專利名稱：一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及膜制備技術(shù)，具體為一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，所述中空纖維膜為醋酸纖維素中空纖維膜。
背景技術(shù)：
醋酸纖維素(CA)作為膜材料已有相當(dāng)長的歷史，因其親水性好，成膜性能優(yōu)良，具有一定的生物相容性而被廣泛用于超濾、納濾(NF)、反滲透(RO)和血液過濾等方面。目前，國內(nèi)外有很多關(guān)于醋酸纖維素膜的研究報(bào)道。例如:1984年中國海水淡化和水再利用學(xué)會的會議中公開了一種醋酸纖維素微孔膜的制備方法。該方法以無水乙醇和二氯乙烷為溶劑并加入添加劑組成制膜液，鋪展在平面上，溶劑蒸發(fā)成膜。美國專利文獻(xiàn)US3883626A公開了一種用于人工腎的二醋酸纖維素微孔膜的制備方法。該方法以二醋酸纖維素(CDA)為原料，使用丙酮和甲醇為溶劑，氯化鈣為添加劑組成制膜液，將制膜液鋪展在平面上，加熱使溶劑蒸發(fā)，然后浸入甲醇中成膜。美國專利文獻(xiàn)US5403485A公開了一種用于滲析的醋酸纖維素中空纖維的制備方法。該方法使用醋酸為溶劑，通入氮?dú)庖孕纬蛇B續(xù)的中空結(jié)構(gòu)，由噴絲頭擠出，進(jìn)入醋酸溶液組成的凝固浴中成形。上述文獻(xiàn)中制備方法均為相轉(zhuǎn)化法，制膜過程中需要大量揮發(fā)性溶劑，成膜過程中溶劑揮發(fā)，回收溶劑困難，對環(huán)境造成二次污染。另外，由于相轉(zhuǎn)化法制膜過程中普遍存在固含量較低的問題，制得的中空膜機(jī)械強(qiáng)度較差。國外Sung-Soo Kim等人在《醋酸纖維素中空纖維膜形態(tài)學(xué)研究》一文中(Sung SooKim, etal.Morphological studies of cellulose acetate hollow fiber membranes[J].Journal of Membrane Science, 1988.37(2): 113-129)以醋酸纖維素為基質(zhì),聚乙二醇為添加劑，采用熔融紡絲工藝制備了醋酸纖維素中空纖維膜。但是該方法制得的中空纖維膜通透性較差，通量較小，僅為2.15ml/(hr.m2.mmHg)，工業(yè)實(shí)施意義不大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是:提供一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，該方法具有生產(chǎn)工藝簡單，制備效率高，適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，所制得的醋酸纖維素中空纖維膜具有親水性好，水通量大，機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良等特點(diǎn)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的方案是:設(shè)計(jì)一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，該方法采用如下質(zhì)量百分比組成的成膜體系和制備工藝:所述成膜體系為:醋酸纖維素 20_40wt%;聚合物添加劑10_25wt%;有機(jī)添加劑 0_10wt%;復(fù)合致孔劑 40_60wt%，各組分之和為100%，
所述醋酸纖維素乙?；繛?8%-41.5%，分子量30000-50000 ；所述聚合物添加劑為聚乙二醇，分子量400-6000 ;聚環(huán)氧乙燒，分子量50000,或所述聚乙二醇與聚環(huán)氧乙烷任意比例的混合物；所述有機(jī)添加劑為高沸點(diǎn)稀釋劑，包括鄰苯二甲酸二辛酯、二苯甲酮或鄰苯二甲酸二辛酯與二苯甲酮任意比例的混合物；所述復(fù)合致孔劑為可溶性致孔劑和非溶性致孔劑，所述可溶性致孔劑是指水溶性物質(zhì)，具體為水溶性無機(jī)粒子、水溶性聚合物或水溶性無機(jī)粒子與水溶性聚合物任意比例的混合物；所述水溶性聚合物是指分解溫度高于其加工溫度的水溶性聚合物；所述非溶性致孔劑是指非水溶性無機(jī)粒子。該方法的制備工藝是:先將所述比例的醋酸纖維素、聚合物添加劑混合均勻，再加入復(fù)合致孔劑混合均勻，在150-200°C條件下，利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，經(jīng)中空噴絲組件后，進(jìn)入水浴固化成形，得到初生中空纖維膜；繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為1.5-3倍，熱處理溫度為70-90°C，萃洗后即得醋酸纖維素中空纖維膜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法因?yàn)檫x擇加入適當(dāng)增塑劑，采用熔融紡絲工藝的設(shè)計(jì)，因而具有制備工藝簡單，無須加入揮發(fā)性溶劑、添加劑，制得的中空纖維膜具有機(jī)械強(qiáng)度好，通透性好等特點(diǎn)。