CN105435651A - 一种制备强亲水性pet膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备强亲水性PET膜的方法,包括以下步骤:a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中,获得掺杂液;b将纳米二氧化硅加入去离子水中,超声分散,然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂,用盐酸调节溶液pH值,获得改性纳米二氧化硅溶液;c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中,升温使其完全溶解,然后加入步骤a获得的掺杂液,制得PET铸膜液;将PET铸膜液滴至载玻片上,然后置于真空烘箱中干燥,得到共混膜;d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中,浸泡完成后,取出自然晾干,得到强亲水性PET膜。本发明制得的强亲水性PET膜具有强的抗污染能力,在水处理工业等领域具有较好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备强亲水性PET膜的方法。
背景技术
PET是目前重要的合成材料,其较低的生产成本和较高的性价比,使其应用于机械设备、生物医学、纺织加工、食品包装、信息产业、光学材料等广阔的领域。随着这些领域的高速发展,对于高分子材料提出了更高的的要求,为更好的适应这种需求,人们开始了对PET性能的提高的研究。PET大分子链结构规整,分子中无极性基团,故表面亲和性较差,很大程度上影响了PET材料表面亲水性。目前PET膜在应用水处理工业中,由于膜表面疏水与溶液无氢键作用,疏水溶质在接近膜表面时是增熵自发的过程,膜表面容易沉积和吸附,导致膜孔阻塞进而造成膜污染,增加污水处理成本。PET作为一种重要的膜材料,表面的疏水性限制了它更广泛的应用,所以进行亲水改性很有必要。
发明内容
基于上述技术问题,本发明提供一种制备强亲水性PET膜的方法。
本发明所采用的技术解决方案是:
一种制备强亲水性PET膜的方法,包括以下步骤:
a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中,获得掺杂液;
b将纳米二氧化硅加入去离子水中,超声分散,然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂,用盐酸调节溶液pH值,获得改性纳米二氧化硅溶液;
c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中,升温使其完全溶解,然后加入步骤a获得的掺杂液,制得PET铸膜液;将PET铸膜液滴至载玻片上,然后置于真空烘箱中干燥,得到共混膜;
d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中,浸泡完成后,取出自然晾干,得到强亲水性PET膜。
步骤a中:氯化亚锡、氯化铜或氯化钙与丙酮的质量比优选为1∶80~1∶100。
步骤b中:所述硅烷偶联剂优选为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
步骤b中:纳米二氧化硅与去离子水的质量比优选为1∶10~1∶20。
步骤b中:超声分散时间优选为1~2小时。
步骤b中:纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的质量比优选为1∶3~1∶4。
步骤b中:优选调节溶液pH值至5。
步骤c中:四氯乙烷和苯酚的体积比优选为1∶1~1∶1.5,PET颗粒和混合溶剂的质量比优选为1∶60~1∶80。
步骤c中:真空烘箱的温度优选为90~100℃。
步骤d中:浸泡时间优选为20~24小时。
本发明的有益技术效果是:
本发明制得的强亲水性PET膜具有强的抗污染能力,在水处理工业等领域具有较好的应用前景,而且制备所选用的原料价格低廉,来源广泛,制造成本低,制备工艺简单、易控,便于工业化生产。
附图说明
图1为未处理PET原膜接触角图,图中所示膜的接触角为98°。
图2为未经改性纳米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接触角图,图中所示膜的接触角为74.5°。
图3为本发明最终制得的强亲水性PET膜的接触角图,图中所示膜的接触角为7.8°。
具体实施方式
本发明将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中,得到溶解液,然后向溶解液中添加一定量的氯化亚锡、氯化铜或氯化钙的丙酮溶液(掺杂液),制得PET铸膜液,将PET铸膜液滴至载玻片上,然后置于真空烘箱中干燥,得到共混膜;将共混膜膜浸泡在一定浓度的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中,制得强亲水性PET膜。该强亲水性PET膜在污水处理应用中具有强的抗污染能力。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明:
