[發(fā)明專(zhuān)利]一種親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210594661.2
• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103055720A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉沙河
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 劉沙河
• 主分類(lèi)號(hào): B01D71/34
• 分類(lèi)號(hào): B01D71/34;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 武漢楚天專(zhuān)利事務(wù)所 42113
• 代理人: 楊宣仙

1.一種親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜，其特征是在于：所述超濾膜是以聚偏氟乙烯和聚胺酯為基體，再加入聚乙烯吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、聚乙二醇600制備的外表面過(guò)濾層微孔小、內(nèi)表面的導(dǎo)流層微孔由外向內(nèi)增大的錐孔中空纖維超濾膜，以上物質(zhì)的質(zhì)量百分比如下：

第一聚合物P1：聚偏氟乙烯(PVDF)???????8-29％

第二聚合物P2：聚胺酯(PU)?????????????1％-10％

第三聚合物P3：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)????3-8％

第一稀釋劑W1：二甲基乙酰胺(DMAC)?????65-78％

第二稀釋劑W2：聚乙二醇600(PEG)???????2-10％

其中：所述聚偏氟乙烯重均分子量為450000，所述聚胺酯的質(zhì)量分子量為2000，所述聚乙烯吡咯烷酮的粘均分子量為80000。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜，其中各成份的質(zhì)量比為：

P2/P1＝0.03-0.14

P3/P1＝0.26-0.29

W2/W1＝0.07-0.13

P/(P+W)＝21％-32％，其中：P＝P1+P2+P3，W＝W1+W2

其中P+W為100％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜，其中各成份的質(zhì)量比為：

P2/P1＝0.08-0.19

P3/P1＝0.23-0.35

W2/W1＝0.083-0.13

P/(P+W)＝21％-26％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜，其特征在于：所述錐孔超濾膜的中空纖維是外徑1.0-1.5mm，內(nèi)徑0.7-1.2mm的同心結(jié)構(gòu)。

5.一種制備權(quán)利要求1中所述的親水改性PVDF與PU共混錐孔超濾膜的方法，其特征在于具體包括以下步驟：

(1)聚合物材料的預(yù)處理，將PVDF、PU、聚乙烯吡咯烷酮分別放入不同熱力烘干機(jī)中進(jìn)行干燥，烘干的溫度分別為95℃-115℃、65℃-90℃、50℃-80℃；

(2)制膜共混物原料液的制備，將稀釋劑W1二甲基乙酰胺、稀釋劑W2聚乙二醇600與步驟(1)中烘干處理后的PVDF、PU、聚乙烯吡咯烷酮按照以下質(zhì)量百分比稱(chēng)重：

將按照以上質(zhì)量比稱(chēng)量后的物質(zhì)置于攪拌反應(yīng)釜中，在溫度70℃-95℃下進(jìn)行攪拌溶解，攪拌時(shí)間為16-24小時(shí)，攪拌速度為70-120轉(zhuǎn)/分鐘，然后將攪拌好的混合液在氮封作用下脫氣得到制膜共混物原料液，其中氮封壓力為35-45毫米水柱(mmH2O)；

(3)內(nèi)凝固液即質(zhì)量百分比為30-70％的二甲基乙酰胺水溶液的制備，將去離子的純化水與稀釋劑W1二甲基乙酰胺(DMAC)按質(zhì)量比3-7∶10進(jìn)行攪拌溶解，溫度控制在10℃-25℃，攪拌時(shí)間為4-6小時(shí)，攪拌速度為60-90轉(zhuǎn)/分鐘，真空脫泡1-2小時(shí)后所得到的即為溫度低于制膜共混物原料液的內(nèi)凝固液；

(4)中空纖維初生膜絲的擠出與錐孔結(jié)構(gòu)的成型，將步驟(2)中預(yù)制好的制膜共混物原料液和步驟(3)中制備的內(nèi)凝固液分別通過(guò)同心噴絲器外孔和內(nèi)孔熔融擠出，擠出過(guò)程中內(nèi)凝固液與制膜共混物原料液的溫度差為8℃-15℃，制膜共混物原料液的紡絲液流速為1.8-3.2ml/min，內(nèi)凝固液的流速為0.8-1.8ml/min，利用內(nèi)凝固液與制膜共混物原料液的溫度差關(guān)系，制得導(dǎo)流層微孔孔徑為0.12-0.18μm、過(guò)濾層微孔孔徑為0.05-0.09μm的錐孔中空纖維初生膜絲；

(5)錐孔中空纖維中間體的形成，將步驟(4)中擠出的錐孔中空纖維初生膜絲在超純水外凝固液或按照步驟(3)的方法制備的內(nèi)凝固液或空氣中降溫，冷卻固化，經(jīng)收卷機(jī)收卷，制成錐孔中空纖維中間體；

(6)稀釋劑浸取，將步驟(5)中制成的錐孔中空纖維中間體浸入去離子的純化水中，脫出膜中稀釋劑混合物形成錐孔中空纖維膜，其浸取水溫控制25℃-35℃，浸取時(shí)間為12-24小時(shí)；

(7)錐孔中空纖維膜的擴(kuò)孔，將步驟(6)得到的中空纖維膜浸入質(zhì)量濃度為2-10％的次氯酸鉀溶液中進(jìn)行擴(kuò)孔，其擴(kuò)孔過(guò)程中溫度控制在22℃-28℃，時(shí)間為8-24小時(shí)，pH控制在9-12；

(8)錐孔中空纖維超濾膜制品的形成，將步驟(7)中擴(kuò)孔后的錐孔中空纖維膜在甘油∶水的質(zhì)量比為1∶1-3的溶液中浸泡12-36h，然后自然涼干或在恒溫下烘干即得到錐孔中空纖維超濾膜的制品，恒溫的溫度控制在23℃-26℃。