一种超疏水聚氯乙烯膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于功能材料技术领域，具体地本发明专利技术涉及一种超疏水聚氯乙烯膜及其制备方法。根据本发明专利技术的超疏水聚氯乙烯膜，其表面具有丝节交织的结构，所述丝的直径为１００ｎｍ～５００ｎｍ；所述结呈球状或梭形，直径为１μｍ～８μｍ，小球表面呈多孔结构；膜与水的接触角为１５０°～１７０°，水滴在材料表面滚动角小于１０°。本发明专利技术通过静电纺丝方法制备出超疏水的聚氯乙烯膜，无需任何修饰，接触角大于１５０°，滚动角小于１０°，具有很好的超疏水性能，且形貌可控，可以纺成微球和丝梭形相间的结构，且结构稳定，厚度可控，无需昂贵的生产设备，常温即可进行，易规模化，具有良好的应用价值。为扩大塑料的应用领域提供新的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料
，具体地本专利技术涉及一种超疏水聚氯乙烯膜及其制 备方法。
技术介绍
超疏水材料由于其表面的自清洁效应引起人们的广泛关注，构建超疏水材料通常 通过两个方法一是构筑表面的微纳米粗糙结构，二是在粗糙表面修饰低表面能的物质。聚氯乙烯(PVC)是五大热塑性合成树脂之一，是世界上第二大通用塑料，来源丰 富，价格低廉，应用广泛，主要用于建筑材料、包装材料、电子材料、日用消费品等，在工业、 农业、建筑、交通运输、电力电讯和包装等各个领域获得了广泛的应用。聚氯乙烯(PVC)可 以制作成管材、薄膜等。但PVC的易老化、热稳定性和冲击性能均较差，使其应用受到很大 限制。PVC建筑膜材随着表面增塑剂的迁移和紫外线的照射，膜面易沾污，影响膜材的美观 及使用寿命。超疏水的聚氯乙烯膜，可以使聚氯乙烯具备防污自清洁效应，也可以用于无损 失液体传输，提高聚氯乙烯的功能。中国专利技术专利申请(CN1621434A)公开了一种用溶剂-沉淀剂相转化法制备超疏 水多孔聚氯乙烯膜的制备方法，该膜表面呈球状颗粒，是一种多孔结构疏松的膜。该方法将 聚氯乙烯树脂配成溶液，在基质表面涂沉淀剂，将聚氯乙烯溶液涂于基质表面，通过真空干 燥使溶剂和沉淀剂挥发，得到超疏水的多孔聚氯乙烯膜，该方法得到的膜具有较好的超疏 水性，但是由于该方法中真空干燥对膜的浸润性影响非常关键，而真空干燥相对来说比较 麻烦，不易控制。
技术实现思路
因此，为了解决上述问题本专利技术的专利技术人提出并完成了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种超疏水聚氯乙烯膜。本专利技术的再一目的是提供一种制备一种超疏水聚氯乙烯膜的方法。根据本专利技术的超疏水聚氯乙烯膜，其表面具有丝节交织的结构，所述丝的直径为 IOOnm 500nm ；所述结呈球状或梭形，直径为1 μ m 8 μ m，小球表面呈多孔结构；膜与水 的接触角为150° 170°，水滴在材料表面接触角小于10°。根据本专利技术的超疏水聚氯乙烯膜，其中，聚氯乙烯的分子量为40000 150000。根据本专利技术的制备超疏水聚氯乙烯膜的方法，包括以下步骤1)将聚氯乙烯溶于溶剂中，配成浓度为3 15wt%、优选7% 12%质量浓度的 纺丝溶液，超声混勻；以及2)将溶液装入纺丝装置的给液装置中，纺丝距离控制在8 20cm、优选11 18cm，开启高压电源，将纺丝电压控制在10 40kv、优选16 35kv，聚氯乙烯电纺液从喷 射装置喷出，并在喷丝口处形成Taylor锥，随后溶剂挥发，在接收基质上得到固化的超疏 水聚氯乙烯膜。根据本专利技术的方法，其中，所述聚氯乙烯的分子量为40000 150000。根据本专利技术的方法，其中，溶解聚氯乙烯的溶剂为四氢呋喃，四氢呋喃和N，N-二 甲基甲酰胺的混合溶剂，四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂，其中所述四氢 呋喃和N，N-二甲基甲酰胺的体积比为1 1 5 1 ；所述四氢呋喃与丙酮的体积比为 1 1 5 1 ；四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺和丙酮的体积比为5 5 1 1 1 1。根据本专利技术的方法，其中，所述接收基质为金属膜，金属板，金属网，或在其上加载 不导电的接收器。通过静电纺丝方法，制备出超疏水的聚氯乙烯膜，无需任何修饰，接触角大于 150°，滚动角小于10°，具有很好的超疏水性能，且形貌可控，可以纺成微球和丝梭形相间 的结构，且结构稳定，厚度可控，无需昂贵的生产设备，常温即可进行，易规模化，具有良好 的应用价值。为扩大塑料的应用领域提供新的途径。附图说明图1为实施例1制备的超疏水聚氯乙烯的扫描电镜照片；图2为实施例1制备的超疏水聚氯乙烯的接触角照片。具体实施例方式实施例1800mgSG-5型聚氯乙烯(78000)溶于IOml四氢呋喃中(浓度为8wt% )，超声混 勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头和结收装置距离为11cm，用锡纸做接受基质，开启 高压电源，将电压控制在18kv，纺丝液从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪 测其浸润性，所得膜与水滴接触角为155° 士5°，滚动角小于5°，电镜表明聚氯乙烯表面 呈丝节交织的结构，其中丝的直径IOOnm 200nm，结为球形或梭形，直径在1 5 μ m。