出分散均匀的涂覆材料溶液；随后通过真空抽滤涂覆方法将聚苯乙烯材料均匀负载在纸基质表面；最后采用高温烘烤的方式使负载在纸基质表面的聚苯乙烯发生熔融并有效镶嵌在纸基质表面；根据本发明提供的方法，可制备出水的表面张力大于95°、表面能大于45mN/m的疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质；本发明提供的方法具有操作简便，重复性好，不含任何有机溶剂，制备出的纸基质柔韧性好、疏水性强等特点。

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯涂覆纸基质的制备领域，特别涉及一种疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的制备方法，具体地说涉及一种以滤纸和聚苯乙烯为原料，通过真空抽滤和高温烘烤的方式制备出疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的方法。

技术背景

纸基质由于具有机械强度高、柔韧性好、价格低廉等特点，现已广泛应用于诸多领域。根据用途和与液体作用力的差异，纸基质具有不同的表明性质，具体可分为亲水性和疏水性纸基质。例如纸巾需要有较强的吸水性能，而包装纸应当具备较好的防水性质。因此，控制纸基质表面纤维素与液体之间作用对于制备出不同用途亲水和疏水性纸基质具有重要的意义。

聚苯乙烯由于具有尺寸均一、表面积大、水中溶解度低等特点，现今已广泛应用于废水处理、色谱分离、固相萃取、光学装置等方面(Chemosphere,2016,156,326；J.Sep.Sci.,2016,39,1648；ACS Appl.Mater.Interfaces,2014,6,12752；Langmuir,2012,28,15323)，而聚苯乙烯涂覆纸基质也已被应用于油水分离、微萃取、包装材料和质谱分析等方面(Chem.Eng.J.,2013,231,414；Microchem.J.,2017,133,90；Carbohydr.Polym.,2013,98,1166；Anal.Chem.,2017,89,7988)。现今关于不同类型聚苯乙烯涂覆或修饰纸基质的制备方法有吸附法(J.Appl.Polym.Sci.2009,112,1653)、棒涂覆或凹槽辊涂布法(Colloids Surf.B,2014,118,261)、浸渍法(Carbohydr.Polym.,2012,89,269；Carbohydr.Polym.,2013,98,1166；Appl.Surf.Sci.,2013,285P,583；Chem.Eng.J.,2013,231,414；Microchem.J.,2017,133,90)等。尽管这些方法可制备出不同类型疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质，但是如上方法要么存在聚苯乙烯涂覆量不可控，要么制备体系需引入有机溶剂或添加剂，因此有必要发展一种聚苯乙烯涂覆量可控、绿色环保的疏水性纸基质制备方法。最近，我们发展了一种简易式真空抽滤涂覆法(Anal.Methods,2015,7,5381)，采用该方法可将不同类型的材料(如金属有机骨架材料、金属氧化物、有机聚合物、炭纳米管等)有效涂覆在纸基质表面(Analyst,2015,140,8048；Anal.Methods,2016,8,8004；Anal.Chem.,2016,88,7005)，但是采用该方法制备出的聚苯乙烯涂覆纸基质疏水性差，同时在剪切过程中有微弱的掉粉现象(Anal.Chem.,2017,89,7988)，为此发展出一种疏水性强、性能稳定聚苯乙烯涂覆纸基质的绿色环保方法对于新型纸基质发展具有重要的实用价值。

发明内容

为了克服上述技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的制备方法，在常温常压下聚苯乙烯首先通过抽滤涂覆的方式负载在滤纸表面，然后通过高温烘烤的方式制备出疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质。同时利用本发明提供的涂覆方法，也可将其它聚合物材料涂覆在纸基质表面制备出相应的疏水性纸基质。该方法具有操作简单，重复性好，不含任何有机溶剂，制备出的纸基质柔韧性好、疏水性强等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种疏水性聚苯乙烯涂覆纸基质的制备方法，包括以下步骤：