CN101322921A - 聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法 - Google Patents

聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法 Download PDF

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刘协奇
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WUHAN AQUCELL FILTER MEMBRANE TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种耐冲击高韧性、高通量、高抗污染的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法,具体包括如下步骤:将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌溶解后得到膜液,膜液与内凝胶介质同时通过喷头进入有外凝胶介质的凝胶浴中成膜,即可以得到高韧性的聚氯乙烯中空纤维膜。此中空纤维膜具有非常高的空隙率,膜丝伸长率可以达到100%以上,在实际应用中不会因为水压或气压的冲击而断裂使膜失去使用价值。因此这种中空纤维膜在石油化工、食品医药、生物工程、环保等诸多领域都有非常广阔的应用前景。

Description

聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法
技术领域
本发明涉及多孔膜制造方法,特别是具有非对称结构的高韧性、高通量、高抗污染聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法。
背景技术
目前,膜分离技术已经得到迅猛的发展,膜法分离已经成熟运用于石油化工、食品医药、生物工程、环保等诸多领域。用于过滤的多孔膜主要有以下几种材料:(一)醋酸纤维素多孔膜,它的耐酸碱性比较差,PH值范围为4-9,使用的范围比较窄,容易被细菌和微生物侵蚀;(二)聚丙烯腈多孔膜,它的耐碱性也不好,PH值范围为2-10,另外,聚丙烯腈材质的中空纤维膜大多是采用湿法或干-湿法制备的,这种材质的中空纤维膜都比较脆,在使用过程中,尤其是反冲洗时容易产生断丝的问题,很难保证过滤效果;(三)聚砜和聚醚砜多孔膜,聚砜和聚醚砜材料大多依靠国外进口,来源有限,限制了其大规模的应用,对于普通应用领域,原料成本相对较高;(四)聚丙烯多孔膜,它的空隙率较低,通常不超过60%,纯水通量较低,只能通过熔融拉伸纺丝法制膜,能耗和生产成本相对较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低、性能较好的高韧性、高通量、高抗污染的聚氯乙烯中空纤维多孔膜的制备方法,以克服膜受压后膜丝容易断裂等缺点。
本发明的技术方案:
本发明所述的高韧性、高通量、高抗污染聚聚乙烯中空纤维的制造方法包括如下步骤:
(1)膜液的制备
将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌混合后得到膜液,其中,
聚氯乙烯的质量百分比含量为9%-23%;
溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一种或几种,质量百分比含量为62%--90%;
添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5%的氯化锂溶液和水的一种或几种,质量百分比含量0.5%--15%。
(2)中空纤维膜的制备
先配置内凝胶介质,内凝胶介质为1%--80%的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种,水采用脱盐水;
外凝胶介质也是1%--80%的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种,水采用脱盐水;
膜液温度为10-50℃,内凝胶介质温度为5-35℃,外凝胶介质温度为10-40℃;
将由步骤(1)制得的膜液和内凝胶介质按照质量百分比8-95%,同时通过喷头注入到装有外凝胶介质的凝胶浴中成膜,即可制得高韧性聚氯乙烯中空纤维膜。
上述聚氯乙烯的聚合度为700~2300。
上述喷头与凝胶浴液面之间的距离为10-100mm。
采用以上方法所制备的中空纤维膜具有非常好的性能,空隙率达到85%以上,膜丝伸长率达到100%以上,具有很高的韧性,通量高达400-1000L/H*m2,膜丝同时具备良好的亲水性,在具体应用中有非常好的抗污染性能。除此之外聚氯乙烯膜是一种新材质的多孔膜,它与醋酸纤维素、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜等材料相比有如下优点:
1)材料容易采购,可以国产化,制造成本相对较低;
2)化学稳定性好,耐酸碱性优良,耐微生物分解,耐侯性好,不易老化;
3)室温下能长期在PH为1-12范围内工作。
根据本发明可以生产出不同应用领域和不同截留性能的分离膜,具有广阔的工业和民用应用空间。例如污水处理和回用、油水分离、生物发酵分离与精制、电泳漆的回收利用、各种酒类的除浊处理等。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明予以进一步说明:
实施例1
按以下重量百分比称取原材料,PVC(1000):13.5%;二甲基乙酰胺:75.5%;乙二醇:8%和聚乙烯吡咯烷酮:3%配制成膜液,具体顺序是在75.5%的二甲基乙酰胺中加入13.5%的PVC(1000),搅拌溶解后一起加入3%的聚乙烯吡咯烷酮和8%的乙二醇,搅拌好后将膜液过滤脱泡,然后将膜液和内凝胶介质分别用计量泵输入喷头喷出,然后进入外凝胶介质,再经过水洗后,以20米/分钟的速度卷绕成丝束。膜液温度控制在30℃,内凝胶介质为5%的二甲基乙酰胺溶液,内凝胶介质的温度控制在25℃,外凝胶介质为脱盐水,外凝胶介质温度为35℃。
实施例2
按实施例1所述的制备过程和条件,PVC(1000):13%;二甲基甲酰胺:77%;丙三醇:5%和聚乙烯吡咯烷酮:5%配制成膜液,将内凝胶改为脱盐水,外凝胶改为5%的二甲基甲酰胺溶液,其他工艺条件都与实施例1相同,即可制成中空纤维膜。
实施例3
按实施例1所述的制备过程