[發明專利]一種聚偏氟乙烯中空纖維合金膜制備方法

有效

• 申請號: 200910095363.7
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN101485961A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 呂曉龍;譚永文
• 申請（專利權）人: 杭州水處理技術研究開發中心有限公司;呂曉龍
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及氯化聚氯乙烯樹脂用于制備聚偏氟乙烯中空纖維合金膜的方法。

背景技術

中空纖維膜主要用于各種領域里的過濾或透析。

本發明涉及的中空纖維膜的形成機理為溶液相轉移成膜，即將成膜聚合物、 有機溶劑、成孔劑按一定比例混合，溶解均勻后經紡絲噴頭，進入凝固浴中。聚 合物溶液中的溶劑和成孔劑進入凝固劑相，聚合物由于相轉移而沉析成聚合物中 空纖維膜。通過控制紡絲原液配方、紡絲工藝參數與中空纖維后處理條件可以得 到一定孔徑的中空纖維分離膜。

溶液相轉移成膜中空纖維多孔膜的徑向斷面結構一般為非對稱結構，即由 分離皮層與多孔支撐層組成。

發明人在中國發明專利ZL95117497.5中，對各種制膜添加劑進行了研究。 有機高分子成孔劑的作用是改善聚合物溶液成孔性及成膜后親水性，由于高分子 成孔劑的滲透、乳化等作用小，主要起分散、增稠等作用。有機高分子成孔劑在 鑄膜液中呈分子分散，凝固成膜時不易于形成大量的貫通膜分離孔，為形成大的 膜分離孔，需大量加入高分子成孔劑，導致得到的中空纖維膜孔隙率過高，膜強 度較弱。低分子非溶劑則有降低紡絲液黏度和微分相作用。通過聚合物、溶劑、 高分子成孔劑和低分子非溶劑比例的調整，調節鑄膜液的亞穩態結構，使紡絲鑄 膜液均勻分布并穩定存在，使微分相聚合物織態結構分散均勻，同時，調整紡絲 液與凝固液的界面物質交換速度，從而可以紡制出性能穩定、孔徑適當、高透水 通量的中空纖維分離膜。

但在實際應用中發現，按上述方法制備出的聚偏氟乙烯中空纖維膜存在兩 個問題。其一是，當聚偏氟乙烯中空纖維膜較長期使用后，由于親水性高分子添 加劑的溶出流失，聚偏氟乙烯中空纖維膜的親水性下降，導致其耐污染性嚴重下 降，在實際工程應用中，往往是剛做完化學清洗，恢復膜通量，通入污水后，膜 的進口壓力又很快上升，使得膜裝置清洗周期縮短。其二是，膜絲的抗壓扁機械 性能較差，對于外壓式中空纖維膜而言，當過濾壓力升高時，由于膜絲被壓扁， 導致膜的出水量明顯下降。

發明內容

本發明首先所要解決的技術問題是將氯化聚氯乙烯樹脂用于制備聚偏氟乙烯中 空纖維合金膜，以解決聚偏氟乙烯中空纖維膜的持久親水性和提高其抗壓剛度。

本發明另一個所要解決的技術問題是利用上述用途，提供一種聚偏氟乙烯中空纖維 合金膜的制備方法。為此，本發明采用濕法或干一濕法紡絲工藝，其紡絲制膜液的質量 百分數以紡絲制膜液的總質量為基準，分別如下：

聚偏氟乙烯樹脂：????15～25％

氯化聚氯乙烯樹脂：??1～5％

低分子非溶劑：??????6～20％

水溶性高分子：??????5～20％

溶劑：??????????????50～73％。

氯化聚氯乙烯樹脂，又名過氯乙烯樹脂，含氯量一般為61％～68％，具有良好的耐 酸性、耐堿性，使用溫度可達100℃，高于聚氯乙烯樹脂，機械強度、耐氧化性也高于聚 氯乙烯，同時，氯化聚氯乙烯樹脂的親水性也高于聚氯乙烯樹脂。氯化聚氯乙烯樹脂是 一種機械剛度較大的材料，同時，由于與氟塑料同屬鹵系高分子聚合物，因而氯化聚氯 乙烯與聚偏氟乙烯兩種材料有一定的相容性。

因此，本發明采用氯化聚氯乙烯樹脂對聚偏氟乙烯膜材料進行共混改性，制備 聚偏氟乙烯中空纖維合金膜，可以具備以下效果：

1、氯化聚氯乙烯材料化學性能穩定，不溶于水，不會在膜的使用過程中流失到水 中，可以得到持久親水性的聚偏氟乙烯合金膜；

2、利用氯化聚氯乙烯共混增強作用，可以提高聚偏氟乙烯膜的抗壓扁性；

3、利用氯化聚氯乙烯與聚偏氟乙烯之間的部分相容性，強化紡絲制膜液的微 分相作用，得到高通量的中空纖維膜。

本發明中聚偏氟乙烯樹脂為市購的通用型聚偏氟乙烯均聚物或聚偏氟乙烯 共聚物，聚偏氟乙烯共聚物為偏氟乙烯重復單元不少于60％的共聚物。紡絲制 膜液中聚偏氟乙烯樹脂的含量為質量10～40wt％(質量百分比，下同)，最好為 15～25wt％。

氯化聚氯乙烯樹脂為市購的通用型樹脂，含氯量為61％～68％，紡絲制膜液 中氯化聚氯乙烯樹脂的含量為1～10wt％，最好為1～5wt％。如果共混比例過大， 則會導致紡絲制膜液明顯分相。