[發明專利]一種基于超聲波技術的中空纖維膜制備方法

有效

• 申請號: 201410361440.X
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104128097B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 李亞靜;張勇軍;王愛勝;劉潔;王獻德;楊國慶;陳衛文;張玉亮;裴志強
• 申請（專利權）人: 北京新源國能科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/08;B01D71/34;B01D71/68
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技術領域

本發明涉及一種基于超聲波技術的中空纖維膜制備方法。

背景技術

膜分離是在20世紀初出現，20世紀60年代后迅速崛起的一門分離新技術。膜分離技術由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，已廣泛應用于食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。與傳統的分離工藝相比較，膜分離具有在常溫下進行、無相態變化、無化學變化、選擇性好、適應性強、能耗低等優點。

目前，聚合物分離膜已在工業上得到廣泛應用主要有微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜和氣體分離膜等。每個應用領域均對膜材料和膜結構提出了不同的要求，對于微濾和超濾膜，膜的孔隙率和孔徑將最終決定其過濾效率，而對于氣體分離膜，膜材料的選擇性和滲透性決定了其分離效率。多孔性是分離用聚合物膜的重要特征，即使是氣體分離膜，其超薄致密表層亦是支撐于剛性多孔底層之上的。

目前有多種方法來制備聚合物分離膜，如：燒結法、拉伸法、徑跡蝕刻法和相轉化法，由于材料性質和制膜工藝條件的不同，最終所成的分離膜的結構和性能將會有很大的差異。目前應用最廣泛的制膜工藝為相轉化法制膜工藝。相轉化法可以通過多種方式使聚合物溶液發生相分離，如熱誘導沉淀相分離、溶劑蒸發沉淀相分離、氣相沉淀相分離和浸入沉淀相分離。目前所使用的膜大部分是采用浸沒沉淀法制備的相轉化法膜。

同時，膜技術在日常生活中也日益顯示出它的重要作用和光明前景。膜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。超濾膜技術既可除去水中病菌、病毒、熱源、膠體、等有害物質，又可透析對人體有益的無機鹽，已廣泛應用于牛奶脫脂、果汁濃縮、黃酒純化、白酒陳化、啤酒除菌、味精提純、蔗糠脫色、氨基酸濃縮、醬油除菌等生產中，而且還廣泛應用于醫療針劑水、輸液水、洗瓶水、外科手術洗潔水的制備。因其克服了蒸餾水中含有細菌尸體的缺點，且具有生物活性，所以更有利于病人恢復健康而備受醫學界推崇。

頻率為20Hz～20000Hz的聲波為超聲波，超聲波作為一種無污染的能源，隨著科學技術的發展，相關技術領域的互相滲透，使超聲波技術廣泛用于工業、化工、醫學、檢驗等領域。超聲波作為一種特殊的能量輸入方式，所具備的高效能是其他很多技術望塵莫及的。近些年隨著超聲波技術的日益發展與成熟，其在膜行業的膜清洗方面已得到了廣泛研究和討論，但是在膜制備工藝上還鮮有研究。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的主要目的在于解決現有技術的缺陷，本發明提供一種基于超聲波技術的中空纖維膜制備方法，提高了中空纖維膜的成孔效率，縮短了紡絲時間，生成效率提高，有利于實現工藝的自動化。

本發明提供了一種基于超聲波技術的中空纖維膜制備方法，其步驟包括：S1：配制紡絲原液，將高分子聚合樹脂、親水劑、增稠劑、添加劑以及非溶劑溶解于溶劑中，配制成紡絲原液；S2：紡絲原液經過脫泡處理制成紡絲料液；S3：紡絲料液被壓入噴絲頭進行噴出，隨后經20～200mm的空氣浴，逐級進入一級超聲波凝固浴槽、二級超聲波凝固浴槽、三級超聲波凝固浴槽、四級超聲波凝固浴槽、五級超聲波凝固浴槽以及六級超聲波凝固浴槽進行固化成型形成初生中空纖維膜；S4：初生中空纖維膜經過清洗槽，進一步去除其中的溶劑和添加劑，再經過甘油保孔處理后，纏繞在繞絲輪上；S5：將繞絲輪上的初生中空纖維膜切下，綁扎整齊放入溫度為15～25℃和濕度為30％～50％的干燥房間進行干燥處理形成中空纖維膜。

可選的，所述一級超聲波凝固浴槽中液體為質量百分比為20～90％的溶劑溶液，所述二級超聲波凝固浴槽中液體為質量百分比為5～50％的溶劑溶液，所述三級超聲波凝固浴槽中液體為水溶液，所述四級超聲波凝固浴槽中液體為質量百分比為0～10％的次氯酸鈉溶液，所述五級超聲波凝固浴槽中液體為水溶液，所述六級超聲波凝固浴槽中液體為質量百分比為10～50％的甘油溶液。

可選的，所述一級超聲波凝固浴槽、二級超聲波凝固浴槽、三級超聲波凝固浴槽、四級超聲波凝固浴槽、五級超聲波凝固浴槽以及六級超聲波凝固浴槽中液體的溫度均為20～80℃。

可選的，所述一級超聲波凝固浴槽、二級超聲波凝固浴槽、三級超聲波凝固浴槽、四級超聲波凝固浴槽、五級超聲波凝固浴槽以及六級超聲波凝固浴槽中液體的超聲波頻率均為20～200Hz。