[發明專利]多組份中空纖維復合膜熔紡噴絲頭

無效

• 申請號: 200910069011.4
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101560699A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 李建新;楊濤;付振綱;贠今天
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: D01D5/24
• 分類號: D01D5/24;D01D5/34;D04H3/16;B01D39/14
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技術領域

本發明涉及一種按照權利要求1部分所述的多組份中空纖維復合膜熔紡噴絲頭。通過本發明所得到的多組份熔紡中空纖維復合膜適用于氣體和液體分離用。國際專利主分類號擬為Int.Cl.D01D4/00。

背景技術

近年來膜分離技術作為一種新型、高效的流體分離單元操作取得了令人矚目的發展，已廣泛應用于CO₂分離回收與綜合利用等氣體分離領域，及水處理、化工、醫藥、食品、飲料等液體分離領域。與常規的卷式膜、管式膜、平板膜相比，中空纖維膜的特點是單位體積裝填密度大、不需要支撐體、比表而積大、組件結構緊湊且小型輕便。中空纖維膜無需支撐體，其分離器可以自我支撐，省去了支撐材料，使加工簡化，費用低，因而在大規模的海水淡化、污水處理、氣體分離等工程中，中空纖維膜的應用有其獨特的優勢，是未來的發展趨勢，尤其是具有高氣體滲透率、高滲透選擇性、化學穩定性以及熱穩定性的新型復合膜材料及其制膜工藝裝備。

噴絲頭的結構與質量將直接決定中空纖維膜的結構與性能。目前噴絲頭主要有紡絲用噴絲頭、中空纖維用噴絲頭兩類，其中中空纖維膜的制備大致可以分為三類：溶液紡絲、熔融紡絲和半熔融紡絲，其制備離不開噴絲頭?，F有的噴絲頭有插入管式紡絲噴頭(CN1148639)、內插式紡絲噴頭(CN2734778)、可調式中空纖維膜噴絲頭(CN2119430)、噴絲板組合件(CN1535332)，這些噴絲頭的中心管采用市售注射針，加熱噴射時中心不穩定，易偏心，引起中空纖維復合膜壁厚不均勻，同時這些噴絲頭常見于生產單層中空纖維膜材料，而用于中空纖維復合膜材料的噴絲頭還較少見，美國專利USP20050031721公布了一種中空纖維單層膜的噴絲板，該噴絲板由一個噴絲孔和一個與噴絲孔相連的纖維形成通道，該通道中固裝有導管，導管中設有中心管，中心管與該通道呈環狀分布，中心管與導管緊密配合。美國專利USP?20040217510公開一種用于多組分中空纖維膜的噴絲頭，在美國專利USP20050031721基礎上加裝一層外套形成外流道構成多組分中空纖維膜的噴絲頭。中國專利CN201140041也公開了一種生產增強型中空纖維單層膜的噴絲板。該噴絲板由一個蓋板(芯液板)、一個底板(料液板)組成，蓋板和底板通過螺栓固定；底板中心有一料穴，在其一側有一內插管式噴絲孔，料穴與噴絲孔之間通過料液通道相連接；蓋板中心有一料液通孔，蓋板與底板噴絲孔相對應的位置上固定著一個底座，上面均勻分布著三個或多個芯液導管，在靠近芯液導管的側面上有一內螺紋芯液通孔，內螺紋芯液通孔與三孔或多孔芯液導管之間通過芯液通道相連。中國專利CN2535424公布一種微缺環形噴絲孔式多孔噴絲板，在噴絲孔的導孔底部設微缺環形噴絲口，在環形缺口處設支撐中心懸塊的撐臂，撐臂的寬度為0.2-0.08毫米，噴絲口的長徑比也即其孔長和直徑之比為1∶1.6-2.0，在導孔下部為錐形孔，錐形孔與噴絲口相接；每塊噴絲板上設有多個噴絲孔。該噴絲板改變中空纖維膜生產中采用插入管式噴絲頭，易產生偏心，控制氣液量難度大的問題。雖然每塊噴絲板設有十幾個至幾十個噴絲孔，改變現有噴絲頭只能單孔噴絲的問題，提高生產效率，但采用該噴絲頭生產的仍然是單皮層膜。

隨著社會的發展，膜技術應用領域的不斷擴大，對膜的性能要求也在不斷提高，而現有膜材料已不能滿足使用要求。由于熔紡拉伸法制備中空纖維膜過程對環境污染小，適合大規模的工業化生產，可以降低成本，具有廣闊的前景。噴絲頭的結構與質量將直接決定中空纖維膜的結構與性能。目前還未見多組分熔融中空纖維復合膜制備用的噴絲板相關報道。本發明涉及多組份熔紡中空纖維復合膜用噴絲板。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是：提供一種噴絲頭，通過熔融紡絲法將具有不同熔點的多種高聚物一次加工成形中空纖維復合膜。同時保證噴口同心，在加壓、加熱噴射時中空纖維復合膜壁厚均勻。

本發明涉及一種按照權利要求1部分所述的多組份中空纖維復合膜熔紡噴絲板。通過本發明所得到的多組份熔紡中空纖維復合膜適用于液體和氣體分離用。

按照本發明通過一種具有權利要求1特征的制造方法達到該目的。通過諸從屬權利要求的特征和特征組合闡明本發明。

多個紡絲裝置提供多組份高聚物，復合膜材料主要包括雙、多皮層。多個紡絲裝置連接一個噴絲板，多個紡絲裝置分別熔紡不同成分的高聚物，熔紡出來的雙組分或多組份高聚物通過一個噴絲板形成中空纖維復合膜，達到中空纖維復合膜一次成型。