一种自支持膜的制备方法

一种自支持膜的制备方法

技术领域

本发明属于制膜技术领域，具体涉及一种自支持膜的制备方法。

背景技术

随着对膜需求的不断提高，自支持膜因其具有的高柔韧性、极大的宽高比等优点受到越来越多科学家的关注，它在高强度膜、导电膜、分离膜、催化膜、传感器等方面有着极大的应用前景。

迄今为止，已有多种主流制备自支持膜的方法如牺牲层法、溶去基底法、界面法、直接剥离法等被普遍应用，但上述技术或多或少地具有制备过程复杂，对膜的稳定性、种类与组装条件要求很高，制备面积受限制等缺点，使得目前自支持膜制备效率不高、选择性窄，有着较大局限性。

本技术选择用饱和NaCl溶液通过透析方法制备单层、双层和复合自支持膜。解决了原有技术基础上的制备过程复杂、对基底选择性高、制备面积受限制等缺点，在未来的自支持膜的制备与应用领域中起到重要作用。

发明内容

为解决现有技术问题，本发明提供一种自支持膜的制备方法。

本发明所述的一种自支持膜的制备方法，其步骤和条件如下：

本发明有关缩写的中文名称：PVAc为聚醋酸乙烯酯乳液，PVA为聚乙烯醇，OP-10为聚氧乙烯辛基苯酚醚-10，SDS为十二烷基磺酸钠，KPS为过硫酸钾，VAc为醋酸乙烯酯，DBP为邻苯二甲酸二丁酯。906为丙烯酸增粘乳液。

本发明提供的一种在金属表面电致沉积制备乳胶膜的方法，步骤和条件如下：

所用乳液有两种，其中一种是906乳液，另一种是PVAc乳液，906乳液从市场上购买，PVAc乳液是本发明自制的乳液，具体方法如下：

(1)906乳液

906乳液从四会市邦得利化工有限公司购买，其pH值为4.0–7.0，固含量为52.0±2.0，粘度为300–1000cps。

(2)PVAc乳液的制备

室温下，在反应器中放入3g的PVA和27g的去离子水，加热90℃溶解，制得PVA溶液。然后再将12mL的去离子水，0.8mL的OP-10，0.25g的SDS，2mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS溶液，5mL的Vac加入到溶液中，在70℃的水浴中回流搅拌，反应时间为1h。然后在反应液中交替加入27mL的VAc和6mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS，滴加时间为2h。紧接着提高温度至90℃，无回流时反应结束，冷却至50℃，把pH调节到5。最后在容器中放入9g的DBP，反应30min后得到PVAc乳液。

(3)基底的清洁处理

本发明用来制备自支持膜的基底是选用能截留分子量8000–14000的透析膜。将透析膜置于体积比为1:1的无水乙醇与水混合溶液中，加热至80℃煮沸溶液40min，再用去离子水冲洗干净备用；

将饱和NaCl溶液加入到容器中，之后将处理后的透析膜置于饱和NaCl溶液表面，使其漂浮，然后将此容器置于密闭装置中。

(4)单层自支持膜的制备

将乳液涂在透析膜表面，待1–30min后，即可制备厚度为68±8.36–568±60.6μm的单层自支持膜。

(5)双层自支持膜的制备

将乳液涂在透析膜表面，待1–30min后，即可制备厚度为68±8.36–568±60.6μm的单层自支持膜，然后在单层自支持膜的表面涂上另一种乳液，待1–30min后，即可制备厚度为170±23–1254±72.3μm的双层自支持膜。

