一种具有导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，它是聚四氟乙烯薄膜作为基材，经润湿剂润湿后，以含银离子溶液作为氧化剂，无机或有机酸为掺杂剂，在基材表面化学聚合导电聚合物单体而制得的聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜。本发明专利技术的聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜，在过滤空气粉尘的同时，具有导电和杀菌双功能；同时，该复合薄膜导电性可达到2×10-4S/cm以上，可消除过滤过程中产生的静电，有利于粉尘的剥离以及过滤过程长期有效、连续稳定的进行。该复合过滤膜可应用于空气净化、气固分离等领域。本发明专利技术公开了其制法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电聚合物复合材料，具体地说，是一种导电、杀菌双功能聚四氟乙烯 复合薄膜及其制法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)薄膜具有优良的高低温性能、突出的化学稳定性以及良好的介 电性能和疏水性，是在一些苛刻条件下分离微粒子的理想膜材料，广泛应用于医药行业的 除尘、除菌、空气中粉尘及微粒的过滤、化工生产中的产品纯化和物料回收以及防水、透气 纺织品和水处理等各行业。由于聚四氟乙烯薄膜为绝缘材料，表面电阻率大于1016Q/Sq， 在进行气固分离时，粉尘颗粒会与薄膜表面进行碰撞、摩擦从而产生静电，静电会随着过滤 时间的延长而积累，当静电达到一定程度时，会引起电火花甚至引起爆炸或燃烧，给社会和 人类带来危害和财产损失，因此设计制备用于气体粉尘过滤的导电薄膜具有十分重要的现 实意义。目前制备的导电薄膜主要是通过将导电物质填充到高分子有机薄膜中，来实现薄 膜表面介电性能的改变。贵金属银具有杀菌功能，能对细菌吸附、生长、繁殖进行抑制或有效杀死细菌。目 前通过真空镀膜技术将银镀在涤纶薄膜上的研究已有文献报道， 该薄膜可应用于鲜牛肉包装，以此延长鲜牛肉的货架寿命。随着都市人口的增多及环境 污染的加剧，室内空气污染比室外要严重10 20倍，直接危害着居民健康。日本玻璃公 司研制出一种含银加湿液，将这种液体喷洒到空气中，可迅速消除空气中弥漫的细菌。通过射频磁控溅射法，制备金属 银与聚四氟乙烯复合膜研究在国外也有相关文献报道。
技术实现思路
本专利技术是针对有效净化空气、消除空气粉尘过滤过程产生的静电，提供一种具有 导电、杀菌功能的新型复合膜及其制备方法。本专利技术薄膜制备方法简单易行、成本低廉、所 得薄膜机械强度高、韧性好，可根据实际尺寸进行裁剪，方便实用。在实际使用过程中，可直 接使用薄膜进行过滤，或将薄膜与基材进行覆合后过滤。本专利技术的技术方案如下一种具有导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，它是聚四氟乙烯薄膜作为基材，经润 湿剂润湿后，以含银离子溶液作为氧化剂，无机或有机酸为掺杂剂，在基材表面化学聚合导 电聚合物单体而制得的聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的聚四氟乙烯薄膜可以是单 向拉伸或双向拉伸而制备的聚四氟乙烯薄膜。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的润湿剂可以是乙醇、丙醇或 丁醇等醇类化合物，或者是丙酮或丁酮等酮类化合物，或者是乙醚或四氢呋喃等醚类化合 物，或者是Nafion 溶液、氯仿、四氯甲烷、二氯甲烷、乙腈或正己烷等溶剂。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的掺杂剂可以是盐酸、硝酸、 硫酸或磷酸等无机酸溶液，或者是乙酸、水杨酸、苯甲酸、甲基苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺 酸、1，5-萘二磺酸、十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸或聚苯乙烯磺酸等有机酸溶液。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的含银离子溶液可以是硝酸 银溶液、银氨溶液、氧化银或硫代硫酸银溶液，或者其它含一价阳离子银的化合物溶液。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的导电聚合物单体可以是苯 胺及其衍生物、吡咯及其衍生物或噻吩及其衍生物，或者是上述单体的混和物。上述的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的导电聚合物材料为聚苯胺 及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物或上述材料混和物。一种制备上述的具导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜的方法，它包括下列步 骤1.以聚四氟乙烯薄膜作为基材，将薄膜清洗烘干后，用润湿剂润湿后待用；2.将含银离子溶液作为氧化剂，导电聚合物单体、无机或有机酸为掺杂剂以及水或 其它溶剂(如醇、醚、酮、氯仿、四氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃等)全部置于反应容器中搅拌 均勻，其中溶液中银离子的摩尔浓度为0.01 13mol/L，导电聚合物单体的摩尔浓度为 0. 