[發明專利]聚氯乙烯中空纖維膜的制造方法

無效

• 申請號: 200810048500.7
• 申請日: 2008-07-24
• 公開（公告）號: CN101322921A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 劉協奇
• 申請（專利權）人: 武漢艾科濾膜技術有限公司
• 主分類號: B01D71/30
• 分類號: B01D71/30;B01D69/08
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 王和平

技術領域

本發明涉及多孔膜制造方法，特別是具有非對稱結構的高韌性、高通量、高抗污染聚氯乙烯中空纖維膜的制造方法。

背景技術

目前，膜分離技術已經得到迅猛的發展，膜法分離已經成熟運用于石油化工、食品醫藥、生物工程、環保等諸多領域。用于過濾的多孔膜主要有以下幾種材料：(一)醋酸纖維素多孔膜，它的耐酸堿性比較差，PH值范圍為4-9，使用的范圍比較窄，容易被細菌和微生物侵蝕；(二)聚丙烯腈多孔膜，它的耐堿性也不好，PH值范圍為2-10，另外，聚丙烯腈材質的中空纖維膜大多是采用濕法或干-濕法制備的，這種材質的中空纖維膜都比較脆，在使用過程中，尤其是反沖洗時容易產生斷絲的問題，很難保證過濾效果；(三)聚砜和聚醚砜多孔膜，聚砜和聚醚砜材料大多依靠國外進口，來源有限，限制了其大規模的應用，對于普通應用領域，原料成本相對較高；(四)聚丙烯多孔膜，它的空隙率較低，通常不超過60％，純水通量較低，只能通過熔融拉伸紡絲法制膜，能耗和生產成本相對較高。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、成本較低、性能較好的高韌性、高通量、高抗污染的聚氯乙烯中空纖維多孔膜的制備方法，以克服膜受壓后膜絲容易斷裂等缺點。

本發明的技術方案：

本發明所述的高韌性、高通量、高抗污染聚聚乙烯中空纖維的制造方法包括如下步驟：

(1)膜液的制備

將聚氯乙烯、溶劑和添加劑攪拌混合后得到膜液，其中，

聚氯乙烯的質量百分比含量為9％-23％；

溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一種或幾種，質量百分比含量為62％--90％；

添加劑包括聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5％的氯化鋰溶液和水的一種或幾種，質量百分比含量0.5％--15％。

(2)中空纖維膜的制備

先配置內凝膠介質，內凝膠介質為1％--80％的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一種或幾種，水采用脫鹽水；

外凝膠介質也是1％--80％的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一種或幾種，水采用脫鹽水；

膜液溫度為10-50℃，內凝膠介質溫度為5-35℃，外凝膠介質溫度為10-40℃；

將由步驟(1)制得的膜液和內凝膠介質按照質量百分比8-95％，同時通過噴頭注入到裝有外凝膠介質的凝膠浴中成膜，即可制得高韌性聚氯乙烯中空纖維膜。

上述聚氯乙烯的聚合度為700～2300。

上述噴頭與凝膠浴液面之間的距離為10-100mm。

采用以上方法所制備的中空纖維膜具有非常好的性能，空隙率達到85％以上，膜絲伸長率達到100％以上，具有很高的韌性，通量高達400-1000L/H*m²，膜絲同時具備良好的親水性，在具體應用中有非常好的抗污染性能。除此之外聚氯乙烯膜是一種新材質的多孔膜，它與醋酸纖維素、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜等材料相比有如下優點：

1)材料容易采購，可以國產化，制造成本相對較低；

2)化學穩定性好，耐酸堿性優良，耐微生物分解，耐侯性好，不易老化；

3)室溫下能長期在PH為1-12范圍內工作。

根據本發明可以生產出不同應用領域和不同截留性能的分離膜，具有廣闊的工業和民用應用空間。例如污水處理和回用、油水分離、生物發酵分離與精制、電泳漆的回收利用、各種酒類的除濁處理等。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明予以進一步說明：

實施例1

按以下重量百分比稱取原材料，PVC(1000)：13.5％；二甲基乙酰胺：75.5％；乙二醇：8％和聚乙烯吡咯烷酮：3％配制成膜液，具體順序是在75.5％的二甲基乙酰胺中加入13.5％的PVC(1000)，攪拌溶解后一起加入3％的聚乙烯吡咯烷酮和8％的乙二醇，攪拌好后將膜液過濾脫泡，然后將膜液和內凝膠介質分別用計量泵輸入噴頭噴出，然后進入外凝膠介質，再經過水洗后，以20米/分鐘的速度卷繞成絲束。膜液溫度控制在30℃，內凝膠介質為5％的二甲基乙酰胺溶液，內凝膠介質的溫度控制在25℃，外凝膠介質為脫鹽水，外凝膠介質溫度為35℃。

實施例2

按實施例1所述的制備過程和條件，PVC(1000)：13％；二甲基甲酰胺：77％；丙三醇：5％和聚乙烯吡咯烷酮：5％配制成膜液，將內凝膠改為脫鹽水，外凝膠改為5％的二甲基甲酰胺溶液，其他工藝條件都與實施例1相同，即可制成中空纖維膜。