[發(fā)明專利]一種聚偏氟乙烯中空纖維膜及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210348071.1
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102836645A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設計）人: 馮暨偉;張博豐;沈明忠;秦樹篷;李鴻燕
• 申請（專利權）人: 中國華電工程（集團）有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D67/00;D01D1/02;D01D5/00;D01F6/48;D01F1/08;D01F1/10;D01F11/06
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯中空纖維膜及其制備方法，屬于水處理技術領域。

背景技術

膜分離技術具有效率高、能耗低、工藝簡單、設備緊湊、過濾安全、無污染等優(yōu)點，被廣泛應用于電子化工、生物醫(yī)藥、食品飲料及環(huán)保等行業(yè)，但其主要被開發(fā)和應用是在水處理行業(yè)中。因其涉及面廣且量又大，膜法水處理技術在工業(yè)中備受青睞，被稱為“二十一世紀的水處理技術”。目前，隨著膜科學技術的發(fā)展，膜分離技術已經(jīng)在海水淡化、苦咸水脫鹽、高純水制備、電廠水處理污水、廢水處理和飲用水凈化處理等領域得到了不同程度的應用。

目前常見的膜材料有聚砜、聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙稀、聚醚砜、聚偏氟乙烯等。聚偏氟乙烯是一種結晶型聚合物，具有很好的化學穩(wěn)定性、耐熱性、耐輻射性和良好的物理機械性能，且可在較低的溫度下溶于某些強極性有機溶劑，易于用溶液相轉(zhuǎn)化法制膜，是一種性能優(yōu)良的聚合物膜材料。聚偏氟乙烯是最具疏水性的聚合物材料之一，因而對聚偏氟乙烯中空纖維膜提出親水改性方法，其可以歸納為：膜表面改性和膜材料改性兩大類。一般通過膜表面改性得到的親水性不能持久，它的親水性隨著膜使用時間的延長而失效；而膜材料通過引入極性基團進行親水改性，可以從根本上改變分離膜的親水性，消除單一聚合物組分性能上的不足，從而制的理想的膜產(chǎn)品。

申請?zhí)枮?00910231291.4名稱為“具有永久親水性的聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜及制備方法”的專利申請中，采用極性單體對PVDF原材料進行接枝，從而實現(xiàn)膜絲的親水改性，但是其最終得到的中空纖維膜產(chǎn)品的純水通量較低，抗污染性能差，無法滿足實際應用的需要。申請?zhí)枮?01110186228.0名稱為“聚偏氟乙烯中空纖維膜及其制備方法”的專利申請中，采用碳酸鈣和二氧化硅通過改性處理后，作為增強劑，從而實現(xiàn)膜絲的機械強度和孔徑均勻度控制，但是其得到的中空纖維膜產(chǎn)品的親水改性為沒有輻射或接枝親水基團屬于非永久改性。因而如何尋求純水通量高、抗污染性能強、親水性優(yōu)良且永久親水改性的聚偏氟乙烯中空纖維膜成為人們關注的焦點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種聚偏氟乙烯中空纖維膜及其制備方法，本發(fā)明通過利用有機共混和無機添加兩種方式同時作用，使得聚偏氟乙烯中空纖維膜的親水性得到明顯改善，抗污染性能得到明顯增強；通過對改性共混物和無機添加劑的原料和配比進行選擇和調(diào)整，從而進一步提高聚偏氟乙烯中空纖維膜的純水通量，得到永久親水改性的聚偏氟乙烯中空纖維膜。

本發(fā)明是這樣構成的：一種聚偏氟乙烯中空纖維膜，按重量份計算，它主要由以下組分制成：

聚偏氟乙烯??15～25份?????溶劑?50～80份???????表面活性劑?1～3份

高分子添加劑?2～12份?????無機添加劑?1～8份???改性共混物?1～12份。

優(yōu)選的，按重量份計算，它主要由以下組分制成：

聚偏氟乙烯?23份??????溶劑?55份??????????表面活性劑?1份

高分子添加劑?8份??????無機添加劑1份??????改性共混物12份。

本發(fā)明中，所述的聚偏氟乙烯為通用型均聚物或共聚物，優(yōu)選標準相對密度為?1.75-1.77g/cm³?的聚偏氟乙烯。?

本發(fā)明中的組分均為納米級粒子。

本發(fā)明中所述的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N—甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯中的一種或幾種，上述溶劑均為強極性溶劑，能夠更加快速均勻的將紡絲液組分溶解。

所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基氨基丙酸鈉、吐溫類系列中的一種或幾種，所述的吐溫類系列包括土溫-20、土溫-40、土溫-60、土溫-80中的一種或幾種，從而可以提升中空纖維膜的親水性。

所述的高分子添加劑為聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚氧乙烯、甲基纖維素中的一種或幾種，高分子添加劑主要起成孔的作用，同時影響膜的孔隙率、親水性及水通量等。

所述的無機添加劑為硝酸鋰、氯化鋰、氯化鈣、碳酸鈣、硝酸鈣、二氧化硅、高嶺土中的一種或幾種，該無機添加劑要求為納米級粒子，在鑄膜液中加入無機粒子，可以起到成孔劑、增強劑的作用，從而提高膜的親水性、穩(wěn)定性、抗壓性及膜通量。

所述的改性共混物為醋酸纖維素、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、丙烯酸酯、馬來酸酐、聚乙烯醇縮丁醛中的一種或幾種。改性共混物可以提高聚偏氟乙烯中空纖維膜的韌性，同時改善膜的親水性，及提高其抗污染性。