一種改善尼龍復合膜表面疏水性的方法技術

本發明專利技術公開了一種改善尼龍復合膜表面疏水性的方法，具體制備步驟如下：(1)將無機填料表面用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團中的一種或幾種改性；(2)將能夠通過相轉化法成膜的尼龍和步驟(1)中改性過的無機填料溶于溶劑中，制備出母液；(3)將母液置于導電成膜平板上；(3)在導電成膜平板上施加垂直于導電成膜平板的靜電場，該靜電場促使母液相轉化，獲得疏水性尼龍復合膜。

【技術實現步驟摘要】
一種制備疏水性尼龍復合膜的方法
本專利技術涉及一種尼龍膜材料的制備方法，尤其涉及一種制備表面親水性差呈疏水性的尼龍復合膜的方法。
技術介紹
尼龍是一類重要的熱塑性樹脂。具有降低的親水特性的尼龍能夠具有較小的吸濕性、較低的摩擦系數和增強的軟化性和疏水性。對于尼龍材料的改性，本領域中常見的方法是將填料混入通過物理的、化學的方法混入尼龍基體中。通常，親水性填料用于改善尼龍的親水性，疏水性填料用于提升尼龍的疏水性。疏水的硅氧烷流體是尼龍的常見的后添加劑，以降低硅氧烷的親水性，即使它們更疏水。然而，將硅氧烷流體，如聚二甲基硅氧烷，加入到尼龍中時，在常規的熔融共混過程中，硅氧烷會在尼龍基體內遷移，使得硅氧烷在基體內容易形成團聚，負面影響了一些物理性能。專利CN1325538C公布了一種制備疏水性尼龍纖維的制備方法。用疏水型的烷基、硅氧烷鏈或苯基改性聚硅氧烷側鏈，并用本領域常用的混合方法與尼龍共混制備疏水型的尼龍復合膜。專利CN103665841公布了一種汽車塑料件用防靜電防水改性尼龍12的生產方法。將疏水型的二氧化硅添加到尼龍12基體中，使材料具有疏水性，防水阻潮特性提高。專利CN102993688公布了一種超疏水復合薄膜及其制備方法。將疏水型的聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯和硅油少量的添加到尼龍中，充分混勻后，加到多層共擠出吹膜設備的尼龍層塑料擠出、吹膜后獲得疏水型的復合薄膜。綜上所述，現有改善尼龍疏水性的方法，均是將疏水性填料，或無機填料或高分子填料，添加到尼龍基體中，從而提升尼龍疏水性。還沒有一種將親水性的無機填料混入尼龍基體中，提升尼龍疏水特性。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種改善尼龍復合膜表面疏水性的方法。本專利技術表面上是提供了一種將親水性填料添加到尼龍基體后提升疏水性的方法，根本上是提供了一條通過調節尼龍復合膜材料內部的氫鍵取向，獲得疏水性尼龍薄膜的方法。通常，親水性的無機填料混入尼龍基體中，由于親水填料的吸濕特性，能夠降低尼龍表面的接觸角，從而提升材料的親水性。本專利技術所要解決的技術問題是提供一種制備疏水性尼龍膜材料的制備方法。特點是在尼龍基體中混入親水性的無機填料，但是提升了尼龍基體的疏水性。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種改善尼龍復合膜表面疏水性的方法，其特征在于具體制備步驟如下：(1)將無機填料表面用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團中的一種或幾種改性；(2)將能夠通過相轉化法成膜的尼龍和步驟(1)中改性過的無機填料溶于溶劑中，制備出母液；(3)將母液置于導電成膜平板上；(3)在導電成膜平板上施加垂直于導電成膜平板的靜電場，該靜電場促使母液相轉化，獲得疏水性尼龍復合膜。所述的溶劑為三氟乙醇或甲酸。所述的無機填料為聚倍半硅氧烷、蒙拓土、二氧化硅、炭黑或納米碳管。所述的靜電場通過直流電源施加形成，所述的直流電源的電壓為10V-10000V。所述的母液中的高分子與溶劑的質量比為0.001g/ml-10g/ml。所述的母液中的無機填料與尼龍的質量比為0.1％-10％。所述的無機填料、尼龍與溶劑混合制備母液時，混合時間為10h-48h。所述靜電場由導電成膜平板提供，導電成膜平板的上方設置有導電成膜上板，所述的導電成膜平板接地，所述的導電成膜上板接電源。與現有技術相比，本專利技術的優點在于本專利技術中涉及的將無機填料表面用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團中的一種或幾種改性后，該填料與尼龍的極性相近。在施加電場時，通過常規的相轉化法成膜后，該填料能夠在尼龍基體和表面實現均勻分散，此時，尼龍的親水性提升。但是在成膜過程中引入靜電場后，尼龍鏈段中的酰胺鍵之間形成的氫鍵或發生取向，破壞了尼龍的結晶環境。當用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團改性的無機填料加入尼龍中，在電場的作用下官能團在三氟乙醇或甲酸中電離成NH4+、X-和X鹵素。