[發明專利]一種編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710043742.6
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN107008163B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 尚枝;王言倫;馬碧榮;栗煥;湯誠;李義濤
• 申請（專利權）人: 東莞東陽光科研發有限公司
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D67/00;B01D69/08
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本發明公開了一種編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，包括如下步驟：(1)將聚偏氟乙烯和稀釋劑加熱溶解，靜置脫泡得中間層鑄膜液；(2)將聚偏氟乙烯、致孔劑、有機溶劑加熱溶解，靜置脫泡得中間層鑄膜液外層鑄膜液；(3)將上述得到的中間層鑄膜液和外層鑄膜液過濾、抽真空后，在恒定壓力條件下，涂覆于編織管表面；(4)相分離成膜，后處理，得到編織管增強中空纖維膜。本發明方法融合了非溶劑致相分離和熱致相分離兩種成膜機理，制備的膜絲通量大、截留率高、強度好，且該制備工藝簡單，便于工業化生產。

技術領域

本發明涉及水處理膜的制備技術領域，具體涉及一種編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法。

技術背景

聚偏氟乙烯具有抗污染能力強，化學穩定性好(不易被酸、堿、鹵素或強氧化劑等腐蝕)，抗沖擊強度和耐磨性高等優點，現已被廣泛應用于制膜領域。傳統的制膜工藝一般是將聚偏氟乙烯、添加劑和溶劑一起加熱溶解，溶液紡絲后得到中空纖維膜。但隨著聚偏氟乙烯中空纖維膜應用領域的不斷拓寬，對其性能要求也越來越高，傳統制膜工藝得到的中空纖維膜強度較低，已不能完全適應膜分離技術應用的發展需要。

目前，增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法有以下兩種：

一種是同質增強聚偏氟乙烯中空纖維膜技術，如專利CN102600733A，以熔融紡絲法制得聚偏氟乙烯中空纖維膜作為增強體基膜，在基膜表面均勻涂覆一層聚偏氟乙烯鑄膜液即得同質增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜。該方法的優勢在于基膜與表面分離層均為聚偏氟乙烯，其界面結合狀態好、結合強度高。但是基膜在鑄膜液中浸潤時會被溶劑侵蝕甚至溶解，導致基膜通透性降低。浸潤時間對膜的性能影響較大，較難控制。整套制膜工藝復雜，且制造成本高。

另一種是編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜技術，自專利US5472607公開聚合物復合中空纖維微孔膜技術以來，該項制備技術受到了越來越廣泛的關注。專利CN102974231A公開了一種強化織造管前處理的增強型聚合物復合膜制備方法，與傳統制膜方法相比，該發明采用了織造管“燒結-清洗-預涂覆-定型”的強化前處理工藝，并在經過前處理的織造管外表面涂覆鑄膜液，隨后進入凝固浴定型得到增強型復合膜，該方法所獲膜絲表面具有致密皮層，分離效果較好，但水通量低，有待改善。專利CN101406810A公開了一種熱致相分離制備增強型復合中空纖維膜的方法，即在高溫下將熔融鑄膜液涂覆在編織管表面，冷卻成型得到異質增強復合纖維膜，發現利用該技術所獲纖維具有更高的拉伸強度和耐壓強度，但熱致相分離法制得的分離膜內部以孔隙率較高的互穿網絡結構為主，分離孔徑相對較大，截留率低，抗污染性差，一定程度限制了膜絲的推廣應用。因此，發展一種操作簡單、且具有通量大、截留率高和強度好的聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，該方法融合了熱致相分離和非溶劑致相分離兩種成膜機理，制備的增強聚偏氟乙烯中空纖維膜具有編織管-聚偏氟乙烯中間層-聚偏氟乙烯外層三層梯度結構，中間層為高濃度的聚偏氟乙烯鑄膜液，發生熱致相分離，保證較大的通量；外層為濃度稍低的聚偏氟乙烯鑄膜液，發生非溶劑致相分離，較為致密，保證高的截留率。

本發明提供的一種編織管增強聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，可以通過以下技術方案實現，具體步驟如下：

(1)將聚偏氟乙烯和稀釋劑加熱到150℃～330℃，攪拌3～20小時溶解，靜置脫泡得中間層鑄膜液；

(2)將聚偏氟乙烯、致孔劑、有機溶劑加熱到60℃～120℃，攪拌2～15小時溶解，靜置脫泡得外層鑄膜液；

(3)將上述所得的中間層鑄膜液和外層鑄膜液過濾、抽真空后，在恒定壓力條件下，分別由三通道噴絲頭的中間孔及外孔擠出，涂覆在以固定卷繞速度通過三通道噴絲頭內孔的編織管表面；