[發明專利]一種聚合物中空纖維膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210457399.0
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114870643B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 張衍林;胡超權
• 申請（專利權）人: 中科南京綠色制造產業創新研究院
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D67/00;B01D69/02;B01D61/02;B01D61/14
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

1.一種用于超濾膜、納濾膜或反滲透膜的聚合物中空纖維膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：將芯液、鑄膜液和保護液形成三層同芯層流，制成聚合物中空纖維初生膜，所述聚合物初生膜不經空氣間隔直接進入凝固浴，并在凝固浴中固化，通過溶液紡絲法得到聚合物中空纖維膜；

所述芯液和保護液各自獨立地包括無機鹽水溶液；所述鑄膜液包括聚合物和有機溶劑，所述鑄膜液中不包括成孔劑；

所述芯液和保護液中，所述無機鹽各自獨立地包括氯化鋰、氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鎂、氯化銨、硝酸鋰、硝酸鈉、硝酸鉀、硝酸鎂、硝酸鈣、硝酸銨、硫酸鋰、硫酸鉀、硫酸氫鉀、硫酸鎂、碳酸鈉或碳酸氫鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，以芯液的總質量為100％計，所述無機鹽的質量百分數為0.1％-30％；

以所述鑄膜液的總質量為100％計，所述聚合物的質量百分數為15％-35％；

以保護液的總質量為100％計，所述無機鹽的質量百分數為0.1％-30％。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述芯液的流量為0.01-3mL/min；

所述鑄膜液的流量為0.1-30mL/min；

所述保護液的流量為0.2-40mL/min。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述三層同芯層流產生的聚合物中空纖維初生膜在凝固浴中固化的時間≥12h；

所述固化的溫度為10-40℃。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述凝固浴包括水。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鑄膜液中，所述有機溶劑包括N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜或四氫呋喃中的任意一種或至少兩種的組合；

所述聚合物包括聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氨酯、聚酰亞胺、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物中空纖維初生膜固化后還包括進行收集成膜、水浸泡和干燥的操作。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)芯液：以芯液的總質量為100％計，按照無機鹽的質量百分數為0.1％-30％配制芯液；

鑄膜液：按照聚合物的質量百分數為15％-35％配制鑄膜液；

保護液：以保護液的總質量為100％計，按照無機鹽的質量百分數為0.1％-30％配制保護液；

(2)將所述芯液、鑄膜液和保護液通過同芯三套毛細管紡絲噴嘴形成三層同芯層流，控制芯液的流量為0.01-3mL/min，鑄膜液的流量為0.1-30mL/min，保護液的流量為0.2-40mL/min，形成的聚合物中空纖維初生膜進入凝固液，在10-40℃下固化12h以上；

(3)將固化后的聚合物中空纖維收集成膜后在水中浸泡，干燥，得到所述聚合物中空纖維膜。

9.一種聚合物中空纖維膜，其特征在于，所述聚合物中空纖維膜由權利要求1-8任一項所述的方法制備得到。

10.一種權利要求9所述的聚合物中空纖維膜作為超濾膜、納濾膜或反滲透膜的應用。