專利名稱：一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增強(qiáng)型中空纖維膜制備技術(shù)，具體為一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯(PVC)作為膜材料具有化學(xué)性能穩(wěn)定、耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑、耐微生物腐蝕性能良好、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛，已被廣泛用于制備超/微濾膜。已報(bào)道的聚氯乙烯中空纖維膜的制備方法主要有溶液相轉(zhuǎn)化法(例如CN1415407A專利文獻(xiàn)報(bào)道)和雙螺桿擠出機(jī)凍膠紡絲法(例如CN101912739A專利文獻(xiàn))。溶液相轉(zhuǎn)化法所制備的膜分離精度高、易清洗，但其力學(xué)性能較差，在使用過(guò)程中易出現(xiàn)斷絲現(xiàn)象(在膜生物反應(yīng)器中使用中空纖維簾式膜組件時(shí)，斷絲現(xiàn)象尤為突出)，設(shè)備使用壽命減短，成本增力口。雙螺桿擠出機(jī)凍膠紡絲法所制備的膜強(qiáng)度高，但由于其無(wú)明顯皮層且為均質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，使用過(guò)程中易導(dǎo)致嵌入式污染，使得清洗頻率和能耗成本增加，縮短了膜的使用壽命。增強(qiáng)型中空纖維膜的研究，目前較多的是采用長(zhǎng)纖維及編織管增強(qiáng)法。專利CN102343220A公開了一種帶支撐材料的聚氯乙烯中空纖維膜的制備方法，其在膜的制備過(guò)程中將單絲纖維和鑄膜液共擠出，使得纖維包覆在膜基體中，可有效增強(qiáng)膜的拉伸強(qiáng)度。專利CN101543731A報(bào)道了一種編織管增強(qiáng)中空纖維膜的制備方法，它是先將纖維編織成中空纖維編織管，而后將其與鑄膜液共擠出，在凝固浴中成膜，此方法亦可有效增強(qiáng)膜的拉伸強(qiáng)度。上述方法制備的異質(zhì)增強(qiáng)型(增強(qiáng)體與膜表面分離層為不同化學(xué)組成的物質(zhì))中空纖維膜均存在界面結(jié)合強(qiáng)度較差的問(wèn)題，在實(shí)際使用過(guò)程中易出現(xiàn)膜絲破裂或涂覆層剝離基體的現(xiàn)象。而同質(zhì)增強(qiáng)型(增強(qiáng)體與膜表面分離層為相同化學(xué)組成的物質(zhì))中空纖維膜可有效改善表面分離層與增強(qiáng)體之間的界面結(jié)合強(qiáng)度，專利CN102600733A公開了一種同質(zhì)增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其是將鑄膜液經(jīng)過(guò)噴絲頭組件均勻涂覆于熔融紡絲制得的中空纖維膜表面，制得同質(zhì)增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維膜。但對(duì)于同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的制備方法未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法。該制備方法通過(guò)同質(zhì)增強(qiáng)的方式，使制備的增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜兼具優(yōu)良的力學(xué)性能和較高的分離精度，并且工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，便于工業(yè)實(shí)施。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，該制備方法采用以下工藝:(I)制備增強(qiáng)體基膜；以增塑雙螺桿擠出法制備斷裂強(qiáng)度大于15MPa的聚氯乙烯中空纖維膜，并以該中空纖維膜作為同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的增強(qiáng)體基膜；(2)制備聚氯乙烯鑄膜液；聚氯乙烯鑄膜液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為:聚氯乙烯 5-18%;
