一種中空纖維膜的制備工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種中空纖維膜的制備工藝，包括以下步驟：a、制備包括如下重量百分?jǐn)?shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液；b、將制備的聚氯乙烯鑄膜液放于紡絲釜中，聚氯乙烯鑄膜液通過噴絲頭經(jīng)空氣層后進(jìn)入凝固浴中凝固成型，制成初生聚氯乙烯中空纖維膜；c、將初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗；d、清洗后的初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干，并浸泡在含甘油的混合溶液中；e、最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干。本發(fā)明專利技術(shù)制備的中空纖維膜水通量高、抗污染性強(qiáng)、強(qiáng)度高。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種中空纖維膜的制備工藝。
技術(shù)介紹
聚氯乙烯(PVC)是最早工業(yè)化,產(chǎn)量位居第二的通用塑料,具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻射性、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性和耐酸堿性等特性,PVC最顯著的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比上述材料都低(約為PVDF的七分之一),在我國研究比較成熟,品種廣泛,這使其首先具備了降低膜成本的潛力。但PVC膜也存在不容忽視的缺點(diǎn)，PVC膜表面能低，導(dǎo)致了膜的親水性較差,使膜的水通量有所下降,且PVC膜熱穩(wěn)定性欠佳，導(dǎo)致加工性能惡化，硬而脆，沖擊強(qiáng)度低，耐老化性、耐寒性差，以上弊端使得其應(yīng)用受到了限制。因此,對PVC膜進(jìn)行親水性改性,增韌改性研究，增加膜的水通量，增強(qiáng)其分離性能和抗污染性能，得到高強(qiáng)、高韌、親水的PVC材料是研究的重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了提供一種中空纖維膜的制備工藝，由該工藝制備的中空纖維膜克服了現(xiàn)有聚氯乙烯中空纖維膜易于被膠體、油、蛋白質(zhì)等有機(jī)物污染，清洗難及清洗頻率高，操作壓力高等難題，并且本專利技術(shù)制備的中空纖維膜水通量高、抗污染性強(qiáng)、強(qiáng)度高。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案是：本專利技術(shù)包括以下步驟：a、制備包括如下重量百分?jǐn)?shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：其中，極性溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基吡咯烷酮中的一種或者是多種的組合；添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇甲醚、丙酮、乙醇等有機(jī)制孔劑的一種或多種；r>分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉或檸檬酸的一種或者多種的組合；b、將制備的聚氯乙烯鑄膜液放于紡絲釜中，聚氯乙烯鑄膜液通過噴絲頭經(jīng)一段干紡程后進(jìn)入凝固浴中凝固成型，制成初生聚氯乙烯中空纖維膜；c、將初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗；d、清洗后的初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干，并浸泡在含甘油的混合溶液中；e、最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干。上述步驟a中制備聚氯乙烯鑄膜液的步驟為：Ⅰ、將聚氯乙烯樹脂溶解于極性溶劑；Ⅱ、先后加入乙酸乙烯酯、納米氧化鋁與碳酸鈣、分散劑、添加劑，在50-80℃溫度控制下攪拌溶解10-16h，至納米氧化鋁和碳酸鈣顆粒均勻分散于溶液中，制成均勻的聚氯乙烯鑄膜液。Ⅲ、將上述制成的聚氯乙烯鑄膜液在50-80℃下靜止放置1-3天脫泡。上述步驟b中紡絲的工藝條件為：紡絲環(huán)境溫度為20-35℃，濕度為38-75％，擠出速度為1-5mL/min，拉伸速度為4-20m/min，干紡程為10-25cm，凝固浴為40-70℃的水。上述步驟c中初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗1～4h。上述步驟d中初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干后浸泡在含重量百分比5-15％甘油的混合溶液中5-10h。本專利技術(shù)具有積極的效果：(1)本專利技術(shù)加入的乙酸乙酯和分散劑，使得納米氧化鋁和碳酸鈣粒子在鑄膜液分散性能好，不易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，親水性納米氧化鋁的加入有效改善了聚氯乙烯膜的親水性，使得膜的水通量增加、抗污染性強(qiáng)，大大降低了超濾膜在應(yīng)用條件中的操作壓力和化學(xué)清洗頻率，納米碳酸鈣粒子較細(xì)、比表面積大，具有較高表面能，納米CaCO3的加入可以改善聚氯乙烯膜的力學(xué)性能、加工性能、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，兩種納米粒子的混合改性，使得聚氯乙烯膜抗污染性和強(qiáng)度都有所提高，具有廣泛良好的運(yùn)用前景；(2)本專利技術(shù)制備而得的聚氯乙烯中空纖維膜的膜絲外徑為0.3-1.0mm，內(nèi)徑為0.1-1.0mm，截留分子量為1000-20000道爾頓的聚乙二醇，截留率達(dá)10-100％，接觸角為15-55°，在0.1MPa，25℃下純水通量可達(dá)300-600L/m2h，膜絲的拉伸強(qiáng)度為0.5-5MPa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率≥85.00％，對大腸桿菌的抑菌率≥85.00％。