实施例2300mgSG-5型聚氯乙烯溶于IOml四氢呋喃和N，N- 二甲基甲酰胺的混合溶剂中 (THF DMF=I 1)(浓度为3wt% )，超声混勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头 和结收装置距离为8cm，用金属膜做接受基质，开启高压电源，将电压控制在10kv，纺丝液 从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪测其浸润性，所得膜与水滴接触角为 150° 士3°，滚动角小于9°，电镜表明聚氯乙烯表面呈丝节交织的结构，其中丝的直径 IOOnm 300nm，结为球形或梭形，直径在1 5 μ m。实施例31500mgSG-5型聚氯乙烯溶于IOml四氢呋喃、N，N- 二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶 剂(1 1 1)(浓度为15wt%)，超声混勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头和结收装 置距离为20cm，用金属膜上加载玻璃做接受基质，开启高压电源，将电压控制在40kv，纺丝 液从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪测其浸润性，所得膜与水滴接触角 为170° 士2°，滚动角小于8°，电镜表明聚氯乙烯表面呈丝节交织的结构，其中丝的直径 300nm 500nm，结为球形或梭形，直径在5 8 μ m。实施例4700mgSG-8型聚氯乙烯溶于IOml四氢呋喃和N，N- 二甲基甲酰胺的混合溶剂中(THF DMF=I 1)(浓度为7wt% )，超声混勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头 和结收装置距离为8cm，用金属膜做接受基质，开启高压电源，将电压控制在35kv，纺丝液 从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪测其浸润性，所得膜与水滴接触角为 156° 士3°，滚动角小于9°，电镜表明聚氯乙烯表面呈丝节交织的结构，其中丝的直径 IOOnm 300nm，结为球形或梭形，直径在1 5 μ m。实施例5600mg p-1800型聚氯乙烯溶于IOml四氢呋喃、N, N- 二甲基甲酰胺和丙酮的混 合溶剂中(5 5 1)(浓度为6wt%)，超声混勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头 和结收装置距离为8cm，用金属膜做接受基质，开启高压电源，将电压控制在10kv，纺丝液 从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪测其浸润性，所得膜与水滴接触角为 153° 士3°，滚动角小于9°，电镜表明聚氯乙烯表面呈丝节交织的结构，其中丝的直径 IOOnm 300nm，结为球形或梭形，直径在1 5 μ m。实施例61200mg p-2500型聚氯乙烯溶于IOml四氢呋喃、N, N- 二甲基甲酰胺和丙酮的混 合溶剂中(5:3: 1)(浓度为12wt%)，超声混勻，将纺丝液放入给液装置中，调整喷头 和结收装置距离为18cm，用金属膜做接受基质，开启高压电源，将电压控制在16kv，纺丝 液从喷头喷出，在接收装置固化。用光学接触角测定仪测其浸润性，所得膜与水滴接触角 为154° 士2°，滚动角小于9°，电镜表明聚氯乙烯表面呈丝节交织的结构，其中丝的直径 IOOnm 300nm，结为球形或梭形，直径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超疏水聚氯乙烯膜，其特征在于，表面为丝节交织的结构，所述丝的直径为１００ｎｍ～５００ｎｍ；所述结呈球状或梭形，直径为１μｍ～８μｍ，小球表面呈多孔结构；膜与水的接触角为１５０°～１７０°，水滴在材料表面接触角小于１０°。

【技术特征摘要】
1.一种超疏水聚氯乙烯膜，其特征在于，表面为丝节交织的结构，所述丝的直径为 1OOnm 500nm ；所述结呈球状或梭形，直径为1 μ m 8 μ m，小球表面呈多孔结构；膜与水 的接触角为150° 170°，水滴在材料表面接触角小于10°。2.根据权利要求1所述的超疏水聚氯乙烯膜，其特征在于，聚氯乙烯的分子量为 40000 150000。3.一种制备超疏水聚氯乙烯膜的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤1)将聚氯乙烯溶于溶剂中，配成浓度为3 15wt%质量浓度的纺丝溶液，超声混勻；以及2)将溶液装入纺丝装置的给液装置中，纺丝距离为8 20cm，纺丝电压为10 40kv， 进行静电纺丝，在接收基质上得到固化的超疏水聚氯乙烯膜。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述聚氯乙烯的分子量为40000 15...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔秀文，李洪玲，曾先佳，杜志坚，齐誉，
申请(专利权)人：石河子大学，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]