[發(fā)明專利]一種具有高度非對稱海綿體結構的聚偏氟乙烯中空纖維膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410213584.0
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN104043345A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設計）人: 沈紅梅;計根良;沈勤梁;楊敏;吳薛亮
• 申請（專利權）人: 桐鄉(xiāng)市健民過濾材料有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 陸永強

1.一種具有高度非對稱海綿體結構的聚偏氟乙烯中空纖維膜，由聚偏氟乙烯鑄膜液制成，其特征在于所述聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法包括下列步驟：⑴將固態(tài)高分子材料聚偏氟乙烯溶解于有機極性溶劑中，并加入能與該高分子材料相容的親水性第二聚合物和有機小分子添加劑，制成透明均一穩(wěn)定的鑄膜液，鑄膜液中聚偏氟乙烯的質量濃度為8％-40％，親水性第二聚合物的質量濃度為1％-20％，有機小分子添加劑的質量濃度為1％-30％，有機極性溶劑的質量濃度為20％-80％，其中所述親水性第二聚合物是聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、羧甲基纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、丙二醇嵌段聚醚、聚山梨酯或者這些聚合物的改性物或共聚物，所述有機小分子添加劑為水、乙醇、乙二醇、丙三醇、一縮二乙二醇、二縮三乙二醇、三縮四乙二醇、聚乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、γ-丁內酯、環(huán)丁砜、吐溫、無機鹽、聚氧乙烯、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉的一種或一種以上的混合物，所述有機極性溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯的一種或一種以上的混合物；⑵將步驟(1)中溫度為30-150℃的無氣泡和雜質的鑄膜液由成型噴絲裝置經(jīng)其中空纖維模頭的環(huán)形空隙擠出，同時中空纖維模頭的中心開口擠出內填料，制得中空纖維，內填料與中空纖維的內部接觸，所述內填料由聚偏氟乙烯的非溶劑和溶劑的混合物組成，優(yōu)選N-甲基吡咯烷酮的水溶液作為內填料；⑶中空纖維在離開中空纖維模頭0-10秒之內通過0-20cm長度的空氣間隔，隨后浸入0-80℃的水浴中凝固成型，制成聚偏氟乙烯中空纖維膜；⑷將上述中空纖維膜在20-80℃的熱水中充分浸提處理后并干燥即得產(chǎn)品。

2.一種由權利要求1所述方法制備的聚偏氟乙烯中空纖維膜，其特征在于所述聚偏氟乙烯鑄膜液形成的膜具有微孔中間層和覆蓋在微孔中間層的外端面分離層和內端面分離層，分離層具有比微孔中間層更致密的結構，分離層和微孔中間層由相同材料組成且在膜的制備過程中同時形成，相鄰兩層整體上彼此連接，從分離層向微孔中間層的過渡中僅有膜結構發(fā)生變化，即膜由外端面延伸至內端面的整個斷面呈高度非對稱的海綿體結構，且不含指狀孔，其中外端面分離層和內端面分離層均具有0.002-0.1μm的分離孔徑；膜中的孔尺寸由外端面往微孔中間層方向逐漸增大，然后往內端面方向逐漸減小，外端面至微孔中間層中最大孔尺寸區(qū)域的厚度為微孔中間層厚度的55％-90％，內端面至微孔中間層中最大孔尺寸區(qū)域的厚度為微孔中間層厚度的15％-50％；膜的壁厚為50-400μm，在0.1MPa壓力下膜的純水滲透通量至少為200L/(m²·h)，膜的斷裂強度σ_B即相對于其壁橫截面積A_Q的斷裂力BK至少為250cN/mm²。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種聚偏氟乙烯中空纖維膜，其特征在于所述膜的微孔中間層中最大孔尺寸區(qū)域的平均孔徑至少為1μm，該平均孔徑與膜外端面的平均孔徑和內端面的平均孔徑之比均至少為10。