[發明專利]一種中空纖維復合膜的制備方法

有效

• 申請號: 201210081941.3
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102600736A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 劉建立;胡曉宇;張武江
• 申請（專利權）人: 天津膜天膜科技股份有限公司
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D67/00;B01D69/08
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

技術領域

本發明屬于中空纖維膜制備技術領域，更具體的說，是一種中空纖維復合膜的制備方法。

背景技術

中空纖維膜是分離膜的一種重要形式，已廣泛應用于膜蒸餾以及污水資源化領域，涉及化工、環保、建筑、紡織、造紙等多個行業。就其制備方法而言，主要包括溶液紡絲法(也稱溶液相轉化法、浸漬沉淀法或非溶劑致相分離法)、熱致相分離法和熔融紡絲-拉伸法等。其中，溶液紡絲法是目前中空纖維膜特別是中空纖維超/微濾膜的主流制備技術，所得中空纖維膜具有分離精度高、抗污染性好的特點，該方法既可以制備用于污水資源化的親水型中空纖維膜，也可以制備用于膜蒸餾等領域的疏水型中空纖維膜。

適用于溶液紡絲法的制膜材料主要包括聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、磺化聚醚砜(SPES)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氯乙烯(PVC)等，各種制膜材料的物理性能和化學性能各具特色，且不同制膜材料的成本也高低不一。即使是同種材料，如PVDF，也存在不同分子量分布的系列化產品。因此，發揮不同材料的特點制備綜合性能優異的中空纖維膜是膜制備技術領域研究的熱點。

專利號為200610035536.2，專利名稱為《一種復合中空纖維膜的制備方法》的專利文獻公開了一種PVDF/PS(或PES)復合中空纖維膜的制備方法，是采用溶液紡絲制膜技術，將PS或PES、成孔劑等在有機溶劑中均勻溶解，作為基膜成膜體系，將PVDF、成孔劑等在有機溶劑中均勻溶解，作為復合層成膜體系，經過復合紡絲噴絲組件和凝固浴等得到分離層為PVDF、基膜為PS或PES的復合中空纖維膜。專利申請號為200910112298.4，專利名稱為《一種復合中空纖維膜的制備方法》的專利文獻公開了一種PVDF/PVC復合中空纖維膜的制備方法，其主要技術方案與專利號為200610035536.2的專利基本相同，區別主要是將基膜材料更換為成本相對較低的PVC材料。

上述兩種方法的共同特點是均采用復合噴絲組件，且皮層成膜體系鑄膜液與芯層成膜體系鑄膜液同時經過復合噴絲組件的內層和外層擠出，然后同時浸入凝固浴中，在芯液和凝固浴的共同作用下固化成形。顯然，這種方法存在的主要問題在于只適用于鑄膜液溫度相同或接近相同以及鑄膜液流動性能相同或接近相同的溶液紡絲成膜體系。否則，對于兩種成膜體系鑄膜液溫度相差較大的體系，在兩種成膜體系鑄膜液同時經過復合噴絲組件的過程中，必然會發生因兩種成膜體系鑄膜液溫度差異導致的復合噴絲組件溫度不穩定，以及兩種成膜體系鑄膜液相互影響分相的過程，繼而造成所得中空纖維復合膜孔結構不均勻或沿長度方向壁厚不均勻等現象；對于兩種成膜體系鑄膜液流動性能相差較大的體系，如兩種成膜體系鑄膜液濃度相差較大，從而濃度高的成膜體系鑄膜液流動黏度會高于濃度低的成膜體系鑄膜液，在兩種成膜體系鑄膜液同時經過復合噴絲組件的過程中，必然會發生由于流動性差異所導致的紡絲流體整體不穩定，繼而造成所得中空纖維復合膜壁厚不均勻的問題。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中的不足之處，提供一種能夠避免復合過程對兩種成膜體系鑄膜液穩定性及中空纖維膜尺寸穩定性產生影響的中空纖維復合膜制備方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種中空纖維復合膜的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)將可溶液紡絲的聚合物、有機溶劑和成孔劑配置成溶液紡絲成膜體系I的鑄膜液；

(2)將可溶液紡絲的聚合物、有機溶劑和成孔劑配置成溶液紡絲成膜體系II的鑄膜液；

(3)溶液紡絲成膜體系I的鑄膜液經溶液紡絲法紡絲，在紡絲成形且中空內腔充滿芯液的狀態下浸入溶液紡絲成膜體系II的鑄膜液中進行涂覆，使溶液紡絲成膜體系I的鑄膜液經溶液紡絲法得到的基膜表面涂覆溶液紡絲成膜體系II的鑄膜液；之后快速浸入到凝固浴中充分固化，得到由溶液紡絲成膜體系I形成的芯層和溶液紡絲成膜體系II形成的皮層組成的中空纖維復合膜；所述芯液為水或有機溶劑與水的混合液，其中，有機溶劑與水的混合液中水含量不低于芯液總質量的50％。

溶液紡絲成膜體系I的鑄膜液中的可溶液紡絲的聚合物為PS、PES、SPES、PAN、PVC、PVDF中的任一種。

所述溶液紡絲成膜體系I的鑄膜液中按質量百分比：可溶液紡絲的聚合物聚合物為10-30％，有機溶劑為50-80％，成孔劑為10-30％。

溶液紡絲成膜體系II的鑄膜液中的可溶液紡絲的聚合物為PS、PES、SPES、PAN、PVC、PVDF中的任一種。