[发明专利]一种聚乳酸／纤维素衍生物微滤膜及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜及其制备方法，该聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜由聚乳酸和纤维素衍生物制成，包括如下步骤：首先，将聚乳酸和纤维素衍生物分别溶解于各自的有机溶剂中，形成透明溶液，再将两种溶液以一定比例混溶，最终得到铸膜液并静置；然后将铸膜液均匀涂覆成膜，利用非溶剂致相分离法将膜浸渍于凝固浴中数小时；最终，干燥后即得聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜；该聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜具有高通量、低成本、环境友好等效果。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国造纸、印染、制药、电镀等行业的迅速发展，全国各地的淡水资源消耗速度与日俱增，本就不足的淡水资源变得更加短缺。面对越来越严格的饮用水标准和不断提高的生活水平，常规水处理工艺已经无法有效地应对种类繁多、浓度各异的污染物，不能满足饮用水安全保障的需求。膜分离技术不但能高效截留水中杂质，不产生副产物，化学安全性和生物安全性高，而且可以根据不同的水质，选择对应膜予以处理最终达到理想水净化效果。

目前，使用最多的膜材料是高分子材料。高分子材料可分为人工合成高分子和天然高分子。常见的人工合成高分子材料有：聚已内酯、聚乳酸和聚乙烯醇等。聚乳酸是一种环境友好且性能优良的高分子材料，它可从玉米或薯类经加工成淀粉并经过发酵大批量廉价制得。常见的天然高分子材料有淀粉、纤维素和壳聚糖等。纤维素是世界上蕴藏量最丰富的天然高分子化合物，生产原料来源于木材、棉花、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮和甘蔗渣等。纤维素衍生物通常是由纤维素通过羟基发生酯化、醚化等反应得到的，由于其来源广泛、降解性能优异，是作为制备环境友好型功能材料的有力选择。因此，如果能将环境友好的聚乳酸和来源广泛的纤维素的衍生物制得一种水处理微滤膜，那么必将对降低环境负荷具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜及其制备方法，该发明解决了现有技术中微滤膜水通量低、价格高昂且难以环境降解的技术问题。

本发明提供一种聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜，在0.04MPa条件下测试该聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜的纯水通量，达到70L/m²·h^-1。

本发明提供的聚乳酸/微滤膜的制备方法，包括以下步骤：

1)将聚乳酸溶解于有机溶剂A，将纤维素衍生物溶解于有机溶剂B中，再将二者溶液以一定比例混溶并搅拌，静置后制得铸膜液；

2)铸膜液均匀的涂覆在基板上，暴露在空气中0.5～2min后浸渍于凝固浴中，形成聚乳酸/纤维素衍生物膜；

3)聚乳酸/纤维素衍生物膜经过干燥后得到聚乳酸/纤维素衍生物微滤膜。

进一步地，聚乳酸和纤维素衍生物的溶解时间均为4～12h，溶解温度均为80～150℃。

进一步地，两种不同溶液混溶后搅拌时间为1～4h，搅拌温度为80～150℃，铸膜液静置时间为2～4h，静置温度为40～150℃。

进一步地，铸膜液涂覆在基板后，浸渍凝固浴的温度为20～120℃的，浸渍时间4～20h，并每隔2h换一次凝固浴溶剂，最终在30～60℃的条件下进行真空干燥箱干燥或常压干燥。

进一步地，所述纤维素衍生物为羟乙基纤维素、乙基纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、一醋酸纤维素、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素中的任一种或任意种组成的组。

进一步地，所述有机溶剂A为二氯甲烷、三氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺中的任一种或任意种组成的组。

进一步地，所述有机溶剂B为丙酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、二乙基亚砜、苄苯亚砜中的任一种或任意种组成的组。