水溶性物質(zhì) 5-10% ；溶劑72-90% ;各組分之和為100%，將上述各組分混合于70-90°C水浴中，攪拌3-4小時(shí)溶解后，真空脫泡，即得到均勻的聚氯乙烯鑄膜液；其中，所述水溶性物質(zhì)為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚氧化乙烯；所述溶劑為聚氯乙烯的良溶劑，選自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或四氫呋喃；(3)增強(qiáng)體表面預(yù)處理；配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-80%的所述溶劑水溶液，將步驟(I)制備的基膜外表面浸潤(rùn)在該溶液水溶液中，浸潤(rùn)時(shí)間為2-20s ；(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；首先將所述鑄膜液通過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于浸潤(rùn)的增強(qiáng)體基膜表面，然后把該基膜在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，涂覆后的膜再經(jīng)過(guò)2-20cm長(zhǎng)的空氣間隙進(jìn)入10-50°C的凝固浴中充分凝固，即得到所述同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；所述鑄膜液溫度為10-70°C ;所述牽引速度為0.5-5.0m/min ;所述凝固浴介質(zhì)為所述溶劑的水溶液，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0-80%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜制備方法的特點(diǎn)在于:采用增塑雙螺桿擠出法與溶液相轉(zhuǎn)化法相結(jié)合的方法制備了同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜，該聚氯乙烯中空纖維膜同時(shí)兼具了所述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，即高強(qiáng)度和高分離精度。該制備方法采用增強(qiáng)體與表面分離層相同的材質(zhì)，避免了異質(zhì)增強(qiáng)型材料的熱力學(xué)相容性差的缺陷，在達(dá)到膜力學(xué)性能改善的同時(shí)，也避免了表面分離層易剝離的缺陷，同時(shí)相比于異質(zhì)編織管涂覆前表面預(yù)處理的難度也節(jié)約了成本。


圖1為本發(fā)明同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜制備方法一種實(shí)例所得同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜橫截面的電鏡照片圖。圖2為本發(fā)明同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜制備方法一種實(shí)例所得同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜外表面的電鏡照片圖。圖3為本發(fā)明同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜制備方法一種實(shí)例所得同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜內(nèi)表面的電鏡照片圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:本發(fā)明設(shè)計(jì)的同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜(以下簡(jiǎn)稱同質(zhì)增強(qiáng)膜)的制備方法(簡(jiǎn)稱制備方法)采用如下工藝:(I)制備增強(qiáng)體基膜；以增塑雙螺桿擠出法制備斷裂強(qiáng)度大于15MPa的聚氯乙烯中空纖維膜，并以該中空纖維膜作為同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的增強(qiáng)體基膜。所述增塑雙螺桿擠出法本身為現(xiàn)有技術(shù)。(2)制備聚氯乙烯鑄膜液；聚氯乙烯鑄膜液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為:聚氯乙烯 5-18%;水溶性物質(zhì) 5-10% ； 溶劑 72-90% ;各組分之和為100%，
