[發明專利]一種聚氯乙烯中空纖維超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201310462664.5
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103495348A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 徐祖亮
• 申請（專利權）人: 廣州超禹膜分離技術有限公司
• 主分類號: B01D71/30
• 分類號: B01D71/30;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 湯喜友

技術領域

本發明屬于高分子膜材料技術領域，具體涉及一種聚氯乙烯（PVC）中空纖維超濾膜及其制備方法。

背景技術

膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過程稱作膜分離技術。膜分離技術作為新型分離技術已廣泛應用于氣體分離、物料分離和水處理，其中水處理領域對膜產品的需求量最大，它與傳統過濾的不同在于膜可以在分子范圍內進行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發生相的變化和添加助劑。膜分離技術發展迅速，已經廣泛應用于許多領域，并且不斷擴大，應用領域越來越廣泛。在膜分離應用領域中，聚氯乙烯（PVC）具有優良的耐酸堿、耐高溫、耐菌類、價格低廉、原材料易購等優點，可制成中空纖維微濾膜和中空纖維超濾膜；聚氯乙烯膜（PVC）的過濾方式分有內壓式和外壓式，也可灌封成中空纖維管式膜組件和MBR簾布式膜組件。雖然聚氯乙烯（PVC）應用領域廣泛，具有諸多優點，但聚氯乙烯（PVC）膜親水性差，通量較低，韌性較差等問題限制了其在超濾膜、微濾膜領域的進一步發展，而親水化改性是提高PVC的超濾膜和微濾膜通量高，親水性好、截留率高、抗污等有效的研究的重點。

聚氯乙烯（PVC）分離膜的親水改性，多集中在表面改性和共混改性，由于聚氯乙烯（PVC）的熱穩定性、化學穩定性較差，表面的處理時對膜的性能結構造成損害，共混接枝改性對膜工藝要求嚴格，由于膜干濕法工藝鑄膜液的相轉化很難控制，在工藝不穩定的情況下，對膜孔結構有影響、對膜通量、截留、強度都造成不穩定的現象，很難實現大規模的工業化生產。

目前，國內對于聚氯乙烯超濾膜和微濾膜的親水化改性主要是采用共混方法，即通過添加親水性較強的添加劑劑組，如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、聚乙二醇（PEG）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚乙烯酸等，在膜制備過程中同步實現親水化改性的目的，上述添加劑在共混改性PVC膜時會得到較好的親水性以及較大的通亮，使得調控結構成為可能，易于實現工業化生產。但是由于聚合物之間相容性差異，聚合物鏈結構多為線性，在成膜以及使用過程中易流失。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明的在于提供一種聚氯乙烯中空纖維超濾膜，增大聚氯乙烯膜的水通亮，提高凝膠層的致密性，獲得高截留率的聚氯乙烯中空纖維超濾膜。

本發明的另一目的在于提供一種聚氯乙烯（PVC）中空纖維超濾膜的制備方法，獲得一種高通量、高截留率、高強度的聚氯乙烯中空纖維超濾膜。

為實現上述目的本發明所采用的技術方案如下：

一種聚氯乙烯中空纖維超濾膜，其是用鑄膜液經過成膜、親水處理后干燥而成；所述鑄膜液包括以質量百分數計的以下組分：

聚氯乙烯8-30%

聚丙烯腈1-3%

聚乙二醇4-15%

親水劑1-5%

余量為溶劑。

作為本發明進一步的方案，所述鑄膜液包括以質量百分數計的以下組分：

聚氯乙烯15-20%

聚丙烯腈1-3%

聚乙二醇8-10%

親水劑2-4%

余量為溶劑。

上述方案中，本發明所采用的溶劑為酰胺類溶劑，優選為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一種或兩種混合。

本發明所采用的親水劑為丙烯腈、苯乙烯中的一種或兩種混合。

本發明所述的聚氯乙烯中空纖維超濾膜的接觸角為50°-60°，水通亮為1050L/(m²·h·0.1mpa)以上，截留率為97-99%。

一種聚氯乙烯中空纖維超濾膜的制備方法，其包括以下步驟：

1）配制鑄膜液：將上述組分混合后，在40-90℃下攪拌，真空脫泡后得到鑄膜液；

2）成膜處理：鑄膜液經過紡絲機紡絲成真空纖維膜，然后浸入20-50℃去離子水凝固浴中，得到中空纖維超濾膜；紡制出中空纖維超濾膜進行拉伸；

3）親水處理：將拉伸后的聚氯乙烯中空纖維超濾膜在親水溶液中浸泡、沖洗，進行親水化處理；

4）干燥：將親水化處理的聚氯乙烯膜取出，在溫室晾干。

優選的，步驟2）中紡絲溫度為25-40℃，拉伸倍率為1-2倍。

優選的，步驟3）親水溶液為親水劑的水溶液，其的親水劑的質量濃度為5%，親水溶液的溫度為20-62℃。