一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法技术

本发明专利技术公开了一种PVDF

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法


[0001]本专利技术属于双层复合膜制备
，具体为一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法。

技术介绍

[0002]PVDF膜即聚偏二氟乙烯膜（polyvinylidene fluoride）是蛋白质印迹法中常用的一种固相支持物。PVDF膜是疏水性的，膜孔径有大有小，随着膜孔径的不断减小，膜对低分子量的蛋白结合就越牢固，PVC主要成分为聚氯乙烯，为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。
[0003]但是常见的膜表面抗摩擦性能测试时，双层膜表面摩擦后容易脱落；扫描电镜的结果显示PVDF/PVC双层膜的表面被微球的覆盖。但是微球的分布不均匀，为更好构建疏水性的膜表面，应该深入探究膜表面粗糙度构成机制，提高膜表面粗糙度的构建可控性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案如下：一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法，所述PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法包括以下步骤：S1:先进行PVDF/PVC双层超疏水复合膜的制备，为了得到具有高机械性能超疏水复合膜，设计在机械性能较强的M-12复合膜表面上复合一层低浓度PVDF/PVC铸膜液即双层复合膜；涂覆层选择铸膜液的浓度2.50wt%和4.50wt% (分别简写M-12-2和M-12-4) PVDF/PVC；S2:进行溶解剂浓度的选择，通过文献检索发现低聚合度的聚乙二醇可以缓解PVDF和PVC在DMF中的溶解性，所以选择聚乙二醇200(PG)抗溶解剂；S3:涂覆层材料的溶解实验：铸膜剂为DMF，抗溶解剂为聚乙二醇200(PG)，涂覆层的铸膜液浓度为2.50%和4.50wt% PVDF/PVC(85/15)；实验分别配制PG：DMF为12:91、16:85、20:80、25:75、30:70、37:68、65:65七组溶液置于瓶中；为了确保铸膜液浓度为2.50%和4.50wt% PVDF/PVC(85/15)涂覆层材料的都可以溶解，所以选择铸膜液浓度为4.50wt% PVDF/PVC(85/15)作为涂覆层材料进行溶解实验；S4:配制铸膜液浓度为4.50wt%PVDF/PVC(85/15)粉末分别置于七组溶液中，放入水浴锅中，将水浴锅的从30℃阶段升温到40℃、50℃、65℃；观察粉末的溶解情况；从实验结果可以看出为了可以溶解4.50wt%PVDF/PVC(85/15)粉末聚乙二醇比例不能大于35%；S5:选择涂覆层溶解和基膜的展开比较适合的温度和溶剂(PG/DMF比例)，在温度50℃，PG/DMF为30/70时可以将涂覆层材料溶解而不溶解基膜，在温度65℃，PG/DMF为35/65时可以将涂覆层材料溶解而不溶解基膜；在双层膜制备时为了防止基膜在遇到溶剂瞬间发生变形，出现局部收缩变形，在基膜刮膜前一般选择铸膜剂预先展开；
S6:选择温度为50℃，PG/DMF比为30/70的为基膜展开的条件；为了降低PG在溶解涂覆层材料时的用量，选择溶解涂覆层材料PG/DMF溶剂比例分别20/80、25/75和30/70(PG-20、PG-25、PG-30)，从而减少PG的用量；S7:以铸膜液浓度为12wt%制备的PVDF/PVC复合膜为基膜，基膜展开后，在40℃下，向PVDF/PVC基膜上涂覆铸膜液浓度为4.50wt%的PVDF/PVC涂覆层，制备的PVDF/PVC双层膜其接触角可达到150.4
°
；通过SEM分析超疏水双层膜的表面形貌，发现PVDF/PVC双层膜表面被交联微球覆盖；S8:为了防止基膜在遇到溶剂变形，同时希望基膜表面高分子聚合物PVDF和PVC在展开剂有一定的伸展，为后面增加双层之间的牢固性，设计基膜展开实验；低聚合度的聚乙二醇可以缓解PVDF和PVC在中的溶解性，所以选择抗溶解剂，实验结果显示基膜展开的溶剂为聚乙二醇200(PG)占DMF和PG比例为30%时（PG-30）对基膜的溶解和展开效果较好明显；S9:用PG-20、PG-25、PG-30为铸膜剂配制4.50wt%PVDF/PVC(85:15)涂覆层材料的铸膜液各4瓶，铸膜液分别65℃、55℃、45℃和35℃下涂覆在基上膜刮膜，55℃、45℃和35℃铸膜液可以通过恒温槽控制温度；PG-30为基膜展开溶剂，共制备了12张双层复合膜；刮膜完成后使其浸入纯净水中，待膜完全脱离刮模板，将膜浸入乙醇溶液中30分钟，而后在超声清洗机中恒温65℃超声30分钟，取出用纯净水洗去乙醇，使其自然晾干，在真空干燥箱控温65℃条件下干燥8小时，待备用；S10:测试制备的双层膜的接触角，在PG-20、PG-25、PG-30铸膜液PVDF/PVC浓度为4.50wt%时的双层膜接触角变化幅度较大；在PG-30为基膜的展开剂，PG-20为铸膜剂，铸膜液浓度为4.50wt%PVDF/PVC涂覆层，在铸膜液40℃下刮膜制备的双层膜的接触角最大，其值为150.4
°
