[发明专利]一种植物纤维离子液共混膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种植物纤维离子液共混膜及其制备方法，属于聚合物改性领域。先制备溶有一定目数的植物纤维的离子液，然后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植物纤维离子液共混膜。本发明材料绿色环保，工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施，制备的植物纤维离子液共混膜具有良好的亲水和机械性能，并且膜的渗透性能得到极大的改善。

技术领域

本发明属于聚合物改性领域，具体涉及一种植物纤维离子液共混膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水化改性方法很多，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。其中有机亲水性大分子与PVDF共混改性效果明显，改性剂不易逸出，得到广泛关注。而植物纤维含有丰富的亲水性羟基基团，来源广泛，易得便宜，对于PVDF膜的改性有广阔的前景。但纤维由于自身氢键作用，溶解性能差，和PVDF的相容性弱。用溶剂法溶解纤维素易造成污染，而离子液体通过打开植物纤维分子间和分子内氢键，对纤维的溶解性能良好，污染性小，易重复回收利用，日趋受到重视。另外离子液体不易挥发，可重复利用，大大降低对环境的污染。本发明利用离子液体将粉碎到400目的植物纤维溶解后，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得纤维离子液共混膜。这是一种非常简单的改性方法，无需昂贵的仪器，不仅增加了对废弃自然资源的利用率，离子液体也可以回收再利用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种植物纤维离子液共混膜及其制备方法。本发明的制备工艺简单，易于操作，对设备要求低，易于工业化实施；所制备的植物纤维离子液共混膜具有良好的亲水和机械性能，且环保、不影响人体健康。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种植物纤维离子液共混膜的制备方法，先采用离子液体溶解植物纤维，制得植物纤维离子液；然后将植物纤维离子液共混于聚偏氟乙烯溶液中，利用浸没沉淀相转化法得到植物纤维离子液共混膜。

具体的，所述的制备方法包括以下步骤：

1）植物纤维离子液的制备：先将浆粕板剪至1×1 cm² 的小块，放入二次水中，常温搅拌清洗半小时，过滤除杂；然后在60℃恒温干燥箱中干燥24 h，将干燥后的植物纤维放入搅拌机中粉碎、过400目筛，得植物纤维粉，然后将植物纤维粉溶于一定量的离子液体中，60-65℃搅拌3-6小时，制得植物纤维离子液；

2）一种纤维离子液共混膜的制备

然后往植物纤维离子液中，按照一定比例依次加入聚偏氟乙烯粉末，成孔剂聚乙烯吡咯烷酮和溶剂N，N-二甲基甲酰胺，70-75℃搅拌均匀，溶液脱泡，60-65℃刮膜，去除溶剂晾干得纤维离子液共混膜。

步骤1）所述的植物纤维包括棕榈纤维、竹纤维、麻纤维、棉纤维中的一种或多种。

步骤1）所述的离子液体包括1-己基-3-甲基咪唑氯盐，1-辛己-3-甲基咪唑氯盐，1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐中的一种。

步骤1）所述的植物纤维和离子液体的用量比为0.2-0.4g:2-12mL。

步骤2）中聚偏氟乙烯粉末与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1.5:1-2:1。

步骤2）中所用的聚偏氟乙烯粉末与步骤1）中的植物纤维粉的质量比为19:1-3:1；步骤1）中所用的离子液体与步骤2）中所用的N,N-二甲基甲酰胺的体积比为2:15-12:5。

一种如上所述的制备方法制得的植物纤维离子液共混膜。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：