[發明專利]連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝及其系統

有效

• 申請號: 202211353183.6
• 申請日: 2022-11-01
• 公開（公告）號: CN115400616B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 李宇卓;高天正;王敏;廖廣明
• 申請（專利權）人: 富海（東營）新材料科技有限公司
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D67/00;B01D69/08
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

本發明屬于聚砜材料的制備技術領域，具體涉及一種連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝及其系統。所述的連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝，包括以下步驟：配制母液A：將聚砜的聚合液與聚合反應相同的溶劑，稀釋至固含量為14~20%，攪拌過濾，得到母液A；配制母液B：制成聚合液，然后將聚合液與添加劑溶解液加入管式混合器混合，再過濾得到母液B，固含量為26~38%；將母液A與母液B分別以一定流量，加入管式混合器混合，得到鑄膜液；將鑄膜液噴絲凝固浸泡成膜，卷繞輸出制得聚砜中空纖維膜。本發明提供一種連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝，增加生產效率，提高聚砜中空纖維膜的機械性能；本發明還提供其制備系統。

技術領域

本發明屬于聚砜材料的制備技術領域，具體涉及一種連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝及其系統。

背景技術

聚砜是一類耐高溫以及高機械強度的工程塑料，具有優異的抗蠕變性，在雙酚A類聚砜材料出現后，成為繼纖維素衍生物之后現階段最重要且生產量最大的制膜材料。目前聚合物分離膜的制備方法主要包括熱致相分離法、熔融紡絲－拉伸法和相轉化法。在相轉化制膜過程中，膜的結構及孔徑分布受各種因素的影響，而孔徑分布直接影響膜的分離性能。

目前的成膜工藝主要通過相轉化法，其中又分為干法與濕法。工業上常使用濕法制膜：將聚砜粒子利用溶劑充分溶解，加入添加劑充分攪拌，隨后通過噴頭噴絲在凝固浴中通過溶劑與非溶劑的相互交換，使溶劑與聚合物相分離形成膜。該法的缺點在于工業上聚砜合成后需要經過析出、粉碎、水洗過程，該過程中聚砜分子鏈由舒展態轉變為纏繞態，同時在機械粉碎，浴高溫水洗的作用下分子鏈結構發生破壞，所制得的聚砜粒子再重新通過溶劑溶解配制鑄膜液時分子鏈段難以恢復至完全舒展態，導致再添加成孔劑時，成孔劑難以與聚砜分子鏈緊密均勻的結合，導致所制膜的開孔率降低，水通量較小，同時所制得聚砜膜力學性能較差。并且傳統工藝中，合成聚砜后再將聚砜聚合液經后處理造粒，繼續將聚砜粒子重新溶解配制鑄膜液，該過程無疑是對物料、對能耗、對生產效率的一種浪費，既額外消耗了溶劑和水，又額外造成了后處理所產生的能耗，而且提高了制膜的原料成本。

目前，工業上主要通過向鑄膜液中加入不同添加劑以此改變成膜孔徑或通過改變鑄膜液組成與溫度來改善開孔率，在膜成孔機理上進行改善的報道較少。

CN100335156C公開了一種納米抗菌材料-聚砜復合微孔濾膜的制備方法，通過在鑄膜液中加入納米材料，所制得微孔濾膜開孔率和水通量有所提高，但在工業化上利用超聲震動難以將納米材料均勻分布，導致膜機械性能無法穩定提升。

CN107630256B公開了一種耐高溫高強度聚砜纖維及其制備方法，將紡絲液通過噴絲頭形成細流，并在細流表面形成微孔結構，然后采用階梯式升溫的方式加熱除去溶劑，再經過拉伸與加熱的方式使微孔消失，得到聚砜纖維，其具有高的機械性能、熱穩定性及耐久性，但在高溫下膜絲易因拉伸產生斷絲情況影響生產效率。

因此，亟需研發一種全新、高效的聚砜膜工業化生產工藝，真正從原理到實踐均能做到行業突破性技術創新。徹底擯棄繁瑣且耗時長、能耗高、效果差的傳統工藝。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝，克服以上現有技術的不足，增加生產效率，提高聚砜中空纖維膜的分離性能，以及機械性能；本發明還提供其制備系統。

本發明所述的連續一體化聚砜中空纖維膜的制備工藝，包括以下步驟：

（1）母液A的配制：采用聚砜原料進行聚合反應制成聚合液，并加入與聚合反應相同的溶劑，稀釋至固含量為14~20%，并攪拌，然后經過雙層過濾，得到母液A；

（2）母液B的配制：與步驟（1）相同條件制成聚合液，然后將聚合液與添加劑溶解液加入管式混合器混合，再將混合液過雙層過濾，得到母液B，固含量為26~38%；

（3）將母液A與母液B按照質量比（2~2.5）:1，打入管式混合器混合，得到鑄膜液；