CN106964264A - 具有超疏水透气性质的自支撑和含基底的pvdf膜 - Google Patents
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Abstract
本发明具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，制备步骤如下：配置铸膜液：于10ml有机溶剂中添加1.5g‑3.0g PVDF粉体；利用铸膜液于玻璃板上涂覆厚度为350‑450微米的涂覆层，后置于100％湿度的空气中0.5h；将的玻璃板置入去离子水中进行相转化，后以去离子水洗净并于空气中晾干，制备得到具有超疏水透气性质的PVDF膜。本发明利用价廉的聚偏氟乙烯作为疏水透气膜的主体材料，用蒸汽诱导相转化的方法，在膜材料的表面实现微纳结构的构筑，从而在赋予了聚偏氟乙烯较高孔隙率的同时，实现了膜表面的超疏水性质；制备工艺简单，原材料成本低，可以广泛应用在膜蒸馏、服饰、以及电子产品防水等诸多领域。
Description
技术领域
本发明涉及化学化工、功能材料技术领域，具体是一种具有超疏水透气性质的自支撑和含基底的PVDF膜。
背景技术
疏水多孔材料由于其具有良好的防水浸润性以及优异的透气性能，从而在膜蒸馏、电子器件表面防水、防水透气服饰等领域有着广泛地应用。然而，此前大多数的疏水透气材料主要基于聚四氟乙烯，通过双轴拉伸工艺制备而成，导致材料的成本高、成型工艺较难、空隙率低等缺点。从而制约了疏水透气膜材料在实际工业生产以及日常生活中的广泛应用。
因此，有必要提供一种具有超疏水透气性质的自支撑和含基底的PVDF膜。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其制备步骤如下：
1)配置铸膜液：于10ml有机溶剂中添加1.5g-3.0g PVDF粉体；
2)利用铸膜液于玻璃板上涂覆厚度为350-450微米的涂覆层，后置于100％湿度的空气中0.5h；
3)将步骤2)的玻璃板置入去离子水中进行相转化，后以去离子水洗净并于空气中晾干，制备得到具有超疏水透气性质的PVDF膜。
进一步的，步骤1)需于30℃-70℃温度下进行。
进一步的，步骤1)中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)。
进一步的，步骤2)前，需要将玻璃板置于去离子水和一次中进行超声清洗，后利用去离子水洗净后自然晾干。
进一步的，所述具有超疏水透气性质的PVDF膜由PVDF微球构成，PVDF微球的直径为0.01-10微米。
本发明的目的之二是提供一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：
一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其制备步骤如下：
1)配置铸膜液：于10ml有机溶剂中添加1.5g-3.0g PVDF粉体和基底；
2)利用铸膜液于玻璃板上涂覆厚度为350-450微米的涂覆层，后置于100％湿度的空气中0.5h；
3)将步骤2)的玻璃板置入去离子水中进行相转化，后以去离子水洗净并于空气中晾干，制备得到具有超疏水透气性质的PVDF膜。
进一步的，所述基底为纤维织物或尼龙、维纶、芳纶、涤纶等纤维织物网。
进一步的，步骤1)需于30℃-70℃温度下进行。
进一步的，步骤1)中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)。
进一步的，步骤2)前，需要将玻璃板置于去离子水和一次中进行超声清洗，后利用去离子水洗净后自然晾干。
进一步的，所述具有超疏水透气性质的PVDF膜由PVDF微球构成，PVDF微球的直径为0.01-10微米。
与现有技术相比，本发明的具有超疏水透气性质的自支撑和含基底的PVDF 膜，利用价廉的聚偏氟乙烯作为疏水透气膜的主体材料，用蒸汽诱导相转化的方法，在膜材料的表面实现微纳结构的构筑，从而在赋予了聚偏氟乙烯较高孔隙率的同时，实现了膜表面的超疏水性质；制备工艺简单，原材料成本低，所得到的多孔膜具有优异的疏水性质以及良好的透气性能，可以广泛应用在膜蒸馏、服饰、以及电子产品防水等诸多领域。
附图说明
图1是本发明的实施例1中在空气环境中的测量水滴在PVDF膜表面接触角的光学照片(液滴为3微升)。
图2是本发明的实施例1中PVDF膜截面的扫描电镜图片。
图3是本发明的实施例2中PVDF膜截面的扫描电镜图片。
图4是本发明的实施例6中PVDF膜截面的扫描电镜图片。
具体实施方式
实施例1：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取1.5g PVDF粉体，在75℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，参照图1所示，PVDF 膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃；同时可参照图2进行PVDF 膜截面的观察，可得出结论：PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在 0.01-10微米之间。
实施例2：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取1.5g PVDF粉体，在60℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，该膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃；同时可参照图3进行PVDF膜截面的观察可得出结论：PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在0.01-10微米之间。
