[發(fā)明專利]一種編織管增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710635917.2
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107224882B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 單永廣;劉春玲;林振鋒;虞曉春;陳浩;屠斌;徐巖;張盧斌
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州蘇凈環(huán)保新材料有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/10;B01D69/02;B01D71/34;B01D67/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種編織管增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：（1）將聚偏氟乙烯長絲和PET長絲以S捻的方式制備S捻復絲紗，再將所述S捻復絲紗加捻成束后編制成中空編織管，其中，裸露在所述中空編織管的表面的所述聚偏氟乙烯長絲呈點狀且均勻分布；（2）將聚偏氟乙烯、添加劑溶解在溶劑中，制成鑄膜液；（3）將所述中空編織管與所述鑄膜液通過噴絲頭擠出，使所述鑄膜液涂覆在所述中空編織管的表面，得到膜絲，然后使所述膜絲在凝固浴中發(fā)生相轉(zhuǎn)化，即得所述編織管增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜；本發(fā)明的改進型聚偏氟乙烯中空纖維膜具有力學性能優(yōu)異、剝離強度大同時還能兼具水通量好，親水性強的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分離膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種編織管增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法。

背景技術(shù)

膜分離技術(shù)在追求可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代社會中有極其重要的作用，其在水處理領(lǐng)域中尤其重要。分離膜是膜分離技術(shù)的核心，其包括平板膜、卷式膜、中空纖維膜等多種形式的膜，其中中空纖維膜由于裝填密度大、比表面積大、成本低等優(yōu)點應用廣泛。隨著工業(yè)的發(fā)展及水體的復雜化，傳統(tǒng)的中空纖維膜已不能滿足使用的要求，尤其在MBR等污染嚴重的水處理領(lǐng)域，由于使用過程中經(jīng)常需要進行爆氣、反沖洗，傳統(tǒng)膜絲易發(fā)生斷絲現(xiàn)象，所以制備高強度的中空纖維膜具有重要的意義。

聚偏氟乙烯具有良好的抗腐蝕性、抗老化性、熱穩(wěn)定性、成膜性及強度等性能，因此是一種良好的制膜材料，但PVDF中空纖維膜仍然無法滿足MBR等水處理領(lǐng)域?qū)δそz強度的高要求，在使用過程中存在斷絲現(xiàn)象。

目前，制備高強度的PVDF中空纖維膜的主要方法為熱致相分離法及增強型中空纖維膜法，其中增強型中空纖維膜法以綜合成本低、性能高等優(yōu)點受到廣泛關(guān)注，支撐管增強型中空纖維膜是應用最為廣泛的一種方法。然而，目前的支撐管增強型中空纖維膜普遍存在皮層與支撐層之間的結(jié)合力差，易發(fā)生剝離的缺點，在一些特殊環(huán)境下，目前的中空纖維膜也或多或少的存在一些斷絲現(xiàn)象。為改善支撐管增強型中空纖維膜的易剝離以及高強度環(huán)境下的斷絲的缺點，相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員做了廣泛研究。

如中國專利CN106139912A對編織管進行預處理，在其表面接枝聚醚軟鏈段，利用聚醚軟鏈段與鑄膜液共溶的作用提高聚酯編織管與PVDF皮層之間的粘結(jié)力，但接枝的穩(wěn)定性及均勻性都很難保證，所以粘結(jié)力的提高程度也有限，且制備工藝較為復雜。

又如專利CN102600733B公開了一種同質(zhì)增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，該制備方法采用以下工藝：（1）制備增強體基膜；以熔融紡絲方法制備膜孔徑0.2-5μm的聚偏氟乙烯中空纖維膜，并以該中空纖維膜作為同質(zhì)增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的增強體基膜；（2）制備聚偏氟乙烯鑄膜液；聚偏氟乙烯鑄膜液的質(zhì)量分數(shù)組成為：聚偏氟乙烯6-20；親水性聚合物或親水性無機粒子0.6-2；成孔劑6-10；溶劑68-87.4，將上述各組分混合于70-90℃的水浴中，攪拌3-4小時溶解后，真空脫泡，即得到均勻的聚偏氟乙烯鑄膜液；所述親水性聚合物為聚丙烯腈或聚乙烯醇；親水性無機粒子為親水性二氧化硅；所述成孔劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或吐溫-80；所述溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜；（3）制備同質(zhì)增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜；先將聚偏氟乙烯鑄膜液通過紡絲噴絲頭均勻涂覆于增強體基膜表面，然后把該基膜在導絲輥牽引下擠出紡絲成膜，再經(jīng)5-20cm長的空氣間隙，浸入超濾水凝固浴中凝固，即得到所述同質(zhì)增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜；所述牽引速度為5-25cm/min。此專利中以PVDF中空纖維膜作為增強基體，雖然在一定程度上提高支撐體管與皮層之間的粘結(jié)力，但支撐管的孔徑較小，孔的連通性也比編織管差，所以其水通量會相應降低，同時中空纖維膜的力學性能也較難以滿足高強度的處理環(huán)境，且支撐體的成本較高，因此不適宜大規(guī)模生產(chǎn)使用。