，而当制膜温度在50℃和65℃，接触角却有所下降，推测可能是4.50wt%铸膜液所带的热量过大，对刮膜时溶解部分基膜，扩大膜孔径，降低了膜的疏水性能；S11:涂覆层铸膜液浓度为4.50wt% PVDF/PVC条件下制备的双层膜，接触角大于150
°
，显示出超疏水性；对其进行SEE测试，研究该超疏水双层膜的表面形貌；发现涂覆层铸膜液为4.50wt%PVDF/PVC制备的双层膜表面被交联微球覆盖；球的平均直径约为100 nm，纳米级的微球分布在双层膜的微结构表面；S12:作为半结晶的PVDF在相分离过程中的沉淀由液-液分相和固液分相控制，伴随着结晶的交联球晶结构；当铸膜液浓度为4.50wt%PVDF-PVC涂覆层浸入凝固浴水中，由于聚合物浓度低，涂覆层/浴界面处溶剂DMF和非溶剂水迅速互相传质，导致铸膜液中非溶剂浓度达到了液液分相的要求，于是涂覆层的铸膜液发生瞬时液液分相；虽然从热力学角度液固分相有优势发生，但是在低聚合物浓度的铸膜液中生成液核比生成晶核要快得多，液液分相占到主导地位，液液分相进行时，部分晶核生长较慢，形成纳米级的交联球形颗粒,从而得到制得的双层复合膜在一优选的实施方式中，所述步骤S1中，PVDF/PVC复合膜性能研究结果显示，铸膜液浓度为4.50wt%制备的PVDF/PVC复合膜的接触角可以达到150以上，达到了超疏水的效果，但是铸膜液浓度为4.50wt%制备的PVDF/PVC复合膜机械性能较差；铸膜液浓度为12%制备的PVDF/PVC复合膜(M-12)的有较高的机械性能。
[0006]在一优选的实施方式中，所述步骤 S2中，PG的浓度还有待考察，要满足可以溶解涂覆层的材料，同时尽可能不溶解PVDF/PVC基膜。
[0007]在一优选的实施方式中，所述步骤S6中，为了扩展双层复合膜的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法，其特征在于：所述PVDF-PVC超疏水双层复合膜制备方法包括以下步骤：S1:先进行PVDF/PVC双层超疏水复合膜的制备，为了得到具有高机械性能超疏水复合膜，设计在机械性能较强的M-12复合膜表面上复合一层低浓度PVDF/PVC铸膜液即双层复合膜；涂覆层选择铸膜液的浓度2.50wt%和4.50wt% (分别简写M-12-2和M-12-4) PVDF/PVC；S2:进行溶解剂浓度的选择，通过文献检索发现低聚合度的聚乙二醇可以缓解PVDF和PVC在DMF中的溶解性，所以选择聚乙二醇200(PG)抗溶解剂；S3:涂覆层材料的溶解实验：铸膜剂为DMF，抗溶解剂为聚乙二醇200(PG)，涂覆层的铸膜液浓度为2.50%和4.50wt% PVDF/PVC(85/15)；实验分别配制PG：DMF为12:91、16:85、20:80、25:75、30:70、37:68、65:65七组溶液置于瓶中；为了确保铸膜液浓度为2.50%和4.50wt% PVDF/PVC(85/15)涂覆层材料的都可以溶解，所以选择铸膜液浓度为4.50wt% PVDF/PVC(85/15)作为涂覆层材料进行溶解实验；S4:配制铸膜液浓度为4.50wt%PVDF/PVC(85/15)粉末分别置于七组溶液中，放入水浴锅中，将水浴锅的从30℃阶段升温到40℃、50℃、65℃；观察粉末的溶解情况；从实验结果可以看出为了可以溶解4.50wt%PVDF/PVC(85/15)粉末聚乙二醇比例不能大于35%；S5:选择涂覆层溶解和基膜的展开比较适合的温度和溶剂(PG/DMF比例)，在温度50℃，PG/DMF为30/70时可以将涂覆层材料溶解而不溶解基膜，在温度65℃，PG/DMF为35/65时可以将涂覆层材料溶解而不溶解基膜；在双层膜制备时为了防止基膜在遇到溶剂瞬间发生变形，出现局部收缩变形，在基膜刮膜前一般选择铸膜剂预先展开；S6:选择温度为50℃，PG/DMF比为30/70的为基膜展开的条件；为了降低PG在溶解涂覆层材料时的用量，选择溶解涂覆层材料PG/DMF溶剂比例分别20/80、25/75和30/70(PG-20、PG-25、PG-30)，从而减少PG的用量；S7:以铸膜液浓度为12wt%制备的PVDF/PVC复合膜为基膜，基膜展开后，在40℃下，向PVDF/PVC基膜上涂覆铸膜液浓度为4.50wt%的PVDF/PVC涂覆层，制备的PVDF/PVC双层膜其接触角可达到150.4
°
；通过SEM分析超疏水双层膜的表面形貌，发现PVDF/PVC双层膜表面被交联微球覆盖；S8:为了防止基膜在遇到溶剂变形，同时希望基膜表面高分子聚合物PVDF和PVC在展开剂有一定的伸展，为后面增加双层之间的牢固性，设计基膜展开实验；低聚合度的聚乙二醇可以缓解PVDF和PVC在中的溶解性，所以选择抗溶解剂，实验结果显示基膜展开的溶剂为聚乙二醇200(PG)占DMF和PG比例为30%时（PG-30）对基膜的溶解和展开效果较好明显；S9:用PG-20、PG-25、PG-30为铸膜剂配制4.50wt%PVDF/PVC(85:15)涂覆层材料的铸膜液各4瓶，铸膜液分别65℃、55℃、45℃和35℃下涂覆在基上膜刮膜，55℃、45℃和35℃铸膜液可以通过恒温槽控制温度；PG-30为基膜展开溶剂，共制备了12张双层复合膜；刮膜完成后使其浸入纯净水中，待膜完全脱离刮模板，将膜浸入乙醇溶液中30分钟，而后在超声清洗机中恒温65℃超声30...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大帅，史载锋，张小朋，祁晓炜，李晨，林晓雪，张妍，
申请(专利权)人：海南师范大学，
类型：发明
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