專利名稱：一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈合金膜及其制備方法，具體涉及一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著中國經(jīng)濟規(guī)模的進一步擴大和人民生活水平的不斷提高，對能源、資源的需求量將會急劇增加。中國669座城市中有400座供水不足及110座嚴重缺水的現(xiàn)狀將會成為制約我國國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。為了保證中國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，有關(guān)環(huán)保節(jié)能型新材料及設(shè)備的研究十分必要。中空纖維(如聚偏氟乙烯(PVDF)及其共混改性體
系)膜及相應(yīng)組件在工業(yè)用水提純及中水回用、超純水和飲用水制備、鹵水直接利用、濃鹽水濃縮結(jié)晶零排放技術(shù)與裝備等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒋蟠蠼档湍芎?，提高能源的有效利用率，并且不會造成環(huán)境污染。所以中空纖維膜及其超濾、納濾、反滲透組件的廣泛應(yīng)用，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。PVDF是一種半結(jié)晶聚合物，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)是-39°C，熔點(Tm)在160°C左右，熱分解溫度大約在316°C以上。PVDF大分子鏈結(jié)構(gòu)為-CH2CF2-,其中C_F、C-H和C-C鍵能分別是453、414. 5、347. 5 kj/mol。由于其_C_C_主鏈結(jié)構(gòu)被氟原子和氫原子包圍著，導(dǎo)致PVDF具有優(yōu)越的化學(xué)性能、熱性能及非常好的機械穩(wěn)定性。PVDF能夠溶解在一些如DMAc、NMP, DMSO, DMF等極性溶劑中，PVDF的極性源于大分子鏈中-CF2-和-CH2-基團的交替排列，這種結(jié)構(gòu)使得PVDF是一種非常理想的膜材料。聚偏氟乙烯(PVDF)由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性、耐熱性和易成膜而成為目前首選的膜材料之一。盡管如此，有兩個關(guān)鍵的因素限制了 PVDF膜材料的進一步發(fā)展和應(yīng)用，特別是在水溶液體系如飲用水生產(chǎn)、污水處理及生物分離等領(lǐng)域的應(yīng)用(I)PVDF的表面能極低，其中PVDF、- CF2 -和-CH2 -的表面張力分別是25mN/m、18mN/m和31mN/m，有極強的憎水性，因而導(dǎo)致了其膜的純水通量比較低。(2)有極強的憎水性的PVDF膜在用于含有機物水體凈化時膜容易受到污染。以蛋白質(zhì)水體系為例，蛋白質(zhì)容易吸附到膜表面或堵塞表面膜孔，降低膜的滲透性能及膜最終分離性能。這種膜壽命衰減的特征會導(dǎo)致其應(yīng)用過程中膜組件更換和維修費用的提高[Fu Liu, N. Awanis Hashim, Yutie Liu, M. R. Moghareh Abed, K. Li. Progressin the production and modification of PVDF membranes, Journal of MembraneScience375 (2011) I - 27]。為了提高PVDF膜的使用性能，要對其進行親水改性，共混改性是PVDF膜改性的重要方法之一。PVDF的有機共混改性物已經(jīng)報導(dǎo)的有十幾種之多，無機改性物主要有 Si02、Ti02、LiC104、Al203 等[1]L. Y. Yu, Z. L. Xu, H. M. Shen, H. Yang. Preparationand characterization of PVDF-SiO2Composite hollow fiber UF membrane by sol—gelmethod, Journal of Membrane Science 337(1 - 2) (2009) 257 - 265[2] X. Zuoj S. Yuj X. Xuj J. Xuj R. Baoj X. Yan. New PVDF organic-inorganicmembranes: the effect of SiO2 nanoparticles content on the transport performanceof anion-exchange membranes, Journal of Membrane Science 340(1-2) (2009)206-213[3]N. A. Hashim, Y. Liuj K. Li. Preparation of PVDF hollow fiber membranesusing Si02particles:the effect of acid and alkali treatment on the membraneperformances, Industrial Engineering and Chemical Research 50 (5) (2011)3035 -3040[4]X. Liuj Y. Peng, S. Ji. A new method to prepare organic - inorganic hybridmembranes, Desalination 221 (I - 3) (2008)376 - 382[5] A. Bottinoj G. Capannel I i, V. D，Asti, P. Piaggio. Preparation andproperties of novel organic - inorganic porous membranes, Separation andPurification Technology 22 - 23 (2001)269 - 275[6] J. H. Li，Y. Y. Xu，L. P. Zhu，J. H. Wang, C. H. Du. Fabrication and
