[發(fā)明專利]一種廢舊聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310732734.4
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103752190A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任月萍;李秀芬;吳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/06;C08J11/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢舊聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法，屬于高分子材料回收及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，污水資源化利用已成為應(yīng)對水資源短缺和減少污染排放的必由之路。膜生物反應(yīng)器(Membrane?Bioreactor，MBR)是將膜分離技術(shù)與廢水生物處理系統(tǒng)相結(jié)合的高效水處理系統(tǒng)。目前中國的MBR技術(shù)市場是世界增長最快的領(lǐng)域和地區(qū)之一，預(yù)計(jì)到2015年，中國膜材料市場規(guī)模將達(dá)到270億元，污水處理膜工藝市場達(dá)到1400億元。膜是膜分離技術(shù)的核心，目前MBR膜組件中使用量較大的有聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)膜，其中PVDF膜由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，如，良好的耐磨性和耐化學(xué)腐蝕性，在國內(nèi)和國外用量均最大。PVDF平板膜的平均使用壽命為5-7年，因此，每年在生產(chǎn)和使用過程中將會(huì)產(chǎn)生大量的廢膜，然而，PVDF穩(wěn)定性極強(qiáng)，不能用常規(guī)的深埋和焚燒等方式處理，如果不及時(shí)回收處理，將會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)及環(huán)境污染。因此，開發(fā)廢舊PVDF平板膜的再生利用方法和工藝具有重要的意義。

目前，關(guān)于水處理工程用廢舊平板膜材料的回收利用的報(bào)道還未見。MBR工程用平板膜由膜材料PVDF和無紡布支撐層組成；無紡布支撐層的材料主要為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，PET是一種高熔點(diǎn)的熱塑性樹脂。盡管公開號為CN101422708A的專利開發(fā)了一種廢舊PVDF中空纖維膜的回收再利用方法，但未涉及膜材料與支撐層的分離方法，以及支撐層材料的回收再利用方法。

本發(fā)明是一種廢舊PVDF平板膜的回收再利用方法，包括膜表面PVDF和無紡布支撐層的回收利用；首先通過清洗去除廢舊膜表面污染物，烘干后浸沒于有機(jī)溶劑中溶解回收膜表面的PVDF，經(jīng)固液分離后得到PVDF提取液及無紡布。PVDF提取液經(jīng)高速離心或?yàn)V膜過濾除雜后，加入部分新鮮PVDF樹脂、致孔劑和添加劑等配置鑄膜液，采用非溶劑誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化(NIPS)法制備再生平板膜。無紡布PET經(jīng)過除雜粉碎后通過擠壓熔融法加工成PET顆粒。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種廢舊聚偏氟乙烯平板膜的回收再利用方法。

本發(fā)明的目的可通過以下技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)：先將廢舊PVDF平板膜進(jìn)行洗滌、干燥等預(yù)處理，然后將其浸入有機(jī)溶劑中溶解膜表面的PVDF從而將PVDF與無紡布分離，再將PVDF提取液經(jīng)過濾除雜后，加入部分新鮮PVDF樹脂、致孔劑和添加劑等配置鑄膜液，采用NIPS法制備再生平板膜，同時(shí)將無紡布PET經(jīng)過洗滌、干燥、粉碎后通過擠壓熔融法加工成PET顆粒。

本發(fā)明的具體步驟如下：

(1)廢舊PVDF平板膜的預(yù)處理：將廢舊PVDF平板膜裁剪成50～500cm²大小的膜片，先用濃度為500ppm～10000ppm的NaClO溶液，再用濃度為2％～5％的HCl或1％-5％檸檬酸溶液將廢膜清洗干凈，之后用清水沖洗至中性，在50-70℃下脫水烘干；

(2)溶劑提取：將步驟(1)清洗干燥后的碎膜片浸沒于有機(jī)溶劑N，N-甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或二甲基亞砜(DMSO)中，溶劑用量為每平方米廢膜0.1L～0.5L，在5～70℃(下溶解1h-12h，然后微濾膜或超濾膜過濾，也可在4000rpm～10000rpm離心15min，實(shí)現(xiàn)固液分離，清液即為PVDF回收液，沉渣即為回收的無紡布；

(3)無紡布除雜：將經(jīng)過步驟(2)得到的無紡布沉渣，用(2)中的提取溶劑清洗，除去表面殘余的PVDF成分，洗滌后的溶劑加入到步驟(2)的提取溶劑中循環(huán)使用，然后用清水洗滌除去無紡布表面的提取溶劑，在50-70℃下脫水烘干；

(4)PVDF再生膜的制備：向步驟(2)中經(jīng)過除雜處理得到的PVDF回收液中填加2％-10％的PVDF樹脂，4％～8％的致孔劑(聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)或LiCl中的一種或多種的組合)和添加劑(無機(jī)顆粒、增白劑、親水改性劑)，攪拌溶解、靜置脫泡后，通過NIPS法制PVDF平板膜，所用凝固浴組成為水、乙醇或乙醇和水混合液(乙醇/水體積比為20/80～50/50)，凝固浴溫度為15～30℃；

(5)無紡布的再生利用：將經(jīng)過步驟(3)得到的無紡布以粉碎裝置進(jìn)行粉碎，采用雙螺桿擠壓機(jī)在260～290℃下擠壓熔融，加工成PET顆粒。

本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)：