(6)复合自支持膜的制备

将两种相容性好的乳液按体积比为1：1的比例混合在一起，搅拌48h，使其均匀混合在一起。然后将混合后的乳液涂在透析膜上进行透析，即可制备复合自支持膜。

具体实施方式

以下通过一些实例来进一步阐明本发明的具体实施和结果，而不是要用这些实例来限制本发明。

实施例1一种自支持膜的制备方法，所述乳液是PVAc，制备的步骤和条件如下：

(1)PVAc乳液的制备

室温下，首先将3g的PVA和27g的去离子水置于四口烧瓶中，90℃加热溶解，得到PVA溶液，然后依次加入12mL的去离子水，0.8mL的OP-10，0.25g的SDS，2mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS溶液，5mL的VAc，在70℃的水浴中回流搅拌反应1h。然后，将27mL的VAc和6mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS交替加入到反应液中，2h内滴加完。接下来升温至90℃，反应至无回流后冷却至50℃。调节pH为5。最后加入9g的DBP，反应30min。制得PVAc乳液。

(2)基底的清洁处理

本发明用来制备自支持膜的基底是选用能截留分子量8000–14000的透析膜。将透析膜置于体积比为1:1的无水乙醇与水混合溶液中，加热至80℃煮沸溶液40min，再用去离子水冲洗干净备用；

将饱和NaCl溶液加入到容器中，之后将处理后的透析膜置于饱和NaCl溶液表面，使其漂浮，然后将此容器置于密闭装置中。

(3)单层自支持膜的制备

将PVAc涂在透析膜表面，1min后，即可制备厚度为88±14.83μm的单层PVAc自支持膜。

实施例2一种自支持膜的制备方法，所述乳液是PVAc与906，制备的步骤和条件如下：

(1)PVAc乳液的制备

室温下，首先将3g的PVA和27g的去离子水置于四口烧瓶中，90℃加热溶解，得到PVA溶液，然后依次加入12mL的去离子水，0.8mL的OP-10，0.25g的SDS，2mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS溶液，5mL的VAc，在70℃的水浴中回流搅拌反应1h。然后，将27mL的VAc和6mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS交替加入到反应液中，2h内滴加完。接下来升温至90℃，反应至无回流后冷却至50℃。调节pH为5。最后加入9g的DBP，反应30min。制得PVAc乳液。

(2)基底的清洁处理

本发明用来制备自支持膜的基底是选用能截留分子量8000–14000的透析膜。将透析膜置于体积比为1:1的无水乙醇与水混合溶液中，加热至80℃煮沸溶液40min，再用去离子水冲洗干净备用；

将饱和NaCl溶液加入到容器中，之后将处理后的透析膜置于饱和NaCl溶液表面，使其漂浮，然后将此容器置于密闭装置中。

(3)双层自支持膜的制备

将906乳液涂在透析膜表面，1min后，即可制备厚度为68±8.36μm的单层自支持膜，然后在单层自支持膜的表面涂上PVAc，1min后，即可制备厚度为176±11.40μm的双层自支持膜。

实施例3一种自支持膜的制备方法，所述乳液是PVAc与906，制备的步骤和条件如下：

(1)PVAc乳液的制备

室温下，首先将3g的PVA和27g的去离子水置于四口烧瓶中，90℃加热溶解，得到PVA溶液，然后依次加入12mL的去离子水，0.8mL的OP-10，0.25g的SDS，2mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS溶液，5mL的VAc，在70℃的水浴中回流搅拌反应1h。然后，将6mL的质量体积浓度为10mg/mL的KPS和27mL的VAc交替加入到反应液中，2h内滴加完。接下来升温至90℃，反应至无回流后冷却至50℃。调节pH为5。最后加入9g的DBP，反应30min。制得PVAc乳液。

(2)基底的清洁处理

本发明用来制备自支持膜的基底是选用能截留分子量8000–14000的透析膜。将透析膜置于体积比为1:1的无水乙醇与水混合溶液中，加热至80℃煮沸溶液40min，再用去离子水冲洗干净备用；

将饱和NaCl溶液加入到容器中，之后将处理后的透析膜置于饱和NaCl溶液表面，使其漂浮，然后将此容器置于密闭装置中。

(3)复合自支持膜的制备

将PVAc与906按体积比为1：1的比例混合在一起，搅拌48h，使其均匀混合在一起。然后将混合后的乳液涂在透析膜上进行透析，即可制备厚度为900±190μm的复合自支持膜。