[發明專利]含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201810246465.3
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108355499B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳忱;劉百倉;趙蘋菊;王帥
• 申請（專利權）人: 海南立昇凈水科技實業有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D67/00;B01D61/14
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 黃幼陵

本發明所述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜，由管狀支撐網和覆蓋在管狀支撐網內壁并與內壁結合成一體的內表面分離層及覆蓋在管狀支撐網外壁并與外壁結合成一體的外表面分離層構成，所述管狀支撐網由絲線編織而成，所述內表面分離層和外表面分離層由有機聚合物形成。本發明還提供了上述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜的制備方法，該方法基于本發明提供的一種新的噴絲頭。本發明可提高中空纖維超濾膜的機械強度和對污水的截留性能。

技術領域

本發明屬于膜技術領域，涉及一種中空纖維超濾膜及其制備方法。

背景技術

膜分離技術是水處理方法之一，因其分離效率高、能耗低、處理過程簡單以及綠色環保等優點受到高度重視。決定膜分離效果主要因素的是膜的物理結構，膜孔的形狀和大小。按照膜孔孔徑可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。其中超濾膜可以截留蛋白質和病毒等一類的污染物，廣泛用于工業污水處理、食品工業、血液處理以及超純水制備等領域。超濾膜按結構可分為板框式(板式)、中空纖維式、納米膜表超濾膜、卷式等多種結構。水處理設備的核心部件是中空纖維超濾膜，提高中空纖維超濾膜的性能對污水處理和解決水污染問題具有重大意義。

中空纖維超濾膜的制備方法有三種，即溶液紡絲法、熔融紡絲-拉伸法和熱致相分離法。現有的中空纖維超濾膜通常是由溶液紡絲法紡制而成。溶液紡絲法是將鑄膜液加壓通過噴絲頭擠出，進入凝固浴，鑄膜液中的溶劑與凝固浴中的非溶劑發生雙擴散，使鑄膜液變成熱力學不穩定狀態，發生液-液或固-液相分離，膜結構發生凝膠過程，形成皮層，隨著雙擴散的進一步進行，鑄膜液內部的組成不斷變化，當達到臨界濃度時，膜完全固化從凝固浴中沉析出來，最終得到中空纖維超濾膜；鑄膜液中的聚合物富相固化構成膜的主體，聚合物貧相則變成孔結構。但上述方法制備的中空纖維超濾膜為自支撐結構的單層膜，因而機械強度不高，使用過程中反沖洗時容易出現膜絲拉伸斷絲的問題，影響使用效果，且對污水的截留率也有待提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜及其制備方法，以提高中空纖維超濾膜的機械強度和對污水的截留性能。

本發明所述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜，由管狀支撐網和覆蓋在管狀支撐網內壁并與內壁結合成一體的內表面分離層及覆蓋在管狀支撐網外壁并與外壁結合成一體的外表面分離層構成，所述管狀支撐網由絲線編織而成，所述內表面分離層和外表面分離層由有機聚合物形成。

上述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜，所述絲線為聚丙烯絲線、尼龍絲線、聚酯絲線、聚乙烯絲線中的一種。

上述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜，所述管狀支撐網的內徑為1.0mm～1.9mm，外徑為1.2mm～2.3mm；所述內表面分離層的厚度為0.10mm～0.20mm，外表面分離層的厚度為0.10mm～0.20mm，且優選內表面分離層和外表面分離層的厚度相同。

上述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜，所述有機聚合物為聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚砜、聚丙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜中的一種。

本發明所述含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜的制備方法，工藝步驟如下：

(1)制備鑄膜液

將有機聚合物、添加劑和有機溶劑在60℃～80℃攪拌混合，直至有機聚合物、添加劑完全溶于有機溶劑中形成溶液并混合均勻，所述溶液中，有機聚合物的質量濃度為15％～25％，添加劑的質量濃度為1％～10％，將所得溶液在60℃～80℃靜置脫泡12小時～48小時，得鑄膜液；

(2)制備含管狀支撐網的雙分離層中空纖維超濾膜