CN108744999A - 一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法 - Google Patents

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郑徽
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Abstract

本发明公开了一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，属于聚合物改性领域。先制备不同目数植物颗粒，再使植物颗粒与聚偏氟乙烯共混，然后采用浸没沉淀相转化技术制得所述亲水性抗污染植物颗粒共混膜。本发明的制备方法绿色环保，工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的亲水性抗污染植物颗粒共混膜具有良好的亲水和抗污染性能，并且膜的渗透性能得到极大的改善。

Description

一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，属于聚合物改性领域。
背景技术
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种常用的合成聚合物膜的成膜材料，具有良好的机械性能、热稳定性、耐溶剂性以及耐微生物腐蚀性。但由于其低表面能和强疏水性的性质导致它的抗污染性和生物相容性较差，由其制备的聚合物多孔膜在实际应用中容易引起非特异性蛋白质吸附，限制了膜的多方面的应用。PVDF膜的改性方法很多，物理共混改性是其中一种很重要的方法。目前物理共混改性主要分为两类：一类是将无机亲水颗粒与PVDF共混，另一类是将有机亲水大分子与PVDF共混。但无机纳米颗粒易在共混过程中产生团聚，逸出的无机颗粒对人体具有一定的危害性，而且有机亲水大分子的制备过程复杂等，这在一定程度上限制了这些技术的应用。植物茎杆由纤维素，半纤维素和木质素组成，含有丰富的亲水羟基基团。本发明利用废弃的植物茎杆叶经粉碎得到的植物颗粒与聚偏氟乙烯简单共混，将得到的均匀铸膜液经过浸没沉淀相转化制的亲水性抗污染植物颗粒共混膜。这是一种非常简单的改性方法，无需昂贵的仪器，增加对废弃自然资源的利用率，绿色环保，对人体无伤害。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法。本发明的制备方法绿色环保，工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备出的亲水性抗污染植物颗粒共混膜具有良好的亲水和抗污染性能，且对人体没有伤害。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，先制备一定目数的植物颗粒，然后将其共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法得到一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜；具体包括以下步骤：
1) 植物颗粒的制备
将植物茎叶放入沸水中煮2-5小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出100-400目之间的颗粒，再经过滤、水洗、干燥得植物颗粒，备用；
2) 亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备
将聚偏氟乙烯粉末溶于二甲基乙酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，配成质量分数10％-20％的聚偏氟乙烯溶液，加入步骤1)制得的植物颗粒，70-75℃搅拌均匀，溶液脱泡，60-65℃刮膜，去除溶剂晾干制得亲水性抗污染植物颗粒共混膜。
步骤1)所述的植物颗粒的原料来源包括木瓜茎叶，棕榈茎叶，龙眼茎叶等。
步骤2)所述的聚偏氟乙烯粉末与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1-3:1。
步骤2)所述的聚偏氟乙烯粉末与植物颗粒的质量比为4:1-20:1。
与现有技术相比，本发明创新性地利用废弃植物颗粒共混改性聚偏氟乙烯，该方法制备的亲水性抗污染植物颗粒共混膜及其制备方法具有以下优点：
1）制备的膜具有良好的亲水抗污染性能；
2）工艺简单，易于操作；
3）对设备要求低，易于工业化实施；
4）改性材料绿色环保，对人体没有伤害；
5）增加自然资源的利用率。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明。但具体实施例不限制本发明权利要求。
实施例1
1) 植物颗粒的制备：将木瓜茎叶放入沸水中煮2小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出100目的颗粒，过滤水洗干燥得备用植物颗粒；
2) 植物颗粒共混膜的制备：将1.9 g聚偏氟乙烯粉末溶于12.5 mL二甲基乙酰胺和1.3g聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，加入0.1g 100目植物颗粒，70℃搅拌均匀，溶液脱泡，60℃刮膜，去除溶剂晾干得植物颗粒共混膜。
对比实验未经共混改性的PVDF原膜与水的接触角达到89°，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至65°，并且接触角随时间迅速下降，至150秒只有20°。用牛血清蛋白（BSA)作为污染物，测定得到膜的抗污染性能大大提高。蛋白质（BSA）污染后，膜的水通量恢复率达到85％。
实施例2
