CN106890629A - 一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，该方法包括如下步骤：配制壳聚糖溶液，并通过环氧基反应引入季铵基团，制备季铵化壳聚糖；用无水乙醇对聚丙烯无纺布去杂，并将去杂后的无纺布加入戊二醇溶液中活化；改性壳聚糖加入戊二醇溶液反应后制备铸膜液；制备改性壳聚糖醋酸盐膜并浸泡于碱性溶液中，洗涤后得到无纺布复合膜。本发明提供了一种基于聚丙烯无纺布的复合膜的制备方法，通过环氧基反应在壳聚糖中引入季铵基团，改善壳聚糖的成膜性和机械性能，同时将改性壳聚糖与聚丙烯共混制备季铵化壳聚糖‑聚丙烯离子交换膜，所制备的膜结构均匀致密，吸附性能得到显著提高，对空气中的二氧化硫气体具有良好的吸附能力。

Description

一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，特别是涉及一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法。
背景技术
壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。针对患者，壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。同时，壳聚糖被作为增稠剂、被膜剂列入国家食品添加剂使用标准GB-2760.
聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、无规聚丙烯和间规聚丙烯三种。
甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯，若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯，当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中，等规结构含量约为95％，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小，是 最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。
共聚物型的PP材料有较低的热变形温度、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。
PP的熔体质量流动速率通常在1～100。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚型的抗冲强度比均聚型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.6～2.0％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，所制备的膜结构均匀致密，吸附性能得到显著提高，对空气中的二氧化硫气体具有良好的吸附能力。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、配制壳聚糖溶液，并通过环氧基反应引入季铵基团，制备季铵化壳聚糖；
S2、用无水乙醇对聚丙烯无纺布去杂，并将去杂后的无纺布加入戊二醇溶液中活化；
S3、改性壳聚糖加入戊二醇溶液反应后制备铸膜液；
S4、制备改性壳聚糖醋酸盐膜并浸泡于碱性溶液中，洗涤后得到无纺布复合膜。
进一步地，所述S1的具体步骤为，称取壳聚糖置于反应容器中中，加入1-2％ 的醋酸溶液，搅拌均匀后置于80℃水浴中，继续加入环氧丙基三甲基氯化铵，反应8-9h；反应结束后加入无水乙醇，静置后离心，沉淀用无水乙醇洗涤得到季铵化壳聚糖。
进一步地，所述醋酸溶液的浓度为1-2％，壳聚糖与醋酸溶液的固液比为1：45-50。
进一步地，所述环氧丙基三甲基氯化铵与壳聚糖的质量比为1：4-5。
进一步地，所述S2的具体步骤为，将聚丙烯无纺布置于无水乙醇中浸泡20-24h，常温晾干后，将所述无纺布浸泡与50％戊二醇溶液中活化，烘干得到无纺布膜。
进一步地，所述活化反应温度为60℃，活化时间为6-8h。
进一步地，所述S3的具体步骤为，将S1中制备的季铵化壳聚糖配制成2％浓度溶液，于改性壳聚糖溶液中加入0.5％的戊二醇溶液，调节pH为5，50-60℃水浴中反应60-80min，得到铸膜液。
进一步地，所述S4的具体步骤为，将无纺布膜固定于铸膜组件上，40kpa条件下倾倒S3中制备的铸膜液与无纺布膜表面，之后将无纺布膜烘干，得到改性壳聚糖醋酸盐膜；将所述改性壳聚糖醋酸盐膜浸泡于NaOH溶液中30-60min，用去离子水洗涤至中性后得到所述无纺布复合膜。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种基于聚丙烯无纺布的复合膜的制备方法，通过环氧基反应在壳聚糖中引入季铵基团，改善壳聚糖的成膜性和机械性能，同时将改性壳聚糖与聚丙烯共混制备季铵化壳聚糖-聚丙烯离子交换膜，所制备的膜结构均匀致密，吸附性能得到显著提高，对空气中的二氧化硫气体具有良好的吸附能力。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
S1、称取4g壳聚糖置于锥形瓶中，加入180mL 1％的醋酸溶液，磁力搅拌器搅拌30min后置于80℃水浴中，往锥形瓶内加入16g环氧丙基三甲基氯化铵，恒温条件下300r/min磁力搅拌8h；
往反应后溶液中加入无水乙醇，其中，无水乙醇与所述反应后溶液的体积比为1：3，静置10min后2000r/min离心，弃去上清液，沉淀用无水乙醇洗涤3次得到季铵化壳聚糖；
