CN105838004A - 一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜 - Google Patents

一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚四氟乙烯‑壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯35‑80份、改性壳聚糖5‑10份、聚酰亚胺1‑5份、聚氨酯5‑15份、乙二醇二缩水甘油醚0.1‑1份、环氧氯丙烷0.1‑0.8份、甘油20‑35份、对苯二甲酸二辛酯15‑35份、玉米油3‑15份、乙酸0.1‑0.5份、液体石蜡0.5‑2份、高氯酸镁1‑3份、空心玻璃微珠0.5‑2份、纳米铜0.2‑1.5份、碳化硅0.5‑2.5份、钛酸钾晶须0.1‑1.5份、载银活性炭0.2‑1.5份、硅烷偶联剂0.3‑2份。本发明提出的聚四氟乙烯‑壳聚糖薄膜，其抗菌性和耐磨性好，抗污性能和吸湿保湿性能优异，能满足多种领域的使用要求。

Description

一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯膜技术领域，尤其涉及一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜。
背景技术
聚四氟乙烯俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化能力，目前已成为制作薄膜的重要材料之一。但是聚四氟乙烯薄膜耐磨性差，多微孔的形态结构易被污染，堵塞微孔，致使薄膜的性能下降，限制了薄膜的使用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其抗菌性和耐磨性好，抗污性能和吸湿保湿性能优异，能满足多种领域的使用要求。
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯35-80份、改性壳聚糖5-10份、聚酰亚胺1-5份、聚氨酯5-15份、乙二醇二缩水甘油醚0.1-1份、环氧氯丙烷0.1-0.8份、甘油20-35份、对苯二甲酸二辛酯15-35份、玉米油3-15份、乙酸0.1-0.5份、液体石蜡0.5-2份、高氯酸镁1-3份、空心玻璃微珠0.5-2份、纳米铜0.2-1.5份、碳化硅0.5-2.5份、钛酸钾晶须0.1-1.5份、载银活性炭0.2-1.5份、硅烷偶联剂0.3-2份。
优选地，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯55-65份、改性壳聚糖6.8-7.5份、聚酰亚胺3.2-4份、聚氨酯8.5-10份、乙二醇二缩水甘油醚0.5-0.85份、环氧氯丙烷0.38-0.5份、甘油27-31份、对苯二甲酸二辛酯20-27份、玉米油8-11份、乙酸0.32-0.4份、液体石蜡1-1.6份、高氯酸镁1.9-2.5份、空心玻璃微珠0.9-1.5份、纳米铜0.7-1.1份、碳化硅1-1.8份、钛酸钾晶须0.7-1.2份、载银活性炭0.8-1.3份、硅烷偶联剂1.2-1.6份。
优选地，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯60份、改性壳聚糖7份、聚酰亚胺3.7份、聚氨酯9份、乙二醇二缩水甘油醚0.7份、环氧氯丙烷0.4份、甘油30份、对苯二甲酸二辛酯22份、玉米油10份、乙酸0.35份、液体石蜡1.2份、高氯酸镁2份、空心玻璃微珠1份、纳米铜1份、碳化硅1.2份、钛酸钾晶须1份、载银活性炭1.2份、硅烷偶联剂1.5份。
优选地，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，在75-85℃的条件下搅拌反应2-3.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，在60-70℃下搅拌反应4-6h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖；在改性壳聚糖的制备过程中，首先以蒙脱土、硝酸锌和硝酸铜为原料，通过控制反应的条件，使锌离子和铜离子与蒙脱土发生了离子交换作用，从而进入到了蒙脱土的片层间，且分布均匀，得到了载锌和铜的蒙脱土物料A；将壳聚糖碱化后与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵发生了反应，得到了壳聚糖季铵盐物料C；将物料A与物料C混合后发生了离子交换作用和分子吸附作用，从而使物料C进入到了物料A蒙脱土的层间，得到了改性壳聚糖，将其加入体系中，提高了薄膜的表面积，且同时含有锌离子、铜离子、壳聚糖和季铵盐，从而四者具有协同作用，显著提高了薄膜的抗菌性和耐污性能，延长了薄膜的使用寿命，拓宽了薄膜的应用领域。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为30-50:3-8:1-9。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为10-20:1-3。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，物料A与物料C的重量比为20-35:3-8。
优选地，在改性壳聚糖的制备过程中，在微波反应的过程中，微波的温度为65-80℃，微波的时间为25-40min。
优选地，所述纳米铜的平均粒径为35-50nm。
优选地，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-560、十七氟癸基三乙氧基硅烷、和1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或者多种的混合物。