001 9mol/L，溶液中掺杂剂的摩尔浓度为0. 001 2mol/L ；3.将润湿的聚四氟乙烯薄膜完全浸入于上述混合溶液中，在0°C 80°C反应 24h以上；4.氧化剂与导电聚合物单体在聚四氟乙烯薄膜上发生氧化还原反应，生成单质银， 同时导电聚合物单体发生化学聚合生成导电聚合物，反应完全后，将薄膜取出，用蒸馏水洗 净，烘干后即得聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜。一种制备上述的具导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜的方法，它包括下列步 骤1.以聚四氟乙烯薄膜作为基材，对薄膜清洗多次烘干后，用润湿剂润湿后待用；2.将不含银离子溶液的氧化剂，导电聚合物单体，无机或有机酸为掺杂剂以及水或其 它溶剂(如醇、醚、酮、氯仿、四氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃等)全部置于反应容器中搅拌均 勻，所述的不含银离子溶液的氧化剂为过硫酸铵、三氯化铁、硝酸铁、次氯酸钠、双氧水或氯 金酸等，溶液中不含银离子溶液的氧化剂的摩尔浓度为0. 001 5mol/L，导电聚合物单体 的摩尔浓度为0. 001 9mol/L，溶液中掺杂剂的摩尔浓度为0. 001 2mol/L ；3.将润湿的聚四氟乙烯薄膜完全浸入于混合溶液中(如图1所示)，在0°C 80°C反应 24h以上；4.导电聚合物单体在聚四氟乙烯薄膜上发生化学聚合生成导电聚合物，反应完全后， 将薄膜取出，用蒸馏水洗净后即得聚四氟乙烯/导电聚合物复合膜。5.将聚四氟乙烯、导电聚合物复合膜浸入含银离子溶液中，银离子的摩尔浓度为 O.Olmol/L 13 mol/L，静置一段时间，反应完全后，将薄膜取出，用蒸馏水洗净，烘干后即 得聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜。上述的制备具导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜的方法，当使用所述的润湿 剂为Nafion 溶液时，用Nafion 溶液和盐酸处理后的聚四氟乙烯薄膜的一面可以浸泡在所 述的氧化剂溶液(含银离子或不含银离子溶液)中，另一面可以浸泡在导电聚合物单体和掺 杂剂的溶液中，在0°C 80°C反应Mh以上。反应物可以通过薄膜渗透进行反应，如图2所7J\ ο本专利技术的具导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，所述的聚四氟乙烯薄膜可以 用聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚三氟氯乙烯及其共聚物等含氟聚合物薄膜替代。本专利技术的聚四氟乙烯/导电聚合物/银复合膜未改变聚四氟乙烯薄膜疏水性能， 在过滤空气粉尘的同时，具有导电和杀菌双功能；同时，该复合薄膜导电性可达到2X10—4 S/cm以上，可消除过滤过程中产生的静电，有利于粉尘的剥离以及过滤过程长期有效、连续 稳定的进行。该复合过滤膜可应用于空气净化、气固分离等领域。附图说明图1为导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜反应装置图； 图2为导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜反应装置图3为导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜扫描电镜图4为导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜红外光谱图，其中a为实施例6所得复 合薄膜的红外光谱图，b为实施例1所得薄膜的红外光谱图5为导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜XRD光谱图，其中a为实施例6所得薄 膜的XRD光谱图，b为实施例1所得薄膜的XRD光谱图6为实施例6所得的导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜扫描电镜图。具体实施例方式实施例1 一种润湿剂为乙醇、硝酸银为氧化剂、导电聚合物为聚吡咯的导电、杀 菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜的制备；聚四氟乙烯薄膜(直径约8-lOcm的圆形膜)用乙醇润湿本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有导电、杀菌双功能聚四氟乙烯复合薄膜，其特征是：它是聚四氟乙烯薄膜作为基材，经润湿剂润湿后，以含银离子溶液作为氧化剂，无机或有机酸为掺杂剂，在基材表面化学聚合导电聚合物单体而制得的聚四氟乙烯／导电聚合物／银复合膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陆云，时志权，周晖，戴庭阳，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84
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