[發(fā)明專利]纖維編織管嵌入增強型聚合物中空纖維微孔膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910097143.8
• 申請日: 2009-03-23
• 公開（公告）號: CN101543731A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐又一;計根良;尤健明
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州潔弗膜技術(shù)有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/10;B01D67/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 周 烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚合物分離膜材料制備和改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種纖維編 織管嵌入增強型聚合物中空纖維微孔膜的制備方法。

背景技術(shù)

聚合物中空纖維微孔膜是聚合物分離膜材料的一種重要結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)點 是比表面積大、填裝密度高、體積小、處理效率高、生產(chǎn)工藝簡單，現(xiàn)在已廣 泛應(yīng)用到水處理、化工、電子、醫(yī)藥、食品加工等領(lǐng)域。由于聚合物中空纖維 膜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)是多孔結(jié)構(gòu)，從而它的力學(xué)強度不高，在實際應(yīng)用中往往會出現(xiàn) 斷絲現(xiàn)象。為了提高聚合物中空纖維膜的力學(xué)強度，Hayano等人(US?Patent No.4,061,821)最先提出了一種纖維編織管涂敷技術(shù)用于制備聚合物復(fù)合中 空纖維微孔膜。由于該技術(shù)只是將鑄膜液簡單地涂敷在纖維編織管的外表面， 因此很難控制鑄膜液向纖維編織管內(nèi)滲入的量，往往會出現(xiàn)中空纖維內(nèi)腔堵塞 的問題。為了解決這個問題，加拿大Zenon公司(US?PatentNo.5,472,607， US2003/0098275A1，WO?00/78437?A1)公開了一種制備真正意義上的聚合物復(fù) 合中空纖維微孔膜技術(shù)。該技術(shù)通過減小纖維束的丹尼爾數(shù)、增加纖維束的編 織緊密度以及改進纖維束的編織方式，使得鑄膜液與纖維編織管共擠出進行涂 敷時不至于滲入到編織管內(nèi)部。由該技術(shù)制備的聚合物復(fù)合中空纖維微孔膜只 有薄薄的一層聚合物分離膜，其厚度為0.01～0.1mm，因此所得到的膜的水通量 大大增加，跨膜壓力大大降低。但是，該中空纖維膜只是將聚合物分離膜復(fù)合 在纖維編織管的外表面，因此聚合物分離膜與纖維編織管之間的結(jié)合能力不好， 在對膜進行反向清洗過程中，聚合物分離膜與纖維編織管間易發(fā)生脫落。近期， 韓國Kolon工業(yè)株式會社(US2008/0292823A1，US2008/0305290A1，WO 2008/097011A1)公開了一種通過調(diào)節(jié)纖維編織管的行走速度與鑄膜液擠出量的 比值來控制鑄膜液滲入量的技術(shù)。通過該技術(shù)可以將鑄膜液的滲入量控制在 30％以內(nèi)，所得到復(fù)合中空纖維微孔膜具有厚度小于0.2mm的一層聚合物分離 膜。雖然該技術(shù)在一定程度上加強了分離膜與纖維編織管之間的結(jié)合力，但是 沒有徹底解決復(fù)合中空纖維微孔膜在反洗過程中聚合物分離膜與纖維編織管脫 離的問題。

Hayano等人剛開始提出的嵌入包埋式纖維編織管增強技術(shù)是可以徹底解決 反洗過程中聚合物分離膜與纖維編織管脫離問題的有效手段，只是沒有有效手 段來控制鑄膜液向編織管內(nèi)腔滲入的量。在傳統(tǒng)的制備中空纖維微孔膜工藝中， 都是利用芯液用于中空纖維膜內(nèi)腔的成型。但是，以上所述的幾種涂覆技術(shù)都 是將編織好的纖維編織管與鑄膜液共擠出進行涂敷，因此不可能將芯液引入至 編織管內(nèi)腔。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種纖維編織管嵌入增強型聚 合物中空纖維微孔膜的制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種纖維編織管嵌入增強型 聚合物中空纖維微孔膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)制備鑄膜液：將聚合物、溶劑、非溶劑、親水化改性劑在80～140℃溫度 下在反應(yīng)釜中攪拌12～24小時，過濾、真空脫泡12～36小時，得到鑄膜液。

(2)纖維編織共擠出一體化成膜：鑄膜液在0.1～0.4MPa壓力下，通過壓力擠 出進入擠出模具。芯液在0.01～0.05MPa壓力下，經(jīng)芯液管，通過壓力擠出進入 擠出模具。將編織機絲架上的纖維束沿著芯液管進行“人”字形交叉編織，使 得芯液管固定在編織好的纖維編織管中間，纖維編織管在摩擦輪的帶動下，以 0.5～6m/min的前行速度下進入擠出模具。將鑄膜液、芯液、纖維編織管通過擠 出模具進行共擠出，浸入凝固浴中發(fā)生相分離，得到纖維編織管嵌入增強型聚 合物中空纖維微孔膜。

(3)后處理：將得到的中空纖維微孔膜在40～90℃熱水中浸泡1～24小 時，進行親水化后處理；將親水化處理后的中空纖維微孔膜在20～60℃干燥2～ 48小時，干燥后得到親水性聚合物中空纖維微孔膜。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：

(1)采用了纖維編織-共擠出一體化工藝，將芯液引入到編織管內(nèi)部，有效地控 制鑄膜液向編織管內(nèi)腔滲入的量，成功地解決了傳統(tǒng)涂敷工藝中纖維編織 增強聚合物中空纖維微孔膜內(nèi)腔易堵塞的技術(shù)難題。