characterization of a novel TiO2 nanoparticle self-assembly membrane withimproved fouling resistance, Journal of Membrane Science 326(2) (2009)659 - 666[7] L Yanj Y. S. Li，C. B. Xiang, S. Xianda. Effect of nano-sized Al203particleaddition on PVDF ultrafiltration membrane performance, Journal of MembraneScience 276 (I - 2) (2006) 162 - 167[8] L. Yanj Y. S. Li，C. B. Xiang. Preparation of poly (vinylidene fluoride)(PVDF)ultrafiltration membrane modified by nano-sized alumina (Al2O3)and itsantifouling research, Polymer 46(18) (2005)7701 - 7706。PVDF膜的改性主要是為了改善其親水性，以提高其水通量和截留率，同時使膜的耐污染性能、力學(xué)性能也有所提高。共混改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜是高分子合金膜，兼具和與其共混的聚合物的性質(zhì)。含少量親水性高分子材料的共混PVDF膜與無共混組分的PVDF膜相比，接觸角減小，截留率基本不變，而水通量大幅提高，膜的抗污染、耐菌性等性能增強，同時共混對膜的機械強度影響較小。

發(fā)明內(nèi)容
隨著聚合物共混理論的不斷進步，將兩種或多種聚合物或無機納米粒子共混，理論上已經(jīng)成為制備聚合物有機-無機雜化膜已成為膜材料改性、增加膜材料品種、提高膜性能的有效方法。聚丙烯腈是一類優(yōu)異的分離膜材料，它具有優(yōu)異的耐菌、耐有機溶劑，不易水解、抗氧化、成膜性能好的優(yōu)點，本發(fā)明通過其與聚偏氟乙烯及有機-無機復(fù)配添加劑的共混，開發(fā)出一種性能優(yōu)異且適用的混合膜材料。本發(fā)明的目的即在于提供一種高水通量且截留率適中、抗污染能力強的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜及其制備方法。本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其鑄膜液組成按重量比如下聚偏氟乙烯14-25%
聚丙烯腈1-12%
有機-無機復(fù)配添加劑 4-15%
溶劑根據(jù)以上各組分的含量，補液至100%。所述聚偏氟乙烯的聚合度為150，000-250，000。含量優(yōu)選為15-23%。所述的所述的聚丙烯腈是指分子量范圍在3萬I萬之間。含量優(yōu)選為2-10%。共混聚合物聚丙烯腈的作用是改善聚偏氟乙烯膜的親水性能，提高聚偏氟乙烯膜的抗污染性，同時降低聚偏氟乙烯膜生產(chǎn)成本。所述的有機-無機復(fù)配添加劑為無機納米添加劑、有機親水成孔劑及有機親水性表面活性劑復(fù)配而成，按重量比包括無機納米添加劑 O. 1-4份親水成孔劑3-12份，以及表面活性劑O. 05-3份。此復(fù)配添加劑結(jié)合了有機和無機的優(yōu)點。無機納米添加劑為納米二氧化硅(Si02)、納米二氧化鈦(Ti02)、納米三氧化二鋁(Al2O3)等中的一種或幾種。在鑄膜液中加入親水性的無機納米粒子，可以提高膜絲強度、膜的親水性、穩(wěn)定性、抗壓縮性以及改善膜的通量和截留率。有機親水成孔劑是指聚乙二醇(PEG，分子量優(yōu)選為1500-10000)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一種或者兩種，有機親水成孔劑可以調(diào)節(jié)聚偏氟乙烯/聚丙烯腈膜的親水性、鑄膜液的粘度，從而影響聚偏氟乙烯/聚丙烯腈膜的孔隙率以及純水通量等性能。有機表面活性劑為吐溫、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的至少一種。利用表面活性劑的滲透、乳化作用，在鑄膜液中改善有機相與無機相兩相界面的相容性，調(diào)節(jié)鑄膜液中高分子連續(xù)相與無機分散相兩相界面的相容性，使得無機添加劑分散相在鑄膜液中均勻分布并穩(wěn)定存在，同時表面活性劑還可以調(diào)節(jié)紡絲液與凝固液的界面物質(zhì)交換速度，最終使得紡制的中空纖維膜孔均勻。所述的溶劑是指二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。所述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜的孔隙率為55-85%，拉伸強度為I. 5-2. 2MPa，伸長率為30_80%，純水通量為250_2000L/m2 · h。一種制備上述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜的方法，具有如下步驟(I)將上述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜鑄膜液在40_85°C溫度下攪拌均勻，靜置脫除氣泡，所述溫度優(yōu)選為55-80°C ;紡絲鑄膜液溫度太低，影響鑄膜液各添加組分在溶劑中的溶解度，同時鑄膜液的粘度太高，不利用紡制高通量的中空纖維膜絲；紡絲鑄膜液溫度太高，鑄膜液粘度降低，鑄膜液與凝固浴的物質(zhì)交換速度加快，影響膜孔結(jié)構(gòu)，同時對紡絲設(shè)備要求較高，能耗較大。