[發(fā)明專利]一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN103182256A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 鄭子龍;包進鋒;張星星
• 申請（專利權）人: 杭州求是膜技術有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D67/00;B01D69/08
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

技術領域

?本發(fā)明涉及復合材料技術領域，尤其涉及一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜及其制備方法。

背景技術

傳統(tǒng)污水再生處理技術存在著出水質量不高、占地大、穩(wěn)定性差等缺點。膜分離技術具有能耗低、過程簡單、分離效率高、無環(huán)境污染等優(yōu)點，是解決當代能源、資源和環(huán)境問題的重要高新技術，是其它任何一種化工分離技術無法替代的，其應用已涉足化工、食品、醫(yī)藥、生化、環(huán)保等領域，對節(jié)約能源、提高效率、凈化環(huán)境等做出了重要貢獻，被國外稱為二十一世紀最有發(fā)展前途的十大高新技術之一。

?但現(xiàn)有的中空纖維膜普遍存在拉伸強度差的缺點，且膜通量雖然能

夠保障，但是普遍存在截留率不高的缺點，且通量和穩(wěn)定性保持性差，出水很難達到國家飲用水標準，市場前景不佳。為了增強其拉伸強度和提高截留率，可以選擇使用復合中空纖維膜，但現(xiàn)有的復合中空纖維膜普遍存在穩(wěn)定性差的缺點。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中空纖維膜存在拉伸強度差、截留率不高、穩(wěn)定性差的缺陷，本發(fā)明提供一種拉伸強度高、截留率高、高穩(wěn)定性的中空纖維膜及其制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：

一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜，包括聚偏氟乙烯膜絲，在所述的聚偏氟乙烯膜絲內部及孔徑內均勻鑲嵌有交聯(lián)產物。交聯(lián)產物在膜絲內部鑲嵌，形成均勻、致密的結構，穩(wěn)定地存在于中空纖維膜中，從而使得膜絲的拉伸強度、穩(wěn)定性得到提高，由于高親水性交聯(lián)產物的加入，膜絲的水通量增加，并能保證通量的穩(wěn)定性。由于吸水后交聯(lián)產物會像海綿一樣，也能大大提高截留率。

作為優(yōu)選，所述的交聯(lián)產物為聚乙烯醇（PVA）與戊二醛交聯(lián)形成。PVA材料溶于水，用在超濾膜中，不能穩(wěn)定存在。通過PVA與戊二醛的交聯(lián)，形成了不溶于水但是很親水的交聯(lián)產物，一方面提高了穩(wěn)定性，同時也提高了水通量。交聯(lián)劑選用戊二醛具有安全性高的優(yōu)點。

一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

1）將聚乙烯醇和水配置成質量百分比濃度為14%~18%的聚乙烯醇水溶液；

2）取30~40g的聚乙烯醇水溶液加入到500ml的二甲基乙酰胺（DMAC）中，維持溫度在65~85℃，攪拌均勻，再加入150~170g的聚偏氟乙烯（PVDF）粉料，繼續(xù)維持溫度65~85℃攪拌均勻；

3）將步驟2）所得的混合液中加入20~40g的制孔劑和10~20g的表面活性劑，攪拌均勻并倒入紡絲反應釜中真空脫泡得到鑄膜液；

4）將硫酸鈉和戊二醛溶于水制成紡絲芯液，紡絲芯液中硫酸鈉的質量百分比濃度為3~5%，戊二醛的質量分數(shù)為1.5~5%，再用濃硫酸調節(jié)紡絲芯液的PH值為2~4；

5）將步驟3）得到的鑄模液和步驟4）得到的紡絲芯液分別通過紡絲設備噴絲頭的料液進口和芯液進口，通過相轉化法在40~50℃水中凝膠并后處理，制得高穩(wěn)定性的中空纖維膜。

?????在PVDF材料中混和了PVA，并且紡絲過程中PVA與戊二醛交聯(lián)，使得交聯(lián)產物穩(wěn)定地存在于中空纖維膜中，從而使得膜絲的各個性能都得到增強。

作為優(yōu)選，所述的制孔劑為聚乙烯吡咯烷酮（PVP）或聚乙二醇400（PEG400）。這兩種制孔劑能跟鑄模液體系很好的相溶，而且成膜過程中能較快的從膜絲中與水交換出來。

作為優(yōu)選，所述的表面活性劑為吐溫80。表面活性劑活性效果好，利于發(fā)生交聯(lián)反應。

本發(fā)明的一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜膜絲內部及孔徑內均勻鑲嵌有高親水性交聯(lián)產物，形成均勻、致密的結構，穩(wěn)定地存在于中空纖維膜中，從而使得膜絲的拉伸強度、截留率、水通量、水通量的穩(wěn)定性都大大提高。一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜的制備方法具有過程簡單、安全、有效、容易控制的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜的制備方法實施例的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合圖1與具體實施方式對本發(fā)明做進一步的說明。

實施例1

一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜，包括聚偏氟乙烯膜絲，在所述的聚偏氟乙烯膜絲內部及孔徑內均勻鑲嵌有交聯(lián)產物。所述的交聯(lián)產物為聚乙烯醇與戊二醛交聯(lián)形成。

一種高穩(wěn)定性的中空纖維膜的制備方法，如圖1所示的工藝流程，包括以下步驟：

1）將聚乙烯醇和水配置成質量百分比濃度為15%的聚乙烯醇水溶液；

2）取30g的聚乙烯醇水溶液加入到500ml的二甲基乙酰胺中，維持溫度在65℃，攪拌均勻，再加入150g的聚偏氟乙烯粉料，繼續(xù)維持溫度65℃攪拌均勻；