实施例3：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取1.5g PVDF粉体，在45℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，该膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃，且PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在0.01-10微米之间。
实施例4：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取1.5g PVDF粉体，在30℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，该膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃且PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在0.01-10微米之间。
实施例5：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取3.0g PVDF粉体，在75℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，该膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃且PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在0.01-10微米之间。
实施例6：
本实施例展示一种具有超疏水透气性质的含基底的PVDF膜的制备方法，具体步骤如下：
(1).取1.5g PVDF粉体、15mg多壁碳纳米管(MWCNT)，在60℃下溶于10ml N-甲基吡咯烷酮，配制成铸膜液。
(2).将玻璃板分别浸入去离子水和乙醇中超声清洗，然后用去离子水洗净后自然晾干。
(3).在玻璃板上以步骤(1)中铸膜液涂覆约400微米厚度，置于100％湿度的空气中0.5h，然后放入去离子水中进行相转化，以去离子水洗净后，置于空气中晾干。
(4).用接触角测量仪测量步骤(3)中得到的PVDF膜，该膜表面在空气环境中对3微升水的接触角大于140℃；同时可参照图2进行PVDF膜截面的观察，可得出结论：PVDF膜由PVDF微球组成；PVDF微球的直径在0.01-10微米之间。
实施例1-6所展示的技术方案利用价廉的聚偏氟乙烯作为疏水透气膜的主体材料，用蒸汽诱导相转化的方法，在膜材料的表面实现微纳结构的构筑，从而在赋予了聚偏氟乙烯较高孔隙率的同时，实现了膜表面的超疏水性质。这一设计制备工艺简单，原材料成本低，所得到的多孔膜具有优异的疏水性质以及良好的透气性能，可以广泛应用在膜蒸馏、服饰、以及电子产品防水等诸多领域。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其特征在于：其制备步骤如下：
1)配置铸膜液：于10ml有机溶剂中添加1.5g-3.0g PVDF粉体；
2)利用铸膜液于玻璃板上涂覆厚度为350-450微米的涂覆层，后置于100％湿度的空气中0.5h；
3)将步骤2)的玻璃板置入去离子水中进行相转化，后以去离子水洗净并于空气中晾干，制备得到具有超疏水透气性质的PVDF膜。
2.根据权利要求1所述的一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其特征在于：步骤1)需于30℃-70℃温度下进行。
3.根据权利要求2所述的一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其特征在于：步骤1)中的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
4.根据权利要求2或3所述的一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其特征在于：步骤2)前，需要将玻璃板置于去离子水和一次中进行超声清洗，后利用去离子水洗净后自然晾干。
5.根据权利要求4所述的一种具有超疏水透气性质的自支撑PVDF膜，其特征在于：所述具有超疏水透气性质的PVDF膜由PVDF微球构成，PVDF微球的直径为0.01-10微米。
6.一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其特征在于：其制备步骤如下：
1)配置铸膜液：于10ml有机溶剂中添加1.5g-3.0g PVDF粉体和基底；
2)利用铸膜液于玻璃板上涂覆厚度为350-450微米的涂覆层，后置于100％湿度的空气中0.5h；
3)将步骤2)的玻璃板置入去离子水中进行相转化，后以去离子水洗净并于空气中晾干，制备得到具有超疏水透气性质的PVDF膜。
7.根据权利要求6所述的一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其特征在于：所述基底为纤维织物或尼龙、维纶、芳纶、涤纶等纤维织物网。
8.根据权利要求7所述的一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其特征在于：步骤1)需于30℃-70℃温度下进行；有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)。
9.根据权利要求7或8所述的一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其特征在于：步骤2)前，需要将玻璃板置于去离子水和一次中进行超声清洗，后利用去离子水洗净后自然晾干。
10.根据权利要求9所述的一种具有超疏水透气性质的含基底PVDF膜，其特征在于：所述具有超疏水透气性质的PVDF膜由PVDF微球构成，PVDF微球的直径为0.01-10微米。
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