[發明專利]一種親水性PVB共混中空纖維膜及其制備方法

無效

• 申請號: 200810031016.3
• 申請日: 2008-04-08
• 公開（公告）號: CN101254424A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 邱運仁
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D71/38
• 分類號: B01D71/38;B01D63/02;C02F1/44
• 代理公司: 中南大學專利中心
• 代理人: 胡燕瑜

技術領域

本發明屬于膜分離技術領域，尤其是一種用聚乙烯醇縮丁醛與其它親水性高分子聚合物來制備親水性共混中空纖維膜的方法。

背景技術

隨著環境污染的加劇和水資源的枯竭，人們對水的循環再利用、深度處理的呼聲和要求越來越高，如何盡可能多地回收利用現有的水資源已成為人們關注的焦點，廢水作為一種資源的觀點也逐漸被公眾所接受。膜分離技術作為一種新型的分離技術，由于分離效率高、無相變、節能環保、設備簡單、操作簡便等特點，已廣泛應用于飲用水處理和廢水處理等領域，包括石油、化工、紡織、食品加工、造紙、醫藥、機械加工等行業的廢水處理。膜技術既能對廢水進行有效的凈化，且一般不用再添加其他的化學藥劑，又能回收有用物質，其在水處理領域中的廣泛應用正給人類帶來了巨大的環境和經濟效益。

目前用于水處理領域的高分子膜主要有聚砜(PSF)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚酮(PEK)、聚醚砜(PES)等膜。這些膜雖然具有耐熱性、耐化學穩定性、耐細菌侵蝕和較好機械強度等優點，但因具有較強的疏水性，在用于廢水處理中，由于被分離物質在疏水膜表面產生吸附等原因，易造成膜污染，導致膜通量下降、膜使用壽命縮短等一系列問題。而最為廣泛用于工業水處理的親水膜主要是醋酸纖維素(CA)膜，CA膜雖然具有親水性好又具有一定的機械強度，但其pH適用范圍小、不耐高溫、不耐微生物腐蝕、易生物降解、抗化學腐蝕性差、易被酸堿水解、抗壓實性差、易被壓密等缺點。一般來說，提高膜的親水性，可增加膜的透水量，但親水性過高，膜不僅易溶解，而且會失去機械強度，如高度親水的聚乙烯醇(PVA)膜的機械強度較差。本發明采用聚乙烯醇縮丁醛(PVB)為主要膜材，通過與其它親水性高分子聚合物共混制備中空纖維膜，所制備的PVB共混中空纖維膜既具有較高的機強度又具有優良的親水性能，本發明具有制膜工藝簡單，膜孔徑易于控制等優點。

發明內容

本發明的目的是提供一種親水性聚乙烯醇縮丁醛(PVB)共混中空纖維膜及其制備方法。本發明采用聚乙烯醇與丁醛的縮聚物-聚乙烯醇縮丁醛(PVB)作主要膜材，它不僅具有較高的親水性，還具有耐光、濕度的變化、細菌和微生物、堿和稀酸以及耐低溫等優良性能。PVB在安全夾層玻璃以及表面處理方面有廣泛的應用，但國內外尚沒有用PVB來制備中空纖維膜的相關專利報道，也沒有PVB商業膜。這種新型的親水性膜可克服傳統的蔬水性膜在使用過程中的膜污染問題，同時又避免了高親水性膜在機械強度較差等缺點。為了獲得具有不同親水性的PVB共混中空纖維膜，本發明采用不同親水性材料對PVB進行共混制膜，可進一步增加膜的親水性能或透水性能。

本發明提供一種制備這種親水性共混中空纖維膜的方法，本發明是將聚乙烯醇縮丁醛(其中聚乙烯醇縮丁醛中乙烯醇質量百分含量為10％～20％，乙烯丁酯的質量百分含量為0％～3％)、親水性高分子聚合物與稀釋劑混合；親水性高分子聚合物為聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸-乙烯醇共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(PEO-PPO-PEO)三嵌段共聚物(商品名為Pluronic)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)或者為以上高分子聚合物的混合物。聚合物(PVB與共混聚合物)的質量分數為12％～45％，稀釋劑為二甘油單丁醚、二甘醇、十三醇、聚乙二醇，N-甲基-2-吡咯烷酮等有機溶劑或者以上有機溶劑的混合物，稀釋劑所占的質量分數為55％～88％。混合物在攪拌速度為10rpm～200rpm下攪拌并加熱到140℃～200℃，以使聚合物完全溶解，并形成均相溶液，然后靜置脫泡30min～100min。加熱擠出頭及噴絲頭到140℃～200℃，在0～0.5MPa壓力下或者用齒輪泵或螺桿泵擠出聚合物溶液，經噴絲頭，進入凝結浴、洗滌浴后經卷絲機卷絲而成。

用本發明方法制備PVB共混中空纖維膜具有制備工藝簡單、容易控制，所制備的PVB膜既具有較好的親水性同時也具有較好的機械強度。在制膜過程中尤其是進入凝固浴與洗滌浴時有少量親水性共混聚合物可能擴散而進入凝固浴與洗滌浴，加上親水性的改變，所以在同樣聚合物濃度與制膜工藝下所制備的共混中空纖維膜相比PVB中空纖維膜在截留性能基本不變的條件下具有更高的產水量。

下面用具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

具體實施方式

實施例1：