將上述各組分混合于70-90°C水浴中，攪拌3-4小時(shí)溶解后，真空脫泡，即得到均勻的聚氯乙烯鑄膜液；其中，所述水溶性物質(zhì)為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚氧化乙烯；所述溶劑為聚氯乙烯的良溶劑，包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或四氫呋喃。(3)增強(qiáng)體表面預(yù)處理；配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-80%的所述溶劑水溶液，將步驟(I)制備的基膜外表面浸潤(rùn)在該溶液中，浸潤(rùn)時(shí)間為2-20s ;所述溶劑與制備鑄膜液的溶劑相同。本發(fā)明制備方法在制備同質(zhì)增強(qiáng)膜之前進(jìn)行浸潤(rùn)預(yù)處理，其目的是使增強(qiáng)體基膜與表面分離層達(dá)到較好的結(jié)合強(qiáng)度。由于增強(qiáng)體基膜在其良溶劑中溶解較快，易使增強(qiáng)體基膜表面孔崩塌形成致密層，故為了保證增強(qiáng)體基膜表面浸潤(rùn)的同時(shí)又保持其表面孔的完整性，所采用的浸潤(rùn)溶液為溶劑的水溶液。本發(fā)明采用預(yù)處理溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-80%，優(yōu)先選用60-80%的所述溶劑水溶液。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；首先將所述鑄膜液通過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于浸潤(rùn)的增強(qiáng)體基膜表面，然后把該基膜在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，涂覆后的膜再經(jīng)過(guò)2-20cm長(zhǎng)的空氣間隙，進(jìn)入10-50°C的凝固浴中充分凝固，即得到所述同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；所述鑄膜液溫度為10-70°C ;所述牽引速度為0.5-5.0m/min ;所述凝固浴介質(zhì)所述溶劑的水溶液，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0-80%。本發(fā)明制備方法在制備同質(zhì)增強(qiáng)膜過(guò)程中，增強(qiáng)體基膜與鑄膜液接觸時(shí)間應(yīng)該嚴(yán)格控制。由于鑄膜液中溶劑含量在72-90%之間，增強(qiáng)體基膜與之接觸時(shí)會(huì)發(fā)生溶脹溶解。一方面，這種溶解作用可以使表面分離層與增強(qiáng)體基膜較好的結(jié)合，另一方面，這種溶解作用會(huì)降低增強(qiáng)體基膜的力學(xué)性能，接觸時(shí)間越長(zhǎng)，力學(xué)性能下降越明顯。因此，牽引速度決定了其在鑄膜液中的停留時(shí)間。本發(fā)明推薦牽引速度為1.5-2.5m/min。本發(fā)明制備方法在制備同質(zhì)增強(qiáng)膜過(guò)程中，鑄膜液的溫度應(yīng)該維持在適當(dāng)?shù)姆秶畠?nèi)。較低溫度不利于增強(qiáng)體基膜表面在鑄膜液中的溶解，減弱表面分離層與增強(qiáng)體基膜的界面結(jié)合強(qiáng)度；較高溫度易使增強(qiáng)體基膜在鑄膜液中迅速溶解，同質(zhì)增強(qiáng)膜的力學(xué)性能無(wú)法保證。本發(fā)明推薦鑄膜液溫度為20-40°C。本發(fā)明制備方法采用外凝固浴凝固，由于涂覆層進(jìn)入凝固浴后產(chǎn)生致密外皮層，致使溶劑與凝固浴雙擴(kuò)散減慢，因此，工藝上要以公知方法延長(zhǎng)同質(zhì)增強(qiáng)膜經(jīng)過(guò)凝固浴的長(zhǎng)度，以使膜固化完全。本發(fā)明制備方法所述水溶性物質(zhì)為平均相對(duì)分子質(zhì)量10000-40000的聚乙烯吡咯烷酮、平均相對(duì)分子質(zhì)量200-20000的聚乙二醇或平均相對(duì)分子質(zhì)量50000-100000的聚氧化乙烯。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)(如CN10260073A方法)相比，本發(fā)明方法采用了增塑雙螺桿擠出法與溶液相轉(zhuǎn)化法相結(jié)合的方法，屬二步法成形技術(shù)，即先制備增強(qiáng)體基膜，然后在基膜上復(fù)合表面分離層。增塑雙螺桿擠出法所制備的中空纖維基膜強(qiáng)度高，而溶液相轉(zhuǎn)化法所制備的膜表面分離層，分離精度高，易清洗，本發(fā)明方法集所述兩種方法優(yōu)點(diǎn)于一體。而現(xiàn)有技術(shù)(如CN10260073A方法)所用的PVDF基膜是采用熔融紡絲技術(shù)制得，而本發(fā)明方法所涉及的基膜材料聚氯乙烯的分解溫度低于其熔融溫度，因此不能采用常規(guī)的熔融紡絲技術(shù)成形，為此本發(fā)明設(shè)計(jì)了增塑雙螺桿擠出法與溶液相轉(zhuǎn)化法相結(jié)合的二步法成形技術(shù)。另外，由于兩者中空纖維膜的材質(zhì)不同，因此在基膜表面涂覆表面分離層之前的預(yù)處理方法也有差異。采用本發(fā)明制備方法可以制得本發(fā)明所述的同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜(參見(jiàn)圖1-3)。經(jīng)檢測(cè)，本發(fā)明同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的純水通量為