與Sung-Soo Kim等人的研究相比,本發(fā)明方法:1.制膜方法不同。本發(fā)明采用熔融紡絲-拉伸工藝，聚合物熔體在高應(yīng)力下熔融擠出，在低于熔融溫度下進(jìn)行后拉伸。后拉伸和定長熱處理工藝，有助于膜力學(xué)性能提高；2.致孔機(jī)理不同。Sung-Soo Kim等人的研究中致孔機(jī)理與熱致相分離法類似，通過萃取稀釋劑成孔。本發(fā)明結(jié)合共混相界面致孔機(jī)理和熔融紡絲-拉伸法，在制膜過程中，添加劑PEG和復(fù)合致孔劑中的水溶性部分析出，形成溶出孔；復(fù)合致孔劑中的非溶水性部分，由于與基質(zhì)相容性差異而形成界面，經(jīng)過定長熱處理，形成拉伸界面孔；通過加入復(fù)合致孔劑，在初生中空纖維膜成形時(shí)，形成界面微孔，最后可得通量較大，性能較好的醋酸纖維素中空纖維膜；3.制膜體系不同。區(qū)別于上述研究，本發(fā)明除了加入PEG作為添加劑，還加入非水溶性有機(jī)物，如鄰苯二甲酸二辛酯、二苯甲酮等，避免PEG析出后，膜力學(xué)性能下降明顯。與熱致相分離法相比，有機(jī)溶劑使用量小，可有效減少成本并有利于環(huán)保。另加入復(fù)合致孔齊U，使本發(fā)明中空纖維膜具有多重孔結(jié)構(gòu)，調(diào)整配方和工藝即可調(diào)控各種孔的比例，從而保證中空纖維膜在具有較好力學(xué)性能的同時(shí)，具有較高的孔隙率和分離性能。


圖1為本發(fā)明所述制備方法一種實(shí)施例所制得的醋酸纖維素中空纖維膜的橫截面全貌電鏡照片圖。圖2為本發(fā)明所述制備方法一種實(shí)施例所制得的醋酸纖維素中空纖維膜的橫截面局部放大電鏡照片圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)例及其附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步敘述。本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法(簡稱方法)，采用以下質(zhì)量百分比組成的成膜體系和制備工藝:所述成膜體系為:醋酸纖維素 20_40wt% ；聚合物添加劑10_25wt% ；有機(jī)添加劑 0_10wt% ；復(fù)合致孔劑 40_60wt%，各組分之和為100%。本發(fā)明所述中空膜成膜體系質(zhì)量百分比組成中，所述醋酸纖維素是基膜材料。所用醋酸纖維素乙?；繛?8-41.5%，分子量為30000-50000。本發(fā)明所述聚合物添加劑為分子量400-6000的聚乙二醇、分子量50000的聚環(huán)氧乙烷或所述聚乙二醇與聚環(huán)氧乙烷任意比例的混合物。本發(fā)明所述有機(jī)添加劑沸點(diǎn)應(yīng)高于紡絲溫度，一方面作為制膜體系中聚合物稀釋齊U，另一方面改善中空纖維膜柔韌性。所述有機(jī)添加劑為鄰苯二甲酸二辛酯、二苯甲酮或所述鄰苯二甲酸二辛酯與二苯甲酮任意比例的混合物。本發(fā)明所述復(fù)合致孔劑要求分解溫度高于紡絲溫度，主要是可溶性致孔劑和非溶性致孔劑，所述可溶性致孔劑是指水溶性物質(zhì)，具體為水溶性無機(jī)粒子、水溶性聚合物或水溶性無機(jī)粒子與水溶性聚合物任意比例的混合物；所述水溶性無機(jī)粒子優(yōu)選平均粒徑
0.01-5 μ m的LiCl、CaCl2, NaCl或KCl中的任意一種；所述水溶性聚合物是指分解溫度高于其紡絲加工溫度的水溶性聚合物，優(yōu)選聚氧乙烯；所述非溶性致孔劑是指非水溶性無機(jī)粒子，優(yōu)選平均粒徑0.01-5 μ m的SiO2、CaCO3或SiO2與CaCO3任意比例的混合物。就本發(fā)明而言，所述復(fù)合致孔劑其他部分被聚合物包裹，在拉伸過程中由于相容性差異形成拉伸微孔。同時(shí)，中空纖維膜萃洗時(shí)，所述復(fù)合致孔劑水溶性部分析出，可形成溶出微孔。研究表明，隨著復(fù)合致孔劑含量上升，所得中空纖維膜的孔隙率和水通量逐漸增大，但中空纖維膜的力學(xué)性能下降。成膜體系中復(fù)合致孔劑含量控制在40-60wt%較為理想。本發(fā)明方法設(shè)計(jì)為:先將所述組成比例的醋酸纖維素、聚合物添加劑混合均勻，再加入所述復(fù)合制孔劑混合均勻，在150-200 V條件下，利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，經(jīng)中空噴絲組件后，進(jìn)入水浴固化成形，得到初生中空纖維膜；繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為1.5-3倍，熱處理溫度為70-90°C，常規(guī)萃洗后，即得到本發(fā)明所述醋酸纖維素中空纖維膜。本發(fā)明方法的進(jìn)一步特征是，所述制備工藝是，成膜體系先經(jīng)雙螺桿造粒，然后再進(jìn)行熔融紡絲。造粒過程可有效提高紡絲體系中的聚合物添加劑、有機(jī)添加劑、復(fù)合致孔劑與醋酸纖維素混合的均勻程度，從而可提高所得中空纖維膜孔結(jié)構(gòu)的均勻性。