实施例1
a取0.1g氯化亚锡放入烧杯中,加入20ml丙酮,使氯化亚锡完全溶解,得到氯化亚锡的丙酮溶液,即掺杂液。
b取纳米SiO26.00g放入烧杯中,加入100mL去离子水,超声分散1h。然后大力搅拌下加入2.10g3-氨丙基三甲氧基硅烷,用盐酸(HCl与水的体积比为1:1)调至溶液pH=5。再在70℃下搅拌24h,然后装入透析袋中,在4℃去离子水中透析48h,以将小分子透析出来,透析完成后,获得改性纳米二氧化硅溶液。
c取10mL四氯乙烷和15.86g苯酚共混,得到混合溶剂,向混合溶剂中加入0.4gPET颗粒,升温至130℃,直至PET颗粒溶解。向PET颗粒溶解后的溶液中加入0.48ml掺杂液,得到PET铸膜液。吸取部分PET铸膜液,逐滴滴至载玻片上,然后置于90℃真空烘箱中,至溶剂完全挥发,得到PET共混膜。
d取步骤b获得的改性纳米二氧化硅溶液,加入去离子水使其浓度变为原来的1/2。在25℃下将所得PET共混膜浸泡在稀释后的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中20h。然后用去离子水冲洗表面未接枝的改性纳米二氧化硅,自然晾干,即得。
图1为未处理PET原膜接触角图,图中所示膜的接触角为98°。图2为未经改性纳米二氧化硅溶液浸泡的共混膜的接触角图,图中所示膜的接触角为74.5°。图3为本发明最终制得的强亲水性PET膜的接触角图,图中所示膜的接触角为7.8°。从图中可看出PET原膜、共混膜、强亲水性PET膜接触角的变化,说明膜亲水性逐渐增加。
实施例2
a取0.1g氯化亚锡放入烧杯中,加入20ml丙酮,使氯化亚锡完全溶解,得到氯化亚锡的丙酮溶液,即掺杂液。
b取纳米SiO26.00g放入烧杯中,加入100mL去离子水,超声分散1h。然后大力搅拌下加入2.10g3-氨丙基三甲氧基硅烷,用盐酸(HCl与水的体积比为1:1)调至溶液pH=5。再在70℃下搅拌24h,然后装入透析袋中,在4℃去离子水中透析48h,以将小分子透析出来,透析完成后,获得改性纳米二氧化硅溶液。
c取10mL四氯乙烷和15.86g苯酚共混,得到混合溶剂,向混合溶剂中加入0.4gPET颗粒,升温至130℃,直至PET颗粒溶解。向PET颗粒溶解后的溶液中加入0.24ml掺杂液,得到PET铸膜液。吸取部分PET铸膜液,逐滴滴至载玻片上,然后置于90℃真空烘箱中,至溶剂完全挥发,得到PET共混膜。
d取步骤b获得的改性纳米二氧化硅溶液,加入去离子水使其浓度变为原来的1/2。在25℃下将所得PET共混膜浸泡在稀释后的氨基化改性的纳米二氧化硅的溶液中20h。然后用去离子水冲洗表面未接枝的改性纳米二氧化硅,自然晾干,即得。
Claims (10)
1.一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于包括以下步骤:
a将氯化亚锡、氯化铜或氯化钙溶解于丙酮溶液中,获得掺杂液;
b将纳米二氧化硅加入去离子水中,超声分散,然后在搅拌条件下加入硅烷偶联剂,用盐酸调节溶液pH值,获得改性纳米二氧化硅溶液;
c将PET颗粒加入到四氯乙烷和苯酚的混合溶剂中,升温使其完全溶解,然后加入步骤a获得的掺杂液,制得PET铸膜液;将PET铸膜液滴至载玻片上,然后置于真空烘箱中干燥,得到共混膜;
d将步骤c得到的共混膜浸泡在步骤b制得的改性纳米二氧化硅溶液中,浸泡完成后,取出自然晾干,得到强亲水性PET膜。
2.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤a中:氯化亚锡、氯化铜或氯化钙与丙酮的质量比为1∶80~1∶100。
3.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤b中:所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤b中:纳米二氧化硅与去离子水的质量比为1∶10~1∶20。
5.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤b中:超声分散时间为1~2小时。
6.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤b中:纳米二氧化硅与硅烷偶联剂的质量比为1∶3~1∶4。
7.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤b中:调节溶液pH值至5。
8.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤c中:四氯乙烷和苯酚的体积比为1∶1~1∶1.5,PET颗粒和混合溶剂的质量比为1∶60~1∶80。
9.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤c中:真空烘箱的温度为90~100℃。
10.根据权利要求1所述的一种制备强亲水性PET膜的方法,其特征在于,步骤d中:浸泡时间为20~24小时。
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