[發明專利]一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201410452526.3
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN105381724B
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 董紹春;劉慧;方敏;吁蘇云
• 申請（專利權）人: 浙江省化工研究院有限公司;中化藍天集團有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明提供了一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法，包括鑄膜液制備和紡絲兩個步驟。本發明提供的制備方法工藝簡單、成本低廉，制備的PVDF中空纖維膜力學性能好、水通量高。

技術領域

本發明涉及一種中空纖維膜的制備方法，特別是涉及一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法。

背景技術

PVDF是一種性能優異的膜材質，以其作為主要材料研制和生產的中空纖維微孔膜，已成功地應用于化工、電子、紡織、食品、生化等領域。

現有工業化生產中，NIPS(非溶劑致相分離)法是制備PVDF中空纖維膜的主要方法。但其制備的中空纖維膜的強度不高，均質膜(非加強筋和編織管)一般都在2MPa以下。另一種制備PVDF中空纖維膜的方法為TIPS(熱致相分離)法，其制備的PVDF中空纖維膜的膜絲的普遍斷裂伸長率較差，在應用時容易發生脆斷，同時TIPS法制備的膜多為微濾膜，不能滿足大量使用超濾膜場合的要求。

為獲得較高強度的PVDF中空纖維膜，中國專利CN200510013255.2和CN200510024195.4對NIPS法進行了改進，采用滌綸纖維等來增強型聚偏氟乙烯中空纖維微孔濾膜，可將膜絲的拉伸強度提高至10～15MPa。此制備工藝復雜，不僅需要對纖維進行預處理，而且復合時工藝難度大、成本高。

因此，需要開發一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法，具有制備工藝簡單、成本低廉的優點，且此方法制備的PVDF中空纖維膜力學性能好、水通量高。

為達到發明目的本發明采用的技術方案是：

一種高拉伸強度PVDF中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將PVDF樹脂、溶劑和添加劑按照5～20％、65～83％、1～15％的質量百分比攪拌配制成均質鑄膜液；

所述PVDF樹脂的特性粘度≥3.6dL/g、重均分子量≥180萬；

所述溶劑選自N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基砒咯烷酮、二甲基甲酰胺、磷酸三乙酯和二甲基亞礬中的一種、兩種或三種以上組合；

所述添加劑選自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇、甘油、水、乙醇、丙酮和氯化鋰中的一種、兩種或三種以上組合；

(2)將步驟(1)制得的鑄膜液于溫度為90～160℃、壓力為0.1～3MPa、芯液流速為1.0～15.0mL/min、繞絲輥牽引速度為5～30m/min進行紡絲，再加入凝固浴中充分成膜和后處理后得到PVDF中空纖維膜。

作為優選的方式，上述使用的PVDF樹脂的特性粘度3.87～4.02dL/g、重均分子量200～220萬；上述述溶劑優選自N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基砒咯烷酮和二甲基甲酰胺中的一種、兩種或三種；上述添加劑優選自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、水、乙醇、丙酮和氯化鋰中的一種、兩種或三種以上組合。

作為優選的方式，上述PVDF樹脂、溶劑和添加劑按照12～18％、73～83％、5～15％的質量百分比攪拌配制成均質鑄膜液。

作為優選的方式，上述步驟(2)中鑄膜液于溫度130～160℃、壓力為1.5～3MPa、芯液流速為7.0～12.0mL/min、繞絲輥牽引速度為10～20m/min進行紡絲；所述凝固浴優選為由水和選自N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基砒咯烷酮、二甲基甲酰胺、磷酸三乙酯和二甲基亞礬的一種、兩種或三種以上組合按照50～99％、1～50％的質量百分比組成；所述芯液優選為乙醇的水溶液或N,N-二甲基乙酰胺的水溶液，質量濃度為1～50％；所述步驟(2)中的后處理步驟優選為將在凝固浴中充分成膜的PVDF中空纖維膜浸泡在甘油和水的混合溶液中10～50小時，所述甘油和水的混合溶液中甘油的質量百分比為10～60％。