[發明專利]一種干態聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜的處理方法

有效

• 申請號: 202011331043.X
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112370977B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 馬超;侯婷;麻麗峰;魏星光
• 申請（專利權）人: 蘇州富淼膜科技有限公司
• 主分類號: B01D71/32
• 分類號: B01D71/32;B01D67/00;B01D69/08;B01D61/14
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 劉鑫

本發明公開了一種干態聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜的處理方法，將濕態聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜依次放入第一清洗液和第二清洗液中浸潤，之后取出晾干；第一清洗液按質量百分比包括：低表面張力溶劑10?80%、水15?90%、第一表面活性劑0?5%；第二清洗液按質量百分比包括：水90?99%、高沸點親水劑1?10%、第二表面活性劑0?5%。本發明一種干態聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜的處理方法，在第一清洗液中，非溶劑相與膜微孔中的溶劑發生快速交換，加快延遲分相，提高膜結構的力學強度；同時能夠加快膜微孔中溶劑的清洗，減少未定型聚合物高分子的重排而縮孔。在第二清洗液中，能夠加快親水劑進入膜微孔的速度，避免進入時間過長導致縮孔；同時能夠徹底清洗膜微孔的殘存溶劑。

技術領域

本發明涉及一種干態聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜的處理方法。

背景技術

膜分離技術是以膜兩側的能量差為推動力，依靠膜的選擇性，將液體中的組分進行分離的方法。膜分離法的核心是膜自身，膜必須是半透膜，即能透過一種物質，而阻礙其他物質。

膜分離技術在短時間內迅速發展起來，已經廣泛用于食品，醫藥，化工及水處理等各個領域，產生了巨大的經濟效益，成為當今分離學科最重要的手段之一。膜分離技術可以在分子級別實現混合物的高效分離，由于其能耗低，分離性能好，設備簡單，操作靈活等優點在分離領域顯示了極其廣闊的應用前景，且日益成為解決當前能源，環境水資源等領域中重大問題的關鍵共性技術，對促進節能減排和實現清潔生產具有重要意義。膜分離通常是在常溫下操作，無相態變化，不產生二次污染。正逐步取代傳統工藝中的過濾，沉淀，萃取，吸附等多種傳統的分離和過濾方法

聚偏二氟乙烯作為一種結晶或半結晶的高聚物，具有良好的化學穩定性，耐熱性和耐候性，且衛生安全性能滿足美國NSF的標準。中空纖維超濾膜基本上是采用熱致相分離(Thermally?Introduced?Phase?Separation，TIPS)技術和非溶劑致相分離(NonsolventIntroduced?Phase?Separation，NIPS)技術。后者成孔原理主要是在紡絲液凝固過程中，溶劑與非溶劑發生雙擴散，聚合物溶液成為熱力學不穩定態，繼而發生液-液相分離和固-液相分離。聚合物固化形成膜的主體結構，而溶劑部分擴散后形成多孔結構。

目前，商業化的聚偏二氟乙烯中空纖維超濾膜依舊存在諸多不足，其中一些主要表現在中空纖維超濾膜的后處理清洗工藝中。由非溶劑致相分離制備的中空纖維超濾膜的微孔中仍然充滿了鑄膜液溶劑，溶劑長時間貯存在微孔中勢必會對膜材料的高分子聚合物進行重新溶脹溶解，使未定型的高分子聚合物發生重排，由相轉變時形成的膜微孔結構則會變小甚至消失，極大程度影響膜后期的通量。普通的純水浸泡對溶劑的清洗效果不佳，這是由于水與聚偏二氟乙烯的分子間作用力遠遠小于溶劑與聚偏二氟乙烯的作用力，使用純水浸泡無疑延長了高分子聚合物重排時間，對膜孔結構的形成是極為不利。還有一些通過純水加熱以加快對清洗溶劑，由于溶劑受熱，同樣加速了對聚合物高分子的溶脹溶解帶來不利因素，此外還增加了能源的消耗。膜絲成品長期貯存，會因為聚合物的收縮使繼而發生通量衰減，常見的工藝操作則是使用甘油等高沸點溶劑進行填孔制成半干膜，這類半干膜能夠抑制膜孔收縮，減少通量損失。甘油覆蓋的膜絲外表面給膜絲膠筑成組件和元件是帶來了諸多不利，此外甘油貯存在膜孔中增大了膜絲的外徑尺寸，尤其是無內襯管的中空纖維膜，這類膜絲的組件和元件往往在甘油被清洗后外徑縮減而形成大批量的漏點，給實際應用帶來了諸多不利。