專利名稱：一種親水性中空纖維干態(tài)微孔膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)領(lǐng)域，涉及高分子聚烯烴中空纖維微濾膜的表面改性制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種不用醇類及有機(jī)溶機(jī)親水改性親水性中空纖維干態(tài)微孔膜及其的制備方法。
背景技術(shù)：
聚烯烴是一種性能優(yōu)良的微孔分離膜的制造材料?？箟A耐酸性能十分突出，采用熔融紡絲、單向拉伸而制得的中空纖維微孔膜，不僅具有良好的分離性能，而且具有濕法紡絲(NIPS)或熱法紡絲(TIPS)不可比擬的機(jī)械強(qiáng)度，正是它與生俱來的這種特性，被廣泛用于污水處理等領(lǐng)域，另外，聚烯烴PP或PE，原材料易得，價(jià)格低廉，這也是受人青睞的原因之一。采用熔融一拉伸法所制得的中空纖維微濾膜，其表面能較低，具有極強(qiáng)的憎水性，(接觸角90-103度)，不能用于水的過濾，我們稱之為疏水膜，疏水膜用于氣體的過濾或做成一定規(guī)格的接觸器，用于液體中溶解氣體的脫除或者相反一氣體的液體吸收。若發(fā)揮它的另一功能，用于水處理，則首先要將膜進(jìn)行“變性”為親水膜，方可用于液體水的過濾，這正是本專利所要解決的問題。目前，科研人員提出了許多親水改性的方法，主要分為永久性親水和暫時(shí)性親水。永久性親水，多半采用等離子體接技法、光照射法、射線照射法等，這類方法不但需要昂貴的專門設(shè)備，而且還難以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，從大量的文獻(xiàn)報(bào)道中可以看出，接技率控制十分困難，它的實(shí)質(zhì)是將親水集團(tuán)如-OH或-COOH接到烯烴的鏈上，接技率低，效果不明顯，接技率太高親水性反而下降，人們分析原因，太高的接技率也會(huì)堵塞微孔。還有的方法是將親水且溶于水的高聚物如PVA，通 過醛類交聯(lián)劑，如戌二醛，將PVA水溶液用事先做成的超濾組件進(jìn)行死端過濾，使PVA深積于膜表面爾后進(jìn)行交聯(lián)，變?yōu)橛H水表面。工藝繁雜，而且親水前，必須做成組件，才能進(jìn)行下步工作，這一點(diǎn)會(huì)給不同需求帶來很多不便。眾所周知，傳統(tǒng)的親水處理是用乙醇浸泡，隨后轉(zhuǎn)入水中，水慢慢取代微孔中的乙醇，便成為親水的微孔膜，這種微孔膜要始終保持濕態(tài)，一旦失去水分又變成疏水膜，這往往給膜的保存與運(yùn)輸和使用帶來諸多的麻煩。況且，乙醇是一種易燃溶劑，極易揮發(fā)，既不環(huán)保又不安全。

發(fā)明內(nèi)容
一種親水性中空纖維干態(tài)微孔膜(PP膜)，其特征在于它是由聚烯烴中空纖維微濾膜基膜(PP膜)與滲透親水性表面活性劑組成；其中聚烯烴中空纖維微濾膜基膜與親水性表面活性劑的重量體積比為1:0. 1%-20%的水溶液；所述的親水性表面活性劑為芳香烴磺酸鈉、支鏈、直鏈磺酸鈉、聚氧乙烯脂肪醇醚或烷基甜菜堿。所述的親水性中空纖維干態(tài)微孔膜結(jié)構(gòu)，它包括聚丙烯膜絲基質(zhì)1、親水性膜內(nèi)部滲透物3 ;其中親水性膜內(nèi)部滲透物3通過聚丙烯膜絲基質(zhì)I滲透到聚丙烯膜絲的薄膜層
2、聚丙烯膜絲的微孔4中。其中聚丙烯膜絲基質(zhì)的孔徑為O. Ιμπι。