這些改性的官能團能夠與尼龍鏈段的酰胺鍵形成取向的氫鍵，從而將尼龍鏈段大量的吸附在填料周圍，促進了尼龍的異相成核結晶。這些強取向的氫鍵使得尼龍6鏈段和無機填料上的親水官能團彼此通過氫鍵相連、結晶，大量的有效親水官能團因此而被占用。一方面，親水的無機官能團無法遷移到表面降低了表面親水性，另一方面，尼龍基體內部的親水官能團通過氫鍵被限制在結晶區附近，降低了材料的親水性。附圖說明圖1為對比例1薄膜上表面接觸角示意圖；圖2為對比例2薄膜上表面接觸角示意圖；圖3為本專利技術的成膜裝置示意圖；圖4為本專利技術實施例1薄膜上表面接觸角示意圖；圖5為本專利技術實施例2薄膜上表面接觸角示意圖。具體實施方式以下結合附圖實施例對本專利技術(作進一步詳細描述)。對比例1將0.5g分子量為10000g/mol的尼龍6溶于10ml甲酸中，獲得成膜母液。將成膜母液5ml置于導電成膜平板上，不施加電壓，室溫下自然揮發后成膜，成膜時間需24h。接觸角為68°，結果如圖1所示。對比例2將0.5g分子量為10000g/mol的尼龍6溶于10ml甲酸中，隨后加入NH4Cl改性的聚倍半硅氧烷0.01g，獲得成膜母液。將成膜母液5ml置于導電成膜平板上，室溫下自然揮發后成膜，成膜時間需24h。復合膜上表面Si元素含量0.2wt％，接觸角為59°，結果如圖2所示。與對比例1中制備的純尼龍膜薄相比，無機納米顆粒聚倍半硅氧烷向薄膜表面遷移，接觸角下降，表明復合膜的親水性增強實施例1將0.5g分子量為10000g/mol的尼龍6溶于10ml甲酸中，隨后加入NH4Cl改性的聚倍半硅氧烷0.01g，混合時間45小時，獲得成膜母液。將成膜母液5ml置于導電成膜平板上，將成膜平板置于平行板電場中，在表面皿兩側施加電場，其中導電成膜平板上板帶負電，導電成膜平板下板接地，直流電壓場強為1000V。成膜裝置示意圖如圖3所示。室溫下電場作用時間30min成膜液完全相分離，獲得有機無機復合膜。復合材料經能譜分析，表面Si含量為0wt％。接觸角為89°，結果如圖4所示。測試結果與對比例2中相比，無機納米顆粒聚倍半硅氧烷向薄膜表面遷移現象被抑制，填料多位于本體內，使得復合膜表面親水性明顯下降，材料呈疏水特性。實施例2將0.5g分子量為10000g/mol的尼龍6溶于10ml三氟乙醇中，隨后加入NH4Br改性的蒙拓土0.1g，混合時間30小時，獲得成膜母液。將成膜母液5ml置于導電成膜平板上，將成膜平板置于平行板電場中，在表面皿兩側施加電場，其中導電成膜平板上板帶負電，導電成膜平板下板接地，直流電壓場強為1000V。成膜裝置示意圖如圖3所示。室溫下電場作用時間30min成膜液完全相分離，獲得有機無機復合膜。復合材料經能譜分析，表面Si含量為0.1wt％。接觸角為95°，結果如圖5所示。測試結果與對比例2中相比，無機納米顆粒聚倍半硅氧烷向薄膜表面遷移現象被抑制，填料大多分散于本體內，使得復合膜表面親水性明顯下降，材料呈疏水特性。實施例3將0.5g分子量為10000g/mol的尼龍6溶于10ml甲酸中，隨后加入NH4F改性的二氧化硅0.1g，混合時間15小時，獲得成膜母液。將成膜母液5ml置于導電成膜平板上，將成膜平板置于平行板電場中，在表面皿兩側施加電場，其中導電成膜平板上板帶負電，導電成膜平板下板接地，直流電壓場強為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改善尼龍復合膜表面疏水性的方法，其特征在于具體制備步驟如下：(1)將無機填料表面用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團中的一種或幾種改性；(2)將能夠通過相轉化法成膜的尼龍和步驟(1)中改性過的無機填料溶于溶劑中，制備出母液；(3)將母液置于導電成膜平板上；(3)在導電成膜平板上施加垂直于導電成膜平板的靜電場，該靜電場促使母液相轉化，獲得疏水性尼龍復合膜。

【技術特征摘要】
1.一種制備疏水性尼龍復合膜的方法，其特征在于具體制備步驟如下：(1)將無機填料表面用NH4Cl、NH4Br、NH4F、NH4I官能團中的一種或幾種改性；(2)將能夠通過相轉化法成膜的尼龍和步驟(1)中改性過的無機填料溶于溶劑中，制備出母液；(3)將母液置于導電成膜平板上；(3)在導電成膜平板上施加垂直于導電成膜平板的靜電場，該靜電場促使母液相轉化，獲得疏水性尼龍復合膜。2.按照權利要求1所述的一種制備疏水性尼龍復合膜的方法，其特征在于所述的溶劑為三氟乙醇或甲酸。3.按照權利要求1所述的一種制備疏水性尼龍復合膜的方法，其特征在于所述的無機填料為蒙脫土、二氧化硅、炭黑或納米碳管。4.按照權利要求1所述的一種制備疏水性尼龍復合膜的方法，其特征在于所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周琦，李如誠，姚順英，張敬文，王偉東，吳斌，
申請(專利權)人：寧波工程學院，
類型：發明
國別省市：浙江;33