(2)干-濕紡絲工藝紡制中空纖維膜以25_50°C的水或者水與溶劑的混合物為芯液，該芯液與上述鑄膜液通過紡絲噴絲頭，在空氣中垂直向下行走4-50cm后，進入凝固浴中凝固成型，凝固浴為水或者水與溶劑的混合物，凝固浴溫度控制在20-60°C。通過控制芯液和凝固浴的溫度以及成分、膜絲在空氣中的行走距離可以獲得不同的中空纖維膜絲內(nèi)外結(jié)構(gòu)。(3)膜絲保濕處理將紡制成型的中空纖維合金膜在15_40°C的純水中浸泡48小時后，再將其置于水與甘油的混合液體中浸泡12小時，而后晾干膜絲即得本發(fā)明所述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈中空纖維合金膜，水與甘油的混合液體中甘油的質(zhì)量含量為10-35%。此目的是保護膜孔，防止膜絲收縮變形后，膜孔變小，膜失效。本發(fā)明的鑄膜液組成如下聚偏氟乙烯，14-25% ;聚丙烯腈，1-12% ;有機-無機復(fù)配添加劑4-15% ;溶劑，加至100%。鑄膜液配制好后通過干濕紡絲工藝制備出成品聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在添加聚丙烯腈共混物的同時添加了一種新型的有機-無機復(fù)配添加劑，使各添加劑起協(xié)同作用，進一步提高了膜絲的親水性，因此膜通量也相應(yīng)得到提高，抗污染性更強。


圖I為實施例I中空纖維膜的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中空纖維膜紡絲過程的工藝流程圖。
具體實施例方式為了進一步說明本發(fā)明的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈機-無機雜化中空纖維膜的優(yōu)越性能，下面采用本發(fā)明的制備方法，首先給出利用單一的聚偏氟乙烯及聚偏氟乙烯/聚丙烯腈與單一的無機或有機添加劑制成的中空纖維膜及相關(guān)的性能數(shù)據(jù)，即對比例I、對比例2，對比例3。對比例I在高速攪拌下，將50克二氧化硅、10克吐溫-20溶于6千克的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后，再加入1640克N-甲基吡咯烷酮、1800克聚偏氟乙烯粉末(聚合度250,000)、500克聚乙二醇10000，攪拌溶解均勻，攪拌溫度為70°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為25°C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走12cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯中空纖維膜在純水(室溫15-35 °C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的聚偏氟乙烯中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑O. 8mm，孔隙率為20%，拉伸強度為
I.OMPa，伸長率為90%，25°C下，測得該中空纖維膜的純水通量為150L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。對比例2在高速攪拌下，將200克二氧化硅溶于6千克的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后，再加入1640克N-甲基吡咯烷酮、1440克聚偏氟乙烯粉末(聚合度250，000)、360克聚丙烯腈粉末(分子量5萬)攪拌溶解均勻，攪拌溫度為70°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為25°C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走12cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈中空纖維膜在純水(室溫15-35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑O. 8_，孔隙率為40%，拉伸強度為2. OMPa，伸長率為60%，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為300L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。對比例3在高速攪拌下，將50克吐溫-20溶于6千克的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后，再加入1640克N-甲基吡咯烷酮、1440克聚偏氟乙烯粉末(聚合度250，000)、360克聚丙烯腈粉末(分子量5萬)，500克聚乙二醇10000攪拌溶解均勻，攪拌溫度為70°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為25°C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走12cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈中空纖維膜在純水(室溫15_35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈中空纖維膜外徑