本發(fā)明方法制備工藝簡單，成本較低，在制膜過程中不需要加入揮發(fā)性溶劑，不會對環(huán)境造成二次污染，所制得的醋酸纖維素中空膜具有良好的機(jī)械強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)測定，本發(fā)明方法所制備的醋酸纖維素中空纖維膜(參見圖1、2)，在0.1Mpa和25°C條件下，純水通量為45-254L/m2h，斷裂強(qiáng)度為6.7-11.7MPa。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，但具體實(shí)施例不限制本發(fā)明申請權(quán)利要求保護(hù)范圍。實(shí)施例1以乙?；繛?9.8%，分子量30000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量6000的PEG為聚合物添加劑；復(fù)合致孔劑為0.0l μ m的SiO2粉體和0.05 μ m的LiCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素40wt%，聚合物添加劑15wt%，有機(jī)添加劑0%，復(fù)合致孔劑45wt%。將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為180°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2.5倍，熱處理溫度為90°C，常規(guī)萃洗后，即得到所述醋酸纖維素中空纖維膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空膜的純水通量為45L/m2h，斷裂強(qiáng)度為
11.7MPa。實(shí)施例2以乙?；繛?9.8%，分子量40000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量2000的PEG為聚合物添加劑；復(fù)合致孔劑為0.1 μ π!的SiO2粉體和0.05 μ m的NaCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素35wt%，聚合物添加劑15wt%，有機(jī)添加劑0%，復(fù)合致孔劑50wt%。將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖 維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為175°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2倍，熱處理溫度為85°C，常規(guī)萃洗后，即得到所述中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空纖維膜純水通量為76L/m2h，斷裂強(qiáng)度為 11.3MPa。實(shí)施例3以乙?；?1.5%,分子量50000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量600的PEG為聚合物添加劑；復(fù)合致孔劑為0.1 μ π!的SiO2粉體和0.1 μ π!的CaCl2,前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素30wt%，聚合物添加劑15wt%，有機(jī)添加劑0%，復(fù)合致孔劑55wt%。將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為1.5倍，熱處理溫度為85°C，常規(guī)萃洗后，即得到所述中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空膜的純水通量為55L/m2h，斷裂強(qiáng)度為
10.9MPa。實(shí)施例4以乙酰基含量為39.8%，分子量30000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量400的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；復(fù)合致孔劑為5 μ m的SiO2粉體和
0.01 μ m的LiCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔齊U，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素32wt%，聚合物添加劑PEG12wt%，聚環(huán)氧乙烷6wt%，有機(jī)添加劑0%，復(fù)合致孔劑50wt%。將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)分別為1.5、1.75,2,2.25,2.5倍，熱處理溫度為85°C，經(jīng)萃洗后得所述中空膜，分別標(biāo)記為中空膜1#、2#、3#、4#和5#。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，中空膜1#、2#、3#、4#和5#對應(yīng)的純水通量分別為 34.8L/m2h、52.lL/m2h、58.7L/m2h、81.4L/m2h 和 92L/m2h，斷裂強(qiáng)度分別為 6MPa、6.3MPa、
