[發明專利]水處理用大通量聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201010266291.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101966432A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 馬春燕;劉耀芳;奚旦立;陳金華;胡立晨;邰曉燕
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/12;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于水處理用超濾膜及其制備領域，特別涉及一種水處理用大通量聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備方法。

背景技術

水是生命的源泉，離開了水，世界將不復存在，人類也將面臨滅亡。隨著社會經濟的發展和人口的增長，水資源短缺已經成為一個全球化的問題，已知全球有26個國家嚴重缺水，每年有1500萬人因缺水、飲用被污染的水而死亡。水已被50個國家的科學家列為本世紀最棘手的兩大問題之一。

水環境質量的嚴重惡化和經濟的高速發展，迫切要求適合時代發展的污水資源化技術，以緩解水資源的短缺狀況。因此，近年來各種新型、改良型的高效廢水處理技術應運而生。膜分離技術在近20年發展迅速，其應用已從早期的脫鹽發展到化工、食品、醫藥、電子等工業的廢水處理，產品分離和生產高純水等，成為重要的化工操作單元。與常規分離方法相比，膜過程具有能耗低、單級分離效率高、過程簡單、不污染環境等優點，是解決當代能源、資源和環境問題的重要高新技術，并將對21世紀的工業技術改造起著深遠的影響。膜技術主要有微濾、超濾、反滲透、電滲析、滲析、氣體膜分離和滲透氣化等，其中微濾和超濾的分離原理屬于篩分機理，其余幾種屬于溶解擴散機理。分離膜的制備是膜技術的核心，制備出抗污染、結實耐用、能耗低、分離性能好和透過性高的膜是膜技術的關鍵。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水處理用大通量聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備方法，該超濾膜通量大、截留率高、機械強度好，對于污廢水的處理效果明顯，制備方法簡單，適合工業化生產。

本發明的一種水處理用大通量聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜，其組分包括：膜材料聚偏氟乙烯PVDF和改性物，重量比為7～8∶3～2；其中改性物為質量比為4～5∶6～5的甲基丙烯酸甲酯PMMA與熱塑性橡膠TPU。

所述PVDF和改性物的質量比為8∶2或7∶3。

所述改性物為質量比為4∶6或5∶5的PMMA與TPU。

本發明的一種水處理用大通量聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜的制備方法，包括：

將PVDF、PMMA和TPU三種聚合物按上述質量比溶解于有機溶劑中，溶液于80℃攪拌12h使其充分溶解，脫泡24h后經紡絲裝置(此裝置現有)紡絲，紡出的膜于自來水中浸泡48h，待溶劑完全溶出后，即得到固定成型的膜。

所述有機溶劑為N，N-二甲基乙酰胺DMAc。

有機溶液中三種聚合物總濃度為17wt％。

紡絲過程中的工藝參數為芯液組分為蒸餾水，芯液流速為13ml/min，壓力為0.15MPa，凝膠浴為自來水凝膠浴，凝膠浴溫度為25℃。

本發明同時運用PMMA及TPU對PVDF進行改性，以減緩PVDF的表面能低、極強憎水性，用于水體凈化時膜容易受到污染等特性，同時使膜兼具PMMA和TPU的優良性能，使膜在具有較大水通量和較高截留率的前提下具有較高的韌性和強度等機械性能，使其更易工業化生產和應用。

有益效果

(1)本發明制備的超濾膜通量大、截留率高、機械強度好，對于污廢水的處理效果明顯，處理后的水可循環利用，減少了水資源的浪費。

(2)制備方法簡單，適合于工業化生產。

附圖說明

圖1為本發明實驗裝置結構示意圖，其中1為攪拌裝置，2為貯存罐，3、8、15為閥門，4為過濾器，5為計量泵，6為噴絲頭，7為芯液罐，9為轉子流量計，10為凝膠浴槽，11為導絲裝置，12為水槽，13為繞絲收集裝置，14為氮氣鋼瓶，16為壓力表。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

1.組分

a.膜材料：聚偏氟乙烯；

b.改性物：聚甲基丙烯酸甲酯及熱塑性橡膠按4∶6重量比混合而成；

c.溶劑：N，N-二甲基乙酰胺；

重量比：膜材料∶改性物＝8∶2；(膜材料+改性物)∶溶劑＝17∶83。

2.制備工藝