[發(fā)明專利]一種具有雙峰孔徑分布的超高分子量聚乙烯中空纖維膜及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112316746B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 張?zhí)熨n;曲振;張紅;劉彪;陳海波
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司;萬華化學（寧波）有限公司
• 主分類號: B01D71/26
• 分類號: B01D71/26;B01D69/08;B01D69/02;B01D67/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種具有雙峰孔徑分布的超高分子量聚乙烯中空纖維膜，其制備方法包括如下步驟：(1)將一定配比的超高分子量聚乙烯與溶劑、水溶性鹽類致孔劑、輔助添加劑等混合制備超高分子量聚乙烯凍膠；(2)將得到的超高分子量聚乙烯凍膠經擠出—固化—除溶劑—除水溶性鹽類致孔劑—干燥—熱拉伸等工序制備具有雙峰孔徑分布的中空纖維膜。本發(fā)明的具有雙峰孔徑分布的超高分子量聚乙烯中空纖維膜，小孔徑微孔賦予材料高效截留過濾性能，大孔徑微孔減小過濾液流動阻力提高水通量。同時可添加抗菌劑抑制微生物的滋生，減小微孔堵塞風險。

技術領域

本發(fā)明屬于膜分離技術領域，具體涉及到一種具有抗菌功能雙峰孔徑分布的超高分子量聚乙烯中空纖維膜及其制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)指的是分子量在150萬以上的特殊的聚乙烯(ISO11542)，具有較優(yōu)異的抗沖擊、抗裂紋、耐低溫、耐化學腐蝕和耐磨性。利用超高分子量聚乙烯制備的中空纖維膜由于孔徑均勻、分離性能好、強度高的優(yōu)點廣泛應用于廢水處理、海水淡化、生物醫(yī)學、石油化工、制藥等領域。

CN102743977A公開了一種超高分子量聚乙烯中空纖維膜，其具有平均尺寸在0.05～17um之間可調的單峰分布孔徑，但該膜應用在分離純化領域時無法同時獲得高水通量和高截留率，難以同時提高分離速率和純化質量。

此外，由于廢水中存在大量的微生物，微生物在中空纖維膜上滋生會導致微孔的堵塞，增加清洗頻率縮短使用壽命。

因此，需要開發(fā)一種中空纖維膜，使得能夠應用在分離純化領域，既能夠保證高水通量，又能夠保證高截留率。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高水通量、高截留率的超高分子量聚乙烯中空纖維膜的制備方法，將其應用在分離純化領域，能夠同時提高分離速率和純化質量。

本發(fā)明采用的技術方案：一種具有雙峰孔徑分布的超高分子量聚乙烯中空纖維膜，其制備方法包括如下步驟：

(1)將一定配比的超高分子量聚乙烯與溶劑、水溶性鹽類致孔劑、輔助添加劑等混合制備超高分子量聚乙烯凍膠；

(2)將得到的超高分子量聚乙烯凍膠經雙螺桿擠出機和管形中空噴絲頭擠出—固化—除溶劑—除水溶性鹽類致孔劑—干燥—熱拉伸等工序制備具有雙峰孔徑分布的中空纖維膜。

其中，步驟(1)中所述超高分子量聚乙烯為粘均分子量150～500萬的粉狀顆粒，優(yōu)選分子量為300萬左右，粒徑為5～500μm，優(yōu)選50～100μm，在超高分子量聚乙烯凍膠中的質量分數為5～40wt％，優(yōu)選10～20wt％。

其中，步驟(1)中所述溶劑為可高溫揮發(fā)除去且可溶解超高分子量聚乙烯的有機溶劑，如十氫化萘、四氫化萘、二甲苯等中的一種或多種，優(yōu)選十氫化萘，在超高分子量聚乙烯凍膠中質量分數為40～80wt％。

其中，步驟(1)中所述水溶性鹽類致孔劑為氯化鈉、磷酸氫二鈉、硫酸鈉、氯化鉀、硫酸鉀中的一種或幾種，平均粒徑為5～100μm，優(yōu)選10～50μm，在超高分子量聚乙烯凍膠中質量分數為10～50wt％。

其中，步驟(1)中所述輔助添加劑包含以下材料中的一種或幾種：

(1)親水改性劑，選自粉末狀乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯接枝馬來酸酐、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇中的一種或幾種，粒徑為5～100μm，優(yōu)選30～50μm，在超高分子量聚乙烯凍膠中質量分數為0～5wt％；

(2)增強劑，選自碳纖維、石墨烯、碳納米管、碳酸鈣、二氧化硅中的一種或幾種，在超高分子量聚乙烯凍膠中質量分數為0～5wt％；

(3)抗氧劑，選自抗氧劑168、抗氧劑1010、抗氧劑1076、抗氧劑1098中的一種或幾種，在超高分子量聚乙烯凍膠中質量分數為0.1～1wt％。