本发明聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜可以按照以下工艺进行制备：将各原料加入混合机中搅拌均匀制成混和料，然后将混合料挤成圆形棒料，然后沿其长度方向挤压成长形薄带，再将薄带在120-135℃下轴向拉伸形成拉伸膜；将拉伸膜在温度为265-295℃下热定型5-10秒得到所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜。
本发明聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜的材料中，以聚四氟乙烯为主料，并配合加入了改性壳聚糖、聚酰亚胺和聚氨酯对其进行改性，赋予薄膜优异的抗菌性能和防水透湿功能，同时显著提高了薄膜的耐热性、抗蠕变性、抗压能力和耐磨性，克服了单纯的聚四氟乙烯耐磨性欠佳的缺陷；高氯酸镁、空心玻璃微珠、纳米铜、碳化硅、钛酸钾晶须、载银活性炭加入体系中，在体系中分散均匀，显著提高了薄膜的压缩强度、硬度、耐磨性，同时可明显的阻止裂纹的产生的扩展，提高了薄膜的强度和耐磨性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯80份、改性壳聚糖5份、聚酰亚胺5份、聚氨酯5份、乙二醇二缩水甘油醚1份、环氧氯丙烷0.1份、甘油35份、对苯二甲酸二辛酯15份、玉米油15份、乙酸0.1份、液体石蜡2份、高氯酸镁1份、空心玻璃微珠2份、纳米铜0.2份、碳化硅2.5份、钛酸钾晶须0.1份、载银活性炭1.5份、硅烷偶联剂0.3份。
实施例2
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯35份、改性壳聚糖10份、聚酰亚胺1份、聚氨酯15份、乙二醇二缩水甘油醚0.1份、环氧氯丙烷0.8份、甘油20份、对苯二甲酸二辛酯35份、玉米油3份、乙酸0.5份、液体石蜡0.5份、高氯酸镁3份、空心玻璃微珠0.5份、纳米铜1.5份、碳化硅0.5份、钛酸钾晶须1.5份、载银活性炭0.2份、硅烷偶联剂2份。
实施例3
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯55份、改性壳聚糖7.5份、聚酰亚胺3.2份、聚氨酯10份、乙二醇二缩水甘油醚0.5份、环氧氯丙烷0.5份、甘油27份、对苯二甲酸二辛酯27份、玉米油8份、乙酸0.4份、液体石蜡1份、高氯酸镁2.5份、空心玻璃微珠0.9份、纳米铜1.1份、碳化硅1份、钛酸钾晶须1.2份、载银活性炭0.8份、硅烷偶联剂KH-560 1份、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷0.6份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，其中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为50:3:9，在75℃的条件下搅拌反应3.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，其中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为10:3，分散均匀后进行微波反应，其中，微波的温度为65℃，微波的时间为40min，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，其中，物料A与物料C的重量比为20:8，在60℃下搅拌反应6h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖；
所述纳米铜的平均粒径为35nm。
实施例4
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯65份、改性壳聚糖6.8份、聚酰亚胺4份、聚氨酯8.5份、乙二醇二缩水甘油醚0.85份、环氧氯丙烷0.38份、甘油31份、对苯二甲酸二辛酯20份、玉米油11份、乙酸0.32份、液体石蜡1.6份、高氯酸镁1.9份、空心玻璃微珠1.5份、纳米铜0.7份、碳化硅1.8份、钛酸钾晶须0.7份、载银活性炭1.3份、硅烷偶联剂KH-560 0.3份、十七氟癸基三乙氧基硅烷0.5份、1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷0.4份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，其中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为30:8:1，在85℃的条件下搅拌反应2h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，其中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为20:1，分散均匀后进行微波反应，其中，微波的温度为80℃，微波的时间为25min，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，其中，物料A与物料C的重量比为35:3，在70℃下搅拌反应4h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖；
所述纳米铜的平均粒径为50nm。
实施例5
本发明提出的一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯60份、改性壳聚糖7份、聚酰亚胺3.7份、聚氨酯9份、乙二醇二缩水甘油醚0.7份、环氧氯丙烷0.4份、甘油30份、对苯二甲酸二辛酯22份、玉米油10份、乙酸0.35份、液体石蜡1.2份、高氯酸镁2份、空心玻璃微珠1份、纳米铜1份、碳化硅1.2份、钛酸钾晶须1份、载银活性炭1.2份、十七氟癸基三乙氧基硅烷1.5份；
