[發明專利]一種聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的制備方法

有效

• 申請號: 201911230562.4
• 申請日: 2019-12-05
• 公開（公告）號: CN110917894B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 魏漢輝;游彥偉;趙偉國;王世宇;孫家寬
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/08;B01D71/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的制備方法，包括以下步驟：1)按重量比配置以下組分：聚偏氟乙烯樹脂25～65％，有機成孔劑10～60％，改性MOF材料10～50％，添加劑0～5％；2)按上述重量比將改性MOF材料與有機成孔劑的乙醇溶液相混合，再加入聚偏氟乙烯樹脂、添加劑混合均勻；烘干除去乙醇，得到鑄膜用的混合粉末；3)將混合粉末熔融擠出后凝固浴冷卻，然后拉伸、熱定型；4)萃取除去有機成孔劑，制得聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜。該方法簡單有效、制膜過程中三廢產生少，制得的PVDF中空纖維多孔膜產品性能優異，孔徑分布均一。

技術領域

本發明涉及一種制備方法，尤其涉及一種聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的制備方法，屬于膜技術領域。

背景技術

現階段，隨著技術的進步微濾膜和超濾膜的工業應用已成為新型化工單元操作之一。微濾膜和超濾膜可用于分離、濃縮、純化生物制品、醫藥制品以及食品工業，還可用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。

在微濾和超濾膜材料中，聚偏氟乙烯(PVDF)是一種性能優異的膜材料，由于其具有疏水性、耐熱性、化學穩定性、耐輻射性和良好的物理機械性能，可采用常用的氧化性藥劑清洗，近年來被廣泛的應用于制備分離膜，并且在電泳涂漆、印染、電鍍等工業廢水及城市污水處理，食品工業廢水中回收蛋白質、淀粉等，去除水中細菌及超純水制取的預處理，中醫藥制劑的澄清和濃縮，膜生物反應器等領域都有廣泛應用。

有關聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，最早主要是通過溶液相轉化法(NIPS法)制備的，中國專利CN1128176A和CN1203119A中詳細介紹了濕法和干濕法紡絲技術制備方法：將成膜聚合物，優良有機溶劑，成孔劑按一定比例混合，溶解均勻并脫泡后通過噴絲頭，進入由非溶劑構成的凝固浴中，聚合物溶液中的良溶劑和成孔劑被萃取進入凝固浴相中。聚合物由于相轉移而沉析成聚合物中空纖維膜，然而，在這類溶液相轉移法中存在著難以引起沿膜厚方向的均勻相分離，結果形成含有一層致密的皮層和以指狀孔和海綿狀孔構成支撐層的非對稱結構的膜，因此各向同性，無取向，使其機械強度較弱。另外，由于提供膜結構或膜性能的制膜條件影響因素較多，有制膜操作工序難以控制，缺乏再現性的缺點。為了克服上述這些不足之處，研究人員經過不同制膜工藝的實驗，嘗試一種利用熱來引起相分離現象的熱誘導分離法(TIPS法)，利用聚偏氟乙烯的結晶性好，在相分離過程中由相分離的同時形成結晶而成膜。經過研究人員的不斷改進和解決工藝中存在的問題，發展成中國專利CN1265048A和日本專利JPH03215535A中公開的一種改進的用熱致相分離法制備聚偏氟乙烯中空纖維膜的工藝。其方法是在聚偏氟乙烯樹脂中混有有機成孔劑和無機微粉體的疏水二氧化硅在高達250℃溫度下熔融成型后再提取有機成孔劑和疏水二氧化硅。由于提取疏水二氧化硅時需要使用強堿性水溶液，所以構成膜的聚偏氟乙烯類樹脂很容易劣化，影響膜在工程應用中的使用壽命，并且制膜工藝過程中產生了大量的無機廢水，需后期采用其它手段來處理，十分不經濟環保，同時添加的此類二氧化硅容易產生團聚使萃取后膜中易形成比較大的空洞缺陷，使膜的孔徑分布增寬，降低對污染物的截留效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的制備方法，該方法簡單有效、制膜過程中三廢產生少，制得的PVDF中空纖維多孔膜產品性能優異，孔徑分布均一。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按重量比配置以下組分：

聚偏氟乙烯樹脂25～65％，優選30～60％，

有機成孔劑10～60％，優選22～50％，

改性MOF材料10～50％，優選15～40％，

添加劑0～5％，優選0～3％，