2.0-50.0L.πΓ2.h—1，斷裂強(qiáng)度為18.0-21.0MPa，對(duì)牛血清蛋白的截留率為56.2-86.0%，且連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h,內(nèi)外層無(wú)分離。本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步詳細(xì)敘述本發(fā)明，并不限制本申請(qǐng)權(quán)利要求所保護(hù)的范圍。實(shí)施例1(1)制備基膜:采用增塑雙螺桿擠出法制備聚氯乙烯中空纖維膜，作為增強(qiáng)體基膜，其斷裂強(qiáng)度為21.9MPa。(2)配制鑄膜液:將占體系總質(zhì)量6%聚氯乙烯、占體系總質(zhì)量5%的聚乙二醇-2000、占體系總質(zhì)量89% 二甲基乙酰胺混合，在70°C攪拌3h以上，形成均一透明的溶液，在真空烘箱中脫泡后得到澄清鑄膜液。(3)增強(qiáng)體基膜表面預(yù)處理:將步驟⑴制備的增強(qiáng)體基膜經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)80% 二甲基乙酰胺水溶液進(jìn)行浸潤(rùn)處理，浸潤(rùn)時(shí)間為5s。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)膜:先將步驟(2)制備的聚氯乙烯鑄膜液在20°C下經(jīng)過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于經(jīng)步驟(3)浸潤(rùn)處理的增強(qiáng)體基膜表面，然后在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，牽引速度為1.5m/s，再經(jīng)過(guò)8cm長(zhǎng)的空氣間隙，浸入20°C超濾水凝固浴中充分固化，即得到所述的同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜。性能檢驗(yàn):所得同質(zhì)增強(qiáng)膜的純水通量為3.2L.m_2.h—1，斷裂強(qiáng)度為19.1MPa,對(duì)牛血清蛋白的截留率為56.2%，連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。實(shí)施例2(1)制備基膜:采用增塑雙螺桿擠出法制備聚氯乙烯中空纖維膜，作為增強(qiáng)體基膜，其斷裂強(qiáng)度為21.9MPa。(2)配制鑄膜液:將占體系總質(zhì)量10%聚氯乙烯、占體系總質(zhì)量7%的聚乙二醇-2000、占體系總質(zhì)量83% 二甲基亞砜混合，在70°C攪拌3h以上，形成均一透明的溶液，在真空烘箱中脫泡后得到澄清鑄膜液。(3)增強(qiáng)體基膜表面預(yù)處理:將步驟⑴制備的增強(qiáng)體基膜經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)80% 二甲基亞砜水溶液進(jìn)行浸潤(rùn)處理，浸潤(rùn)時(shí)間為10s。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)膜:先將步驟(2)制備的聚氯乙烯鑄膜液在20°C下經(jīng)過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于經(jīng)步驟(3)浸潤(rùn)處理的增強(qiáng)體基膜表面，然后在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，牽引速度為2.0m/s，再經(jīng)過(guò)8cm長(zhǎng)的空氣間隙，浸入20°C超濾水凝固浴中充分固化，即得到同質(zhì)增強(qiáng)膜。性能檢驗(yàn):所得同質(zhì)增強(qiáng)膜的純水通量為10.1L.πΓ2.h—1，斷裂強(qiáng)度為18.7MPa，對(duì)牛血清蛋白的截留率為72.1%，連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。實(shí)施例3(I)制備基膜:采用增塑雙螺桿擠出法制備聚氯乙烯中空纖維膜，作為增強(qiáng)體基膜，其斷裂強(qiáng)度為21.9MPa。(2)配制鑄膜液:將占體系總質(zhì)量12%聚氯乙烯、占體系總質(zhì)量7%的聚乙烯吡咯烷酮-40000、占體系總質(zhì)量81% 二甲基乙酰胺混合，在70°C攪拌3h以上，形成均一透明的溶液，在真空烘箱中脫泡后得到澄清鑄膜液。(3)增強(qiáng)體基膜表面預(yù)處理:將步驟⑴制備的增強(qiáng)體基膜經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)70% 二甲基乙酰胺水溶液進(jìn)行浸潤(rùn)處理，浸潤(rùn)時(shí)間為10s。