[發明專利]一種具有密度梯度孔的中空纖維膜及制法

在審

• 申請號: 201010153150.8
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN101890307A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 奚韶鋒;洪耀良;陳翠仙
• 申請（專利權）人: 蘇州膜華材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種聚偏氟乙烯(PVDF)多孔中空纖維膜及其制法，尤其是涉及一種具有密度梯度孔的聚偏氟乙烯(PVDF)多孔中空纖維膜及其制法。

背景技術

膜生物反應器工藝(MBR)是一種新型、高效的污水處理技術，它可以同時實現生物催化反應及水與降解物質的分離，使水資源得以再生，實現回用水質標準。是當代先進、高效和低能耗的廢水深度處理及再生回用新技術。其中制備強度高、抗污染性能好、低成本的超濾膜和微濾膜，是膜生物反應器工藝的核心技術。但目前大多數商品化的超、微濾膜效果均不理想，無法滿足工業生產的要求。另一方面，目前超、微濾膜多數采用非溶劑致相分離法制備，所制出的膜大多包含指狀大空腔結構，膜孔徑分布不均勻、強度差，在污水中使用易斷絲，膜壽命短，不適于在膜生物反應器工藝中應用。

發明內容

本發明的目的是提出一種適于在膜生物反應器工藝中應用的聚偏氟乙烯多孔中空纖維膜及其制法。

本發明提供的聚偏氟乙烯多孔中空纖維膜，其制膜的成份及其含量以質量百分比計：

第一聚合物P₁：聚偏氟乙烯(PVDF)????????25～45％

第二聚合物P₂：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)?????0～3％

第一稀釋劑D₁：乙二醇二乙酸酯??????????32～45％

第二稀釋劑D₂：1，3-丙二醇?????????????15～36％。

優選的，其中所述聚偏氟乙烯(PVDF)重均分子量為370000，所述聚乙烯吡咯烷酮(PVP)粘均分子量為220000。

優選的，其中各成份的質量比為：

P₂/P₁＝0～0.12，

D₁/D₂＝1.1/1～2.5/1，

P/(P+D)＝(25～45)％，其中：P＝P₁+P₂，D＝D₁+D₂。

更優選的，其中各成份的質量比為：

其中所述P₂/P₁＝0.05～0.08，

其中所述D₁/D₂＝1.2/1～2/1，

其中所述P/(P+D)＝(30～38)％。

另一方面，本發明還提供了一種所述的中空纖維膜的制備方法，包括下列步驟：

(1)聚合物材料的預處理

將聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮在烘干機中進行干燥，烘干溫度為50～80℃；

(2)制膜共混物原料的制備

將聚偏氟乙烯P₁與聚乙烯吡咯烷酮P₂，乙二醇二乙酸酯D₁與1，3-丙二醇D₂按比例稱量后，先后置于攪拌釜中，在150～180℃的溫度下進行攪拌溶解，攪拌時間為15～25小時，攪拌轉速為80～120轉/分，將溶解均勻的制膜高分子溶液在空氣中冷卻造粒，得到共混物原料；

(3)中空纖維膜的擠出、成形

(4)稀釋劑浸取

將制成的中空纖維中間體浸入反滲透水中，脫除膜中的稀釋劑混合物，水溫為40～60℃，浸取時間為8～12小時；

(5)晾干

將制成的中空纖維膜在室溫下晾干即得中空纖維膜制品。

優選的，其中步驟(1)中的溫度為60～70℃。

優選的，其中步驟(2)中所述的攪拌時間為22～24小時，所述的攪拌轉速為90～100轉/分。

優選的，其中步驟(3)包括以下步驟：

(3-1)將上述共混物原料加入雙螺桿擠出機中熔融擠出；

(3-2)擠出的熔融共混物經過過濾器和紡絲泵，從中空纖維環形口模中擠出，形成中空的初生纖維；

(3-3)將上述初生纖維在空氣中降溫，然后在冷卻液中冷卻固化，經收卷機收卷，制成中空纖維中間體。

更優選的，其中步驟(3-1)中原料的加料速度為8kg/h，擠出機沿螺桿長度方向分為8個區段進行加熱，8個區段的溫度范圍為120～180℃，螺桿轉速為120轉/分。