具體實(shí)施方式(實(shí)施例一)本專利技術(shù)包括以下步驟：a、制備包括如下重量百分?jǐn)?shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：將3g的聚氯乙烯(PVC)溶入27gN,N-二甲基乙酰胺中，然后先后加入0.075g乙酸乙烯酯，0.6g納米氧化鋁(Al2O3)粉末和0.6g納米碳酸鈣(CaCO3)，0.5g的分散劑六偏磷酸鈉和2.0g的添加劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，均勻攪拌12小時(shí)，使得納米粒子均勻分散于溶液中，密封靜置2天脫泡，溫度保持于紡絲所需溫度70℃。b、制成初生聚氯乙烯中空纖維膜：將脫泡后的鑄膜液投入紡絲釜，在壓力為0.2MPa的情況下紡絲，聚氯乙烯鑄膜液在擠出速度為1ml/min下通過噴絲頭經(jīng)過10cm的干紡程后直接經(jīng)過55℃的純水凝固浴中發(fā)生相轉(zhuǎn)化形成初生聚氯乙烯中空纖維膜，紡絲的牽伸速度為4m/min。c、將上述初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干后在含重量百分比5％甘油的混合溶液中浸泡6h，最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干后待用。對所制備的聚氯乙烯中空纖維膜進(jìn)行表征，其主要性能參數(shù)為：聚氯乙烯中空纖維膜外徑為0.3mm，內(nèi)徑為0.1mm，孔徑為0.008μm。對分子量為10000道爾頓的聚乙二醇的截留率為80％，接觸角為45°，在25℃，0.1MPa下的純水通量為450L/m2h，拉伸強(qiáng)度為1MPa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為90.80％，對大腸桿菌的抑菌率為89.00％。(實(shí)施例二)本專利技術(shù)將納米級氧化鋁和碳酸鈣的投入量由鑄膜液總量的1.5％降低為1.00％，其余的同實(shí)施例1。對所制備的聚氯乙烯中空纖維膜進(jìn)行表征，其主要性能參數(shù)為：聚氯乙烯中空纖維膜外徑為0.30mm，內(nèi)徑為0.10mm，孔徑為0.008μm。對分子量為10000道爾頓的聚乙二醇的截留率為79％，接觸角為55°，在25℃，0.1MPa下的純水通量為398L/m2h，拉伸強(qiáng)度為0.45MPa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為86.80％，對大腸桿菌的抑菌率為85.00％。(實(shí)施例三)將10cm的干紡程升高為15cm，其余的同實(shí)施例1。對所制備的聚氯乙烯中空纖維膜進(jìn)行表征，其主要性能參數(shù)為：聚氯乙烯中空纖維膜外徑為0.3mm，內(nèi)徑為0.1mm，孔徑為0.005μm。對分子量為10000道爾頓的聚乙二醇的截留率為83％，接觸角為45°，在25℃，0.1MPa下的純水通量為430L/m2h，拉伸強(qiáng)度為0.52MPa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為87.80％，對大腸桿菌的抑菌率為86.00％。(實(shí)施例四)將純水凝固浴溫度由55℃降低到40℃時(shí)，其余的同實(shí)施例1。對所制備的聚氯乙烯中空纖維膜進(jìn)行表征，其主要性能參數(shù)為：聚氯乙烯中空纖維膜外徑為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種中空纖維膜的制備工藝；其特征在于：包括以下步驟：a、制備包括如下重量百分?jǐn)?shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：其中，極性溶劑為N,N?二甲基乙酰胺、N,N?二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N?甲基吡咯烷酮中的一種或者是多種的組合；添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇甲醚、丙酮、乙醇等有機(jī)制孔劑的一種或多種；分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉或檸檬酸的一種或者多種的組合；b、將制備的聚氯乙烯鑄膜液放于紡絲釜中，聚氯乙烯鑄膜液通過噴絲頭經(jīng)一段干紡程后進(jìn)入凝固浴中凝固成型，制成初生聚氯乙烯中空纖維膜；c、將初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗；d、清洗后的初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干，并浸泡在含甘油的混合溶液中；e、最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種中空纖維膜的制備工藝；其特征在于：包括以下步驟：
a、制備包括如下重量百分?jǐn)?shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：
其中，極性溶劑為N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基
吡咯烷酮中的一種或者是多種的組合；
添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇甲醚、丙酮、乙醇等有機(jī)制
孔劑的一種或多種；
分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉或檸檬酸的一種或者多種的組合；
b、將制備的聚氯乙烯鑄膜液放于紡絲釜中，聚氯乙烯鑄膜液通過噴絲頭經(jīng)一段干
紡程后進(jìn)入凝固浴中凝固成型，制成初生聚氯乙烯中空纖維膜；
c、將初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗；
d、清洗后的初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干，并浸泡在含甘油的混合溶
液中；
e、最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中空纖維膜的制備工藝，其特征在于：所述步驟a
中制備聚氯乙烯鑄膜液的步驟為：
Ⅰ、將聚氯乙烯...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈敏，劉芬芬，
申請(專利權(quán))人：新疆艾美環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：新疆;65