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)膜:先將步驟(2)制備的聚氯乙烯鑄膜液在20°C下經(jīng)過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于經(jīng)步驟(3)浸潤(rùn)處理的增強(qiáng)體基膜表面，然后在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，牽引速度為2.0m/s，再經(jīng)過(guò)IOcm長(zhǎng)的空氣間隙，浸入20°C超濾水凝固浴中充分固化，即得到同質(zhì)增強(qiáng)膜。性能檢驗(yàn):所得同質(zhì)增強(qiáng)膜的純水通量為12.5L.m_2.h—1，斷裂強(qiáng)度為19.5MPa，對(duì)牛血清蛋白的截留率為74.1%，連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。實(shí)施例4 (I)制備基膜:采用增塑雙螺桿擠出法制備聚氯乙烯中空纖維膜，作為增強(qiáng)體基膜，其斷裂強(qiáng)度為21.9MPa。(2)配制鑄膜液:將占體系總質(zhì)量10%聚氯乙烯、占體系總質(zhì)量10%的聚乙二醇-400、占體系總質(zhì)量80% 二甲基乙酰胺混合，在70°C攪拌3h以上，形成均一透明的溶液，在真空烘箱中脫泡后得到澄清鑄膜液。(3)增強(qiáng)體基膜表面預(yù)處理:將步驟⑴制備的增強(qiáng)體基膜經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)60% 二甲基乙酰胺水溶液進(jìn)行浸潤(rùn)處理，浸潤(rùn)時(shí)間為10s。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)膜:先將步驟(2)制備的聚氯乙烯鑄膜液在20°C下經(jīng)過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于經(jīng)步驟(3)浸潤(rùn)處理的增強(qiáng)體基膜表面，然后在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，牽引速度為2.5m/s，再經(jīng)過(guò)15cm長(zhǎng)的空氣間隙，浸入20°C超濾水凝固浴中充分固化，即得到同質(zhì)增強(qiáng)膜。性能檢驗(yàn):所得同質(zhì)增強(qiáng)膜的純水通量為2.4L.πΓ2.h—1，斷裂強(qiáng)度為19.0MPa,對(duì)牛血清蛋白的截留率為68.0%，連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。實(shí)施例5(I)制備基膜:采用增塑雙螺桿擠出法制備聚氯乙烯中空纖維膜，作為增強(qiáng)體基膜，其斷裂強(qiáng)度為21.9MPa。(2)配制鑄膜液:將占體系總質(zhì)量10%聚氯乙烯、占體系總質(zhì)量5%的聚乙二醇-6000、占體系總質(zhì)量85% 二甲基乙酰胺混合，在70°C攪拌3h以上，形成均一透明的溶液，在真空烘箱中脫泡后得到澄清鑄膜液。(3)增強(qiáng)體基膜表面預(yù)處理:將步驟(I)制備的增強(qiáng)體基膜經(jīng)過(guò)質(zhì)量分?jǐn)?shù)60% 二甲基乙酰胺水溶液進(jìn)行浸潤(rùn)處理，浸潤(rùn)時(shí)間為10s。(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)膜:先將步驟(2)制備的聚氯乙烯鑄膜液在20°C下經(jīng)過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于經(jīng)步驟(3)浸潤(rùn)處理的增強(qiáng)體基膜表面，然后在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，牽引速度為2.0m/s，再經(jīng)過(guò)8cm長(zhǎng)的空氣間隙，浸入20°C超濾水凝固浴中充分固化，即得到同質(zhì)增強(qiáng)膜。性能檢驗(yàn):所得同質(zhì)增強(qiáng)型膜的純水通量為8.1L.m_2.h—1，斷裂強(qiáng)度為20.1MPa, 對(duì)牛血清蛋白的截留率為76.1%，連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。
權(quán)利要求