1) 植物颗粒的制备：将棕榈茎叶放入沸水中煮3小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出200目的颗粒，过滤水洗干燥得备用植物颗粒；
2) 植物颗粒共混膜的制备：将1.9 g聚偏氟乙烯粉末溶于12.5 mL二甲基乙酰胺和1.3g聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，加入0.1g 200目植物颗粒，70℃搅拌均匀，溶液脱泡，60℃刮膜，去除溶剂晾干得植物颗粒共混膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至55°，并且接触角随时间迅速下降，至150秒只有17°。用牛血清蛋白（BSA)作为污染物，测定得到膜的抗污染性能大大提高。蛋白质（BSA）污染后，膜的水通量恢复率达到88％。
实施例3
1) 植物颗粒的制备：将龙眼茎叶放入沸水中煮3小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出400目的颗粒，过滤水洗干燥得备用植物颗粒；
2) 植物颗粒共混膜的制备：将1.9 g聚偏氟乙烯粉末溶于12.5 mL二甲基乙酰胺和1.3g聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，加入0.1g 400目植物颗粒，70℃搅拌均匀，溶液脱泡，60℃刮膜，去除溶剂晾干得植物颗粒共混膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至50°，并且接触角随时间迅速下降，至150秒只有15°。用牛血清蛋白（BSA)作为污染物，测定得到膜的抗污染性能大大提高。蛋白质（BSA）污染后，膜的水通量恢复率达到90％。
实施例4
1) 植物颗粒的制备：将棕榈茎叶放入沸水中煮3小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出400目的颗粒，过滤水洗干燥得备用植物颗粒；
2) 植物颗粒共混膜的制备：将1.8 g聚偏氟乙烯粉末溶于12.5 mL二甲基乙酰胺和1.3g聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，加入0.2g 400目植物颗粒，70℃搅拌均匀，溶液脱泡，60℃刮膜，去除溶剂晾干得植物颗粒共混膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至45°，并且接触角随时间迅速下降，至120秒只有15°。用牛血清蛋白（BSA)作为污染物，测定得到膜的抗污染性能大大提高。蛋白质（BSA）污染后，膜的水通量恢复率达到92％。
实施例5
1) 植物颗粒的制备：将棕榈茎叶放入沸水中煮3小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出400目的颗粒，过滤水洗干燥得备用植物颗粒；
2) 植物颗粒共混膜的制备：将1.6 g聚偏氟乙烯粉末溶于12.5 mL二甲基乙酰胺和1.3g聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，加入0.4g 400目植物颗粒，70℃搅拌均匀，溶液脱泡，60℃刮膜，去除溶剂晾干得植物颗粒共混膜。
经检测，本实施例经共混改性后PVDF膜与水的接触角下降至40°，并且接触角随时间迅速下降，至120秒只有12°。用牛血清蛋白（BSA)作为污染物，测定得到膜的抗污染性能大大提高。蛋白质（BSA）污染后，膜的水通量恢复率达到95％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：制备植物颗粒，然后将其共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法制得所述亲水性抗污染植物颗粒共混膜。
2.根据权利要求1所述的亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：
1) 植物颗粒的制备
将植物茎叶放入沸水中煮2-5小时，过滤除杂，80℃干燥，用搅拌机将植物粉碎，用标准检验筛筛出一定目数的颗粒，再经过滤、水洗和干燥后得到植物颗粒，备用；
2) 亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备
将聚偏氟乙烯粉末溶于二甲基乙酰胺和聚乙烯吡咯烷酮的混合液中，配成聚偏氟乙烯溶液，加入步骤1)制得的植物颗粒，70-75℃搅拌均匀，溶液脱泡，60-65℃刮膜，去除溶剂晾干制得所述亲水性抗污染植物颗粒共混膜。
3.根据权利要求2所述的一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的植物颗粒的原料来源包括木瓜茎叶、棕榈茎叶和龙眼茎叶。
4.根据权利要求2所述的一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：步骤1)中所述的植物颗粒目数在100-400目之间。
5.根据权利要求2所述的一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的聚偏氟乙烯溶液中，聚偏氟乙烯的质量分数为10％-20％。
6.根据权利要求2所述的一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中，所述的聚偏氟乙烯粉末与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:1-3:1。
7.权利要求2所述的一种亲水性抗污染植物颗粒共混膜的制备方法，其特征在于：步骤2)中所述的聚偏氟乙烯粉末与植物颗粒的质量比为4:1 -20:1。
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