[發(fā)明專利]一種非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710609669.4
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107487005B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王峰;郭玉海;姜學(xué)梁;朱海霖;張華鵬;陳建勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;C02F3/20;C08L27/18;B29K27/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及曝氣膜的制備方法，具體涉及一種非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜的制備方法。

背景技術(shù)

水資源的可持續(xù)利用是保障社會發(fā)展的永恒主題。要求全面推進節(jié)水型社會建設(shè)，并將非常規(guī)水資源利用，再生水利用等納入到生態(tài)文明建設(shè)體系中。膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物技術(shù)有機結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)之一，具有高效、環(huán)保等特點，近年來在市政污水、高濃度有機廢水等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

膜生物反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體、膜組件及污泥處理裝置等。反應(yīng)器主體中的曝氣系統(tǒng)與膜表面污染及污水中的溶解氧密切相關(guān)，是決定出水量及出水水質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。

ZL201120005891.1公開了聚四氟乙烯膜微孔曝氣器：在復(fù)合多孔纖維管式微孔曝氣器的外壁上覆有聚四氟乙烯膜，并在聚四氟乙烯膜開有若干個孔徑在20~200μm的微孔；在覆有聚四氟乙烯膜的復(fù)合多孔纖維管式微孔曝氣器的兩端裝有密封端蓋。

ZL201220018313.6公開了一種曝氣膜：曝氣膜膜片的表面設(shè)置有圓孔，工作表面積為0.038m²的膜片的表面上均勻布置有至少5000個微孔。

此外，通過在聚四氟乙烯微孔曝氣膜內(nèi)部構(gòu)建非對稱結(jié)構(gòu)，可制備納米級微孔，在低氣水比下獲得高溶解氧。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜的制備方法，該方法是將聚四氟乙烯混合物料在偏芯擠出機上形成偏芯管材。擠出過程中，中空圓柱管狀毛坯徑向上的聚四氟乙烯分散樹脂受到不同程度的擠壓，得到的偏芯管材經(jīng)過壓延、縱向拉伸、橫向拉伸及定向后形成具有非對稱結(jié)構(gòu)的聚四氟乙烯微孔曝氣膜。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟是：

1）聚四氟乙烯混合物料的制備：將聚四氟乙烯分散樹脂和航空煤油按質(zhì)量比1：0.2～0.28混和形成混合樹脂；將混合樹脂在20~40℃下靜置96~144小時，然后在40~80℃下靜置10~16小時，使聚四氟乙烯分散樹脂和航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯混合物料；

2）聚四氟乙烯偏芯管材的制備：將聚四氟乙烯混合物料，在30~40℃下，在壓坯機上形成聚四氟乙烯中空圓柱管狀毛坯；中空圓柱管狀毛坯在40~60℃下，在偏芯擠出機上形成偏芯管材；

3）聚四氟乙烯微孔曝氣膜的制備：偏芯管材在40~60℃下，在壓延機上形成聚四氟乙烯基帶；聚四氟乙烯基帶在170~200℃烘箱中縱向拉伸2~6倍，形成聚四氟乙烯單向膜；聚四氟乙烯單向膜在180~230℃烘箱中橫向拉伸4~12倍，形成聚四氟乙烯雙向膜；聚四氟乙烯雙向膜在310~330℃烘箱中定型2~10秒，形成非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜，該曝氣膜平均孔徑為50~100納米。

所述步驟1）中，聚四氟乙烯分散樹脂粉末的結(jié)晶度為98~99.9％，分子量為2×10⁶~1×10⁷。

所述步驟2）中，中空圓柱管狀毛坯的內(nèi)徑為20~60mm，外徑為100mm~200mm。

所述步驟2）中，偏芯擠出機由圓錐面和異形芯棒組成，圓錐面和異形芯棒同軸，異形芯棒的偏芯量，即長半徑L與短半徑l之比為2.2~1.3。

所述步驟2）中，偏芯管材的最薄處厚度為5~10mm，偏芯量為2.2~1.3。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1）本發(fā)明主要控制聚四氟乙烯分散樹脂的偏芯擠出過程，從而控制聚四氟乙烯基帶厚度方向上的表觀密度，最終實現(xiàn)非對稱結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

2）非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜可延長氧氣的擴散時間，從而提高水中的溶解氧，有利于微生物的生長；相比于對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜，溶解氧含量可提高25~53%。

3）非對稱結(jié)構(gòu)聚四氟乙烯微孔曝氣膜可用于膜生物反應(yīng)器法處理污水行業(yè)。

附圖說明

圖1是偏芯擠出機剖面示意圖。

圖2是圖1的A向視圖。

具體實施方式

如圖1所示是偏芯擠出機剖面示意圖，圖2所示是偏芯擠出機的A向視圖。偏芯擠出機由圓錐面和異形芯棒組成，圓錐面和異形芯棒同軸，異形芯棒的偏芯量，（即長半徑L與短半徑l之比）為2.2~1.3。

下面是本發(fā)明的實施例。

實施例1：

1）將杜邦牌號為601的聚四氟乙烯分散樹脂和航空煤油按質(zhì)量比1：0.2混和形成混合樹脂；將混合樹脂在20℃下靜置96小時，然后在40℃下靜置10小時，使聚四氟乙烯分散樹脂和航空煤油充分混和，形成聚四氟乙烯混合物料；