[發明專利]一種抗污染中空纖維超濾膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201911394496.4
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111036087B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 吳福根;張文杰
• 申請（專利權）人: 湖北聚孚膜科技有限公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02;B01D69/08;B01D61/14;B01D71/82
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 周偉

本發明涉及一種抗污染中空纖維超濾膜，所述的超濾膜采用共混的方法在聚偏氟乙烯中加入具有光敏性和剛性的聚醚砜、親水基團山梨醇、兼具抗菌性和光敏性及納米特性的氧化鋅，在鑄膜液溶解攪拌及膜絲成型過程中使用紫外光接枝技術在聚偏氟乙烯?聚醚砜分子鏈上接枝親水基團及抗菌基團。本發明的聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜與普通的普通的中空纖維超濾膜相比具有更好的親水性、剛性和抗菌性，且生產過程簡單容易工業化生產。解決了傳統中空纖維超濾膜容易污染，使用壽命較短，用膜成本高的問題。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種抗污染中空纖維超濾膜及其制備方法。

背景技術

超濾技術是一種膜過濾，超濾膜特有的0.01~0.1um孔徑可有效截留細菌，病毒，膠體等，達到分離、分級、純化、濃縮的目的。

超濾過程因無相變，操作簡單等特點，在水處理、食品工業、生物化工等領域應用十分廣泛。隨著超濾技術的進步，其對人類社會的貢獻也將也來越大。

中空纖維超濾膜叫卷式平板超濾膜具有裝填密度大，生產過程容易控制，生產成本低廉的優點，使其成為超濾膜的主要形式，是目前市場的主流。

超濾膜的膜材質主要有PVDF，PES，PS，PVC，PAN，PP等。

眾多材料中，PVDF具有出色的化學性能、熱穩定性和高機械強度，自20世紀后數十年，引起全世界科學家的關注，尤其在膜分離過程中。

PVDF是半結晶型聚合物，分子鏈中C-C鍵周圍分布著氟原子和氫原子，使其具有出色的化學性能、熱性能和機械性能。由于分子鏈中-CH2-和-CF2-鏈節交替排列，因此極性極強，可溶于DMF、DMAC、NMP和DMSO等，是一種可使用NIPS法制備高性能的過濾膜的理想材料。

PES分子鏈中的苯環使其具有很好的熱穩定性和尺寸穩定性。另外其也是光敏性材料，在沒有光敏劑的條件，紫外光照射也可產生自由基，進行紫外接枝改性。

親水改性方法主要有共混改性和表面改性，表面改性又有表面化學改性、表面光接枝改性、等離子體表面接枝改性等。其中紫外接枝改性，具有易于控制、反應速度快等優點。

納米氧化鋅具有抗菌性，同時具有光敏性及一定的親水性，納米級別特性使其對材料具有特殊的增強作用。

市面上PVDF中空纖維過濾膜目前存在的主要問題是：①由于PVDF材質本身表面能較低，疏水性強，導致PVDF膜表面的水潤濕性差，水通量較低，在進行污水處理時容易吸附水中的有機物如蛋白質等，而堵塞膜孔，造成水通量下降，需要頻繁化學清洗，縮短了使用壽命和增加了運行成本。②由于PVDF的分子結構導致其具有很好的強度和韌性，但是剛性不足，因此PVDF超濾膜在運行過程中會因為長時間的高壓運行而導致膜孔塌陷，水通量降低，影響過濾分離性能。③超濾膜在使用過程中，水中的細菌會在膜表面和膜孔內滋生繁殖，導致堵塞膜孔，降低水通量，需要進行殺菌和化學清洗。

chang Yuan等使用低壓等離子處理了PVDF膜，使膜表面帶有反應基團引發聚乙烯醇丙烯酸醋（PEGMA）接枝共聚合來提高膜的親水性。但是過程比較復雜，不好實現工業化。

天津工業大學公布了一種抗菌PVC超濾膜的制備方法，采用叔胺來季胺化PVC原膜，在PVC分子鏈上引入一定數量的季銨基團，賦予PVC膜抗菌性能。

如能制備一種親水性好，剛性強，具有一定抗菌性的PVDF中空纖維膜，而且制備工藝簡單，容易實現工業化生產。將很大程度上提高了超濾膜的壽命，降低系統運行成本。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的是提供一種抗污染中空纖維超濾膜及其制備方法。

本發明的技術方案如下：