1.一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，該制備方法采用以下工藝: (1)制備增強(qiáng)體基膜；以增塑雙螺桿擠出法制備斷裂強(qiáng)度大于15MPa的聚氯乙烯中空纖維膜，并以該中空纖維膜作為同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的增強(qiáng)體基膜； (2)制備聚氯乙烯鑄膜液；聚氯乙烯鑄膜液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為: 聚氯乙烯5-18%; 水溶性物質(zhì) 5-10% ； 溶劑72-90% ;各組分之和為100%， 將上述各組分混合于70-90°C水浴中，攪拌3-4小時(shí)溶解后，真空脫泡，即得到均勻的聚氯乙烯鑄膜液；其中，所述水溶性物質(zhì)為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚氧化乙烯；所述溶劑為聚氯乙烯的良溶劑，選自二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或四氫呋喃； (3)增強(qiáng)體表面預(yù)處理；配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-80%的所述溶劑水溶液，將步驟(I)制備的基膜外表面浸潤(rùn)在該溶液水溶液中，浸潤(rùn)時(shí)間為2-20s ； (4)制備同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；首先將所述鑄膜液通過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于浸潤(rùn)的增強(qiáng)體基膜表面，然后把該基膜在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，涂覆后的膜再經(jīng)過(guò)2-20cm長(zhǎng)的空氣間隙進(jìn)入10-50°C的凝固浴中充分凝固，即得到所述同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；所述鑄膜液溫度為10_70°C ;所述牽引速度為0.5-5.0m/min ;所述凝固浴介質(zhì)為所述溶劑的水溶液，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0-80%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，其特征在于所述預(yù)處理溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60-80%的所述溶劑水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，其特征在于所述的牽引速度為 I.5-2.5m/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，其特征在于所述的鑄膜液溫度為20-40°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，其特征在于所述水溶性物質(zhì)為平均相對(duì)分子質(zhì)量10000-40000的聚乙烯吡咯烷酮、平均相對(duì)分子質(zhì)量200-20000的聚乙二醇或平均相對(duì)分子質(zhì)量50000-100000的聚氧化乙烯。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法制備的同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；該中空纖維膜的純水通量為2.0-50.0LXnT2XtT1,斷裂強(qiáng)度為18.0-21.0MPa，對(duì)牛血清蛋白的截留率為56.2-86.0%，且連續(xù)在0.1MPa壓力下反沖洗5h，內(nèi)外層無(wú)分離。
全文摘要
本發(fā)明公開一種同質(zhì)增強(qiáng)型中空纖維膜的制備方法，該制備方法采用以下工藝(1)制備增強(qiáng)體基膜；以增塑雙螺桿擠出法制備斷裂強(qiáng)度大于15MPa的聚氯乙烯中空纖維膜，并以該中空纖維膜作為同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜的增強(qiáng)體基膜；(2)制備聚氯乙烯鑄膜液；聚氯乙烯鑄膜液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)組成為聚氯乙烯5-18%；水溶性物質(zhì)5-10%；溶劑72-90%；各組分之和為100%；(3)增強(qiáng)體表面預(yù)處理；(4)制備同質(zhì)增強(qiáng)型聚氯乙烯中空纖維膜；首先將所述鑄膜液通過(guò)紡絲噴絲頭均勻涂覆于浸潤(rùn)的增強(qiáng)體基膜表面，然后把該基膜在導(dǎo)絲輥牽引下紡絲成膜，經(jīng)過(guò)充分凝固，即得到同質(zhì)增強(qiáng)膜。
文檔編號(hào)B01D69/08GK103111194SQ201310068918
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者肖長(zhǎng)發(fā), 劉海亮, 安樹林, 張旭良 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)