其中，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：按重量份将35份蒙脱土加入50份水中得到悬浮液，然后加入5份硝酸锌和7份硝酸铜，在80℃的条件下搅拌反应2.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；按重量份将10份壳聚糖溶于30份重量分数为8％的醋酸水溶液中，在搅拌条件下，加入12份重量分数为3％的NaOH水溶液，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；按重量份将15份物料B加入35份异丙醇中，加入2份3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，其中，微波反应的温度为70℃，微波反应的时间为25min，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；按重量份将30份物料A加入50份水中搅拌均匀，然后加入5份物料C，在65℃下搅拌反应4.8h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖；
所述纳米铜的平均粒径为40nm。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯35-80份、改性壳聚糖5-10份、聚酰亚胺1-5份、聚氨酯5-15份、乙二醇二缩水甘油醚0.1-1份、环氧氯丙烷0.1-0.8份、甘油20-35份、对苯二甲酸二辛酯15-35份、玉米油3-15份、乙酸0.1-0.5份、液体石蜡0.5-2份、高氯酸镁1-3份、空心玻璃微珠0.5-2份、纳米铜0.2-1.5份、碳化硅0.5-2.5份、钛酸钾晶须0.1-1.5份、载银活性炭0.2-1.5份、硅烷偶联剂0.3-2份。
2.根据权利要求1所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯55-65份、改性壳聚糖6.8-7.5份、聚酰亚胺3.2-4份、聚氨酯8.5-10份、乙二醇二缩水甘油醚0.5-0.85份、环氧氯丙烷0.38-0.5份、甘油27-31份、对苯二甲酸二辛酯20-27份、玉米油8-11份、乙酸0.32-0.4份、液体石蜡1-1.6份、高氯酸镁1.9-2.5份、空心玻璃微珠0.9-1.5份、纳米铜0.7-1.1份、碳化硅1-1.8份、钛酸钾晶须0.7-1.2份、载银活性炭0.8-1.3份、硅烷偶联剂1.2-1.6份。
3.根据权利要求1或2所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括：聚四氟乙烯60份、改性壳聚糖7份、聚酰亚胺3.7份、聚氨酯9份、乙二醇二缩水甘油醚0.7份、环氧氯丙烷0.4份、甘油30份、对苯二甲酸二辛酯22份、玉米油10份、乙酸0.35份、液体石蜡1.2份、高氯酸镁2份、空心玻璃微珠1份、纳米铜1份、碳化硅1.2份、钛酸钾晶须1份、载银活性炭1.2份、硅烷偶联剂1.5份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，所述改性壳聚糖按照以下工艺进行制备：将蒙脱土加入水中得到悬浮液，然后加入硝酸锌和硝酸铜，在75-85℃的条件下搅拌反应2-3.5h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到物料A；将壳聚糖溶于醋酸水溶液中，加入NaOH，搅拌后用水洗涤至pH值为9后过滤、干燥得到物料B；将物料B加入异丙醇中，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵，分散均匀后进行微波反应，反应完成后，将沉淀洗涤至中性，加水搅拌至溶解，然后经透析、旋转蒸发、干燥得到物料C；将物料A加入水中搅拌均匀，然后加入物料C，在60-70℃下搅拌反应4-6h，反应结束后经过滤、洗涤、干燥、研磨、过筛得到所述改性壳聚糖。
5.根据权利要求4所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，在改性壳聚糖的制备过程中，蒙脱土、硝酸锌、硝酸铜的重量比为30-50:3-8:1-9。
6.根据权利要求4或5所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，在改性壳聚糖的制备过程中，物料B与3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的重量比为10-20:1-3。
7.根据权利要求4-6中任一项所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，在改性壳聚糖的制备过程中，物料A与物料C的重量比为20-35:3-8。
8.根据权利要求4-7中任一项所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，在改性壳聚糖的制备过程中，在微波反应的过程中，微波的温度为65-80℃，微波的时间为25-40min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，所述纳米铜的平均粒径为35-50nm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述聚四氟乙烯-壳聚糖薄膜，其特征在于，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-560、十七氟癸基三乙氧基硅烷和1，2-双(三乙氧基硅基)乙烷中的一种或者多种的混合物。
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