1.2mm,內(nèi)徑O. 8mm，孔隙率為50%，拉伸強度為I. 8MPa，伸長率為75%，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為350L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。實施例I在高速攪拌下，將50克二氧化硅、10克吐溫-20溶于6千克的N-甲基吡咯烷酮中，攪拌均勻后，再加入1640克N-甲基吡咯烷酮、1440克聚偏氟乙烯粉末(聚合度250,000)、360克聚丙烯腈粉末(分子量5萬)、500克聚乙二醇10000，攪拌溶解均勻，攪拌溫度為70°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為25°C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走12cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜在純水(室溫15-35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑O. 8mm,孔隙率為72%，拉伸強度為
2.OMPa，伸長率為50%，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為1200L/m2 *h(0. IMPa),膜的截留分子量為10萬道爾頓實施例2在高速攪拌下，將400克氧化鋁、250克吐溫_80溶于6千克的二甲基乙酰胺中，攪拌均勻后，再加入250克二甲基乙酰胺、2300克聚偏氟乙烯粉末(聚合度150，000)、400克聚丙烯腈(分子量8萬)、400克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌溶解均勻，攪拌溫度為75°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為40°C的的水和溶劑的混合液(水為80% ;溶劑為二甲基乙酰胺，占20%)，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走5cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜在純水(室溫15-35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑O. 8mm，孔隙率為60%，拉伸強度為2. 2MPa，伸長率為60%，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為500L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。實施例3在高速攪拌下，將200克二氧化鈦、200克吐溫-60溶于5120克的二甲基乙酰胺中，攪拌均勻后，再加入1280克二甲基甲酰胺、1500克聚偏氟乙烯粉末(聚合度155,000)、1000克聚丙烯腈(分子量3萬)、500克聚乙二醇6000、200克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌溶解均勻，攪拌溫度為75°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為45 °C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走25cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜在純水(室溫15-35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑O. 8mm,孔隙率為60%，拉伸強度為2. IMPa，伸長率為65%，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為1000L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。實施例4在高速攪拌下，將200克二氧化鈦、200克十二烷基苯磺酸鈉溶于5120克的二甲基乙酰胺中，攪拌均勻后，再加入1280克二甲基甲酰胺、1500克聚偏氟乙烯粉末(聚合度150，000)、1000克聚丙烯腈(分子量5萬)、500克聚乙二醇6000、200克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌溶解均勻，攪拌溫度為65°C，靜置脫泡24小時；紡絲，紡絲芯液和外凝固浴均為40°C的水，鑄膜液經(jīng)過濾網(wǎng)后，與芯液一同由噴絲頭擠出，在空氣中行走30cm后，進入外凝固浴成型，并由繞絲輪卷繞。由此得到的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜在
純水(室溫15-35°C)中浸泡48小時后，在甘油水(甘油質(zhì)量百分含量10-35%)中繼續(xù)浸泡12小時，所得的高通量聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜外徑I. 2mm,內(nèi)徑