S2、将聚丙烯无纺布置于无水乙醇中浸泡20h，常温晾干后，将所述无纺布浸泡与50％戊二醇溶液中，60℃水浴中活化6h，活化结束后置于60℃烘箱中烘干，得到无纺布膜；
S3、将S1中制备的季铵化壳聚糖溶于去离子水中配制成2％浓度溶液，于改性壳聚糖溶液中加入0.5％的戊二醇溶液，调节pH为5，50℃水浴中反应60min，得到铸膜液；
S4、将无纺布膜固定于铸膜组件上，40kpa条件下倾倒S3中制备的铸膜液与无纺布膜表面，之后将无纺布膜置于60℃烘箱中干燥6h，得到改性壳聚糖醋酸盐膜；
将所述改性壳聚糖醋酸盐膜浸泡进入浓度为2％的NaOH溶液中处理30min， 用去离子水洗涤至中性后得到所述无纺布复合膜。
实施例2
S1、称取4g壳聚糖置于锥形瓶中，加入200mL 2％的醋酸溶液，磁力搅拌器搅拌40min后置于80℃水浴中，往锥形瓶内加入20g环氧丙基三甲基氯化铵，恒温条件下400r/min磁力搅拌9h；
往反应后溶液中加入无水乙醇，其中，无水乙醇与所述反应后溶液的体积比为1：3，静置20min后2000r/min离心，弃去上清液，沉淀用无水乙醇洗涤4次得到季铵化壳聚糖；
S2、将聚丙烯无纺布置于无水乙醇中浸泡24h，常温晾干后，将所述无纺布浸泡与50％戊二醇溶液中，60℃水浴中活化8h，活化结束后置于70℃烘箱中烘干，得到无纺布膜；
S3、将S1中制备的季铵化壳聚糖溶于去离子水中配制成2％浓度溶液，于改性壳聚糖溶液中加入0.5％的戊二醇溶液，调节pH为5，60℃水浴中反应80min，得到铸膜液；
S4、将无纺布膜固定于铸膜组件上，40kpa条件下倾倒S3中制备的铸膜液与无纺布膜表面，之后将无纺布膜置于60℃烘箱中干燥8h，得到改性壳聚糖醋酸盐膜；
将所述改性壳聚糖醋酸盐膜浸泡进入浓度为2％的NaOH溶液中处理60min，用去离子水洗涤至中性后得到所述无纺布复合膜。
实施例3
S1、称取4g壳聚糖置于锥形瓶中，加入190mL 1-2％的醋酸溶液，磁力搅拌器搅拌35min后置于80℃水浴中，往锥形瓶内加入16-20g环氧丙基三甲基氯化铵，恒温条件下350r/min磁力搅拌8.5h；
往反应后溶液中加入无水乙醇，其中，无水乙醇与所述反应后溶液的体积比为1：3，静置15min后2000r/min离心，弃去上清液，沉淀用无水乙醇洗涤3次得到季铵化壳聚糖；
S2、将聚丙烯无纺布置于无水乙醇中浸泡22h，常温晾干后，将所述无纺布浸泡与50％戊二醇溶液中，60℃水浴中活化7h，活化结束后置于65℃烘箱中烘干，得到无纺布膜；
S3、将S1中制备的季铵化壳聚糖溶于去离子水中配制成2％浓度溶液，于改性壳聚糖溶液中加入0.5％的戊二醇溶液，调节pH为5，55℃水浴中反应70min，得到铸膜液；
S4、将无纺布膜固定于铸膜组件上，40kpa条件下倾倒S3中制备的铸膜液与无纺布膜表面，之后将无纺布膜置于60℃烘箱中干燥7h，得到改性壳聚糖醋酸盐膜；
将所述改性壳聚糖醋酸盐膜浸泡进入浓度为2％的NaOH溶液中处理40min，用去离子水洗涤至中性后得到所述无纺布复合膜。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、配制壳聚糖溶液，并通过环氧基反应引入季铵基团，制备季铵化壳聚糖；
S2、用无水乙醇对聚丙烯无纺布去杂，并将去杂后的无纺布加入戊二醇溶液中活化；
S3、改性壳聚糖加入戊二醇溶液反应后制备铸膜液；
S4、制备改性壳聚糖醋酸盐膜并浸泡于碱性溶液中，洗涤后得到无纺布复合膜。
2.根据权利要求1所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述S1的具体步骤为，称取壳聚糖置于反应容器中中，加入1-2％的醋酸溶液，搅拌均匀后置于80℃水浴中，继续加入环氧丙基三甲基氯化铵，反应8-9h；反应结束后加入无水乙醇，静置后离心，沉淀用无水乙醇洗涤得到季铵化壳聚糖。
3.根据权利要求2所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述醋酸溶液的浓度为1-2％，壳聚糖与醋酸溶液的固液比为1：45-50。
4.根据权利要求2所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述环氧丙基三甲基氯化铵与壳聚糖的质量比为1：4-5。
5.根据权利要求1所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述S2的具体步骤为，将聚丙烯无纺布置于无水乙醇中浸泡20-24h，常温晾干后，将所述无纺布浸泡与50％戊二醇溶液中活化，烘干得到无纺布膜。
6.根据权利要求5所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述活化反应温度为60℃，活化时间为6-8h。
7.根据权利要求1所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述S3的具体步骤为，将S1中制备的季铵化壳聚糖配制成2％浓度溶液，于改性壳聚糖溶液中加入0.5％的戊二醇溶液，调节pH为5，50-60℃水浴中反应60-80min，得到铸膜液。
8.根据权利要求1所述的一种基于空气净化的无纺布复合膜的制备方法，其特征在于：所述S4的具体步骤为，将无纺布膜固定于铸膜组件上，40kpa条件下倾倒S3中制备的铸膜液与无纺布膜表面，之后将无纺布膜烘干，得到改性壳聚糖醋酸盐膜；将所述改性壳聚糖醋酸盐膜浸泡于NaOH溶液中30-60min，用去离子水洗涤至中性后得到所述无纺布复合膜。
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