本發(fā)明所述的微濾膜基膜是用熔融拉伸法或熱致相分離法制備成孔的。本發(fā)明所述的微濾膜基膜的成分為聚偏氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯。本發(fā)明進(jìn)一步公開了親水性中空纖維干態(tài)微孔膜的制備方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行
(1)將親水性表面活性劑用去離子水配制濃度為O.1%-20% (w/v)的水溶液；
(2)將聚烯烴中空纖維微濾膜基膜浸入上述溶液內(nèi)，溫度控制在10-60°C，浸泡時(shí)間為10-60分鐘；
(3)達(dá)到吸附平衡后，取出并浙去多余的水分；
(4)在空氣中晾干或30—50°C熱風(fēng)烘干。本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單快捷的親水化處理的方法，將確定的表面活性劑配成一定濃度的溶液，然后待處理的中空纖維微孔膜浸泡于溶液內(nèi)。取出晾干，便制成所要求的親水的中空纖維干態(tài)微孔膜。該膜經(jīng)處理后不會(huì)改變多孔膜的機(jī)械強(qiáng)度、物化指標(biāo)等固有性質(zhì)。例如采用重力垂直拉伸法的測(cè)量
取測(cè)量長度50厘米的膜絲系在500克砝碼上，垂直吊起，時(shí)間一小時(shí)，觀察記錄如下
記
權(quán)利要求
1.一種親水性中空纖維干態(tài)微孔膜，其特征在于它是由聚烯烴中空纖維微濾膜基膜與滲透親水性表面活性劑組成；其中聚烯烴中空纖維微濾膜基膜與親水性表面活性劑的重量體積比為1:0. 1%_20%;所述的親水性表面活性劑為芳香烴磺酸鈉、支鏈、直鏈磺酸鈉、聚氧乙烯脂肪醇醚或烷基甜菜堿。
2.權(quán)利要求1所述的親水性中空纖維干態(tài)微孔膜，其中的結(jié)構(gòu)包括聚丙烯膜絲基質(zhì)(I)、親水性膜內(nèi)部滲透物(3);其中親水性膜內(nèi)部滲透物(3)通過聚丙烯膜絲基質(zhì)(I)滲透到聚丙烯膜絲的薄膜層(2)、聚丙烯膜絲的微孔(4)中。
3.權(quán)利要求1所述的親水性中空纖維干態(tài)微孔膜，其中聚丙烯膜絲基質(zhì)的孔徑為O.1 μ m0
4.一種權(quán)利要求1所述親水性中空纖維干態(tài)微孔膜的制備方法，其特征在于按如下的步驟進(jìn)行 (1)將親水性表面活性劑用去離子水配制濃度為O.1%-20% (w/v)的水溶液； (2)將聚烯烴中空纖維微濾膜基膜浸入上述溶液內(nèi)，溫度控制在10-60°C，浸泡時(shí)間為10-60分鐘； (3)達(dá)到吸附平衡后，取出并浙去多余的水分； (4)在空氣中晾干或30—50°C熱風(fēng)烘干。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種親水性中空纖維干態(tài)微孔膜及其制備方法，它是由聚烯烴中空纖維微濾膜基膜(PP膜)與滲透有親水性表面活性劑組成；其中聚烯烴中空纖維微濾膜基膜與親水性表面活性劑的重量體積比為10.1%-20%。本發(fā)明的方法采用低分子量的不揮發(fā)的表面活性劑，容易洗脫不殘留，親水處理后，經(jīng)過干燥，親水活性物質(zhì)會(huì)牢固吸附于膜的表面及微孔內(nèi)。不流失、不揮發(fā)，容易貯存或運(yùn)輸。該膜經(jīng)處理后不會(huì)改變多孔膜的固有性質(zhì)，如機(jī)械強(qiáng)度、物化指標(biāo)等。本發(fā)明的方法是一種簡(jiǎn)單快捷的親水化處理方法。
文檔編號(hào)B01D69/08GK103055718SQ20131004529
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)明者趙玉峰, 侯春梅 申請(qǐng)人:天津天一愛拓科技有限公司