O.8mm，孔隙率為75%，拉伸強度為2. OMPa，伸長率為80 %，25°C下，測得該中空纖維合金膜的純水通量為750L/m2 · h (O. IMPa)，膜的截留分子量為10萬道爾頓。上述實施例中的共混聚合物還可以是聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丙酯中的幾種的混合。由于上述物質(zhì)作用相同，彼此混合不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，且不影響彼此的性能，所以上述物質(zhì)的混合使用也是可行的。上述實施例的有機-無機復(fù)配添加劑中無機納米添加劑還可以是納米二氧化硅(Si02)、納米二氧化鈦(Ti02)、納米三氧化二鋁(Al2O3)中的幾種的混合。由于上述物質(zhì)的作用相同，彼此混合不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，且不影響彼此的性能，所以上述物質(zhì)的混合使用也是可行的。上述實施例有機-無機復(fù)配添加劑中的表面活性劑還可以是吐溫、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉中的幾種的混合。由于上述物質(zhì)的作用相同，彼此混合不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，且不影響彼此的性能，所以上述物質(zhì)的混合使用也是可行的。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發(fā)明實施的范圍，SP依本發(fā)明專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于，其鑄膜液組成按重量比如下聚偏氟乙烯14-25% 聚丙烯腈1-12% 有機-無機復(fù)配添加劑 4-15%溶劑根據(jù)以上各組分的含量，補液至100%。
2.如權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述聚偏氟乙烯的聚合度為150，000-250, 000。
3.如權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述的聚丙烯腈分子量范圍在3萬I萬之間。
4.如權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述的溶劑是指二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一種。
5.如權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜的孔隙率為55-85%，拉伸強度為I. 5-2. 2MPa，伸長率為30-80%，純水通量為250-2000L/m2 · h。
6.如權(quán)利要求I所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述的有機-無機復(fù)配添加劑為無機納米添加劑、有機親水成孔劑及有機親水性表面活性劑復(fù)配而成，按重量比包括 無機納米添加劑 O. 1-4份 親水成孔劑3-12份，以及 表面活性劑O. 05-3份。
7.如權(quán)利要求6所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于所述無機納米添加劑為納米二氧化硅、納米二氧化鈦、納米三氧化二鋁中的至少一種。
8.如權(quán)利要求6所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜，其特征在于有機親水成孔劑為聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一種；表面活性劑為吐溫、十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基磺酸鈉中的至少一種。
9.一種制備權(quán)利要求1-8任一項所述的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜的方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)將上述聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜鑄膜液在40-85°C溫度下攪拌均勻，靜置脫除氣泡； (2)干-濕紡絲工藝紡制中空纖維膜以25-50°C的水或者水與溶劑的混合物為芯液，該芯液與上述鑄膜液通過紡絲噴絲頭，在空氣中垂直向下行走3-40cm后，進入凝固浴中凝固成型，凝固浴為水或者水與溶劑的混合物，凝固浴溫度控制在20-50°C ； (3)膜絲保濕處理將紡制成型的中空纖維合金膜在15-35°C的純水中浸泡48小時后，再將其置于水與甘油的混合液體中浸泡12小時，而后晾干膜絲即得本發(fā)明所述聚偏氟乙烯中空纖維合金膜，水與甘油的混合液體中甘油的質(zhì)量含量為10-35%。
10.如權(quán)利要求9所述的一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的鑄膜液溫度為45-80°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜及其制備方法，本發(fā)明的鑄膜液組成如下聚偏氟乙烯，14-25%；聚丙烯腈，1-12%；有機-無機復(fù)配添加劑4-15%；溶劑，50-80%。鑄膜液配制好后通過干濕紡絲工藝制備出成品聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機雜化中空纖維膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明在添加親水共混物的同時添加了一種新型的有機-無機復(fù)配添加劑，進一步提高了膜絲的強度和親水性，采用本發(fā)明所生產(chǎn)的聚偏氟乙烯/聚丙烯腈有機-無機中空纖維膜，性能較純聚偏氟乙烯膜有了很大程度的改善，大大拓寬了膜的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號B01D69/08GK102872729SQ20121031176
公開日2013年1月16日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者洪昱斌, 陳慧英, 蘇吉龍, 藍偉光 申請人:三達膜環(huán)境技術(shù)股份有限公司