[發明專利]一種纖維增強的中空纖維多芯膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010010147.4
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111111462A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 沈紅梅;黃賦;徐山田;董文龍;張星星
• 申請（專利權）人: 浙江長興求是膜技術有限公司
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D67/00;C02F1/44
• 代理公司: 浙江哲鼎律師事務所 33318
• 代理人: 呂瑞瓊

1.一種纖維增強的中空纖維多芯膜，具有多個中空內芯（8），包括膜外層（1）、膜內層（3）和支撐層（2），所述膜內層（3）為中空內芯（8）表面層，支撐層（2）位于膜外層（1）、膜內層（3）之間，其特征在于：支撐層（2）上嵌埋有至少一條增強纖維（4），增強纖維（4）與膜外層（1）、膜內層（3）和支撐層（2）一體成型制造。

2.根據權利要求1所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜，其特征在于：所述增強纖維（4）體積為支撐層（2）體積的1~30 %。

3.根據權利要求1所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜，其特征在于：所述增強纖維（4）直徑為0.05 ~1 mm，斷裂強度為10 ~200 N。

4.根據權利要求1所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜，其特征在于：所述增強纖維（4）為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、玄武巖、碳纖維、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚烯烴、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺或聚酰亞胺纖維。

5.根據權利要求1所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜，其特征在于：中空內芯（8）數量為3~12個，膜內層（3）孔的孔徑為0.5~500 nm。

6.一種如權利要求1-5中任一條所述的纖維增強的中空纖維多芯膜的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

1）制備高分子溶液：在溫度40～300 ℃下將固態的高分子材料溶解于溶劑或稀釋劑中，并加入非溶劑添加劑，制成高分子溶液，其中高分子材料的質量百分比濃度為8～40 %，非溶劑添加劑的質量百分比濃度為1～40 ％，溶劑或稀釋劑的質量百分比濃度為20～80％；

2）準備內徑維持劑和增強纖維，內徑維持劑為液體或氣體；

3）通過中空多芯噴絲模具初步成型：中空多芯噴絲模具包括常規的高分子溶液通道、多個噴針通道，還包括至少一個增強纖維通道，增強纖維通道與高分子溶液通道相通，高分子溶液通道、多個噴針通道的結構與需要得到的中空多芯膜結構相適應，將步驟1）制得的高分子溶液由高分子溶液通道擠出，將內徑維持劑通過噴針通道噴出，同時增強纖維通過增強纖維通道與高分子溶液發生復合成型；

4）通過凝固介質固化：步驟3）所得的初步成型中空纖維膜在離開模具后通過空氣間隔，隨后浸入凝固介質中凝固成型，將初生膜在凝固介質中牽引卷繞即得纖維增強的中空纖維多芯膜。

7.根據權利要求6所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜的制備方法，其特征在于：步驟1）所述高分子材料選自聚砜、磺化聚砜、聚醚砜、醋酸纖維素、聚醚醚酮、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚烯烴、聚硅氧烷、聚酰胺、聚酰亞胺中的至少一種。

8.根據權利要求6所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜的制備方法，其特征在于：步驟2）所述增強纖維為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、玄武巖、碳纖維、聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚烯烴、聚甲基丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺或聚酰亞胺纖維的一種。

9.根據權利要求6所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜的制備方法，其特征在于：步驟3）所述的高分子溶液通道直徑為0.5～10 mm，噴針通道直徑為0.1～2 mm，數量為3~12個，增強纖維通道直徑為0.05 ~2 mm。

10.根據權利要求6所述的一種纖維增強的中空纖維多芯膜的制備方法，其特征在于：步驟4）所述的空氣間隔長度為0～50 cm，凝固介質的溫度為0~80 ℃，牽引卷繞的速度為10～100 m/min。