6.8MPa、7.1MPa 和 .4MPa。實(shí)施例5以乙?；繛?9.8%，分子量30000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量400的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為鄰苯二甲酸二辛酯；復(fù)合致孔劑為0.01 μ m的CaCO3粉體和0.05 μ m的NaCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素29wt%，聚合物添加劑PEG10wt%，聚環(huán)氧乙烷5%，有機(jī)添加劑6%，復(fù)合致孔劑 50wt%o將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2.5倍，熱處理溫度為80°C，萃洗后即得所述中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mp a和25°C條件下，所得中空纖維膜純水通量為91L/m2h，斷裂強(qiáng)度為 7.8MPa。實(shí)施例6以乙酰基含量為39.8%,分子量35000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量600的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為鄰苯二甲酸二辛酯；復(fù)合致孔劑為0.01 μ m的CaCO3粉體和0.05 μ m的CaCl2,前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素25.2wt%，聚合物添加劑PEG9.3wt%，聚環(huán)氧乙烷4.5%，有機(jī)添加劑5.5%，復(fù)合致孔劑55.5wt%。將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2.5倍，熱處理溫度為80°C，萃洗后即得醋酸纖維素中空纖維膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空膜純水通量為177L/m2h，斷裂強(qiáng)度為
7.5MPa。實(shí)施例7以乙?；繛?8%,分子量40000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量1000的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為鄰苯二甲酸二辛酯；復(fù)合致孔劑為0.1 μ m的SiO2粉體和5 μ m的KC1，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素20wt%，聚合物添加劑PEG10wt%，聚環(huán)氧乙烷5%，有機(jī)添加劑5%，復(fù)合致孔劑60wt%o將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為175°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2.5倍，熱處理溫度為80°C，萃洗后即得所述中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空膜純水通量為254L/m2h，斷裂強(qiáng)度為6.7MPa。實(shí)施例8以乙酰基含量為38%，分子量40000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量400的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為二苯甲酮；復(fù)合致孔劑為0.5 μ m的CaCO3粉體和0.01 μ m的LiCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素29wt%，聚合物添加劑PEG10wt%，聚環(huán)氧乙烷5%，有機(jī)添加劑6%，復(fù)合致孔劑50wt%o將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2倍，熱處理溫度為70°C，萃洗后即得中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空膜純水通量為75L/m2h，斷裂強(qiáng)度為8.2MPa。實(shí)施例9以乙?；繛?9.8%,分子量35000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量600的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為二苯甲酮；復(fù)合致孔劑為0.01 μ m的CaCO3粉體和0.05 μ m的LiCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素25.2wt%,聚合物添加劑PEG9.3wt%,聚環(huán)氧乙烷4.5%，有機(jī)添加劑5.5%，復(fù)合致孔劑 55.5wt%0將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為170°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為2倍，熱處理溫度為70°C，萃洗后即得中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空纖維膜純水通量為159L/m2h，斷裂強(qiáng)度為 7.7MPa。實(shí)施例10以乙酰基含量為39.8%，分子量30000的醋酸纖維素為基膜材料；以分子量1000的PEG和分子量20000的聚環(huán)氧乙烷為聚合物添加劑；有機(jī)添加劑為二苯甲酮；復(fù)合致孔劑為0.5 μ m的CaCO3粉體和0.05 μ m的LiCl，前者為非水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的30wt%，后者為水溶性致孔劑，占復(fù)合致孔劑總量的70wt%。成膜體系各組分質(zhì)量配比為:醋酸纖維素20wt%，聚合物添加劑PEG10wt%，聚環(huán)氧乙烷5%，有機(jī)添加劑5%，復(fù)合致孔劑60wt%o
將所述醋酸纖維素、聚合物添加劑、有機(jī)添加劑和復(fù)合致孔劑混合均勻后，加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)中空纖維噴絲組件擠出紡絲,紡絲溫度為175°C，得到初生中空膜。繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為3倍，熱處理溫度為75°C，萃洗后即得所述中空膜。經(jīng)測定，在0.1Mpa和25°C條件下，所得中空纖維膜純水通量為231L/m2h，斷裂強(qiáng)度為7MPa。
權(quán)利要求
1.一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，該方法采用如下質(zhì)量百分比組成的成膜體系和制備工藝:所述成I吳體系為: 醋酸纖維素 20-40wt% ； 聚合物添加劑10-25wt% ； 有機(jī)添加劑 0_10wt% ； 復(fù)合致孔劑 40-60wt%，各組分之和為100%， 所述醋酸纖維素乙?；繛?8%-41.5%，分子量30000-50000 ； 所述聚合物添加劑為聚乙二醇，分子量400-6000 ;聚環(huán)氧乙燒，分子量50000,或所述聚乙二醇與聚環(huán)氧乙烷任意比例的混合物； 所述有機(jī)添加劑為高沸點(diǎn)稀釋劑，包括鄰苯二甲酸二辛酯、二苯甲酮或鄰苯二甲酸二辛酯與二苯甲酮任意比例的混合物； 所述復(fù)合致孔劑為可溶性致孔劑和非溶性致孔劑，所述可溶性致孔劑是指水溶性物質(zhì)，具體為水溶性無機(jī)粒子、水溶性聚合物或水溶性無機(jī)粒子與水溶性聚合物任意比例的混合物；所述水溶性聚合物是指分解溫度高于其加工溫度的水溶性聚合物；所述非溶性致孔劑是指非水溶性無機(jī)粒子； 該方法的制備工藝是:先將所述比例的醋酸纖維素、聚合物添加劑混合均勻，再加入復(fù)合致孔劑混合均勻，在150-200°C條件下，利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，經(jīng)中空噴絲組件后，進(jìn)入水浴固化成形，得到初生中空纖維膜；繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為1.5-3倍，熱處理溫度為70-90°C，萃洗后即得所述中空纖維膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，其特征在于所述制備工藝是，成膜體系先經(jīng)雙螺桿造粒，然后再進(jìn)行熔融紡絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或所述熔融擠出法制備中空纖維膜的方法制備得到的醋酸纖維素中空纖維膜；在0.1Mpa和25°C條件下，所得醋酸纖維素中空纖維膜的純水通量為45-254L/m2h,斷裂強(qiáng)度為 6.7-11.7MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開一種熔融擠出法制備中空纖維膜的方法，該方法采用如下質(zhì)量百分比組成的成膜體系和制備工藝所述成膜體系為醋酸纖維素20-40wt%；聚合物添加劑10-25wt%；有機(jī)添加劑0-10wt%；復(fù)合致孔劑40-60wt%，各組分之和為100%，所述醋酸纖維素乙酰基含量為38%-41.5%，分子量30000-50000；該方法的制備工藝是先將所述比例的醋酸纖維素、聚合物添加劑混合均勻，再加入復(fù)合致孔劑混合均勻，在150-200℃條件下，利用雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出，經(jīng)中空噴絲組件后，進(jìn)入水浴固化成形，得到初生中空纖維膜；繼而對初生中空纖維膜進(jìn)行定長熱處理，牽伸倍數(shù)為1.5-3倍，熱處理溫度為70-90℃，萃洗后即得所述中空纖維膜。
文檔編號B01D67/00GK103111190SQ20131006943
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者肖長發(fā), 王恒, 劉海亮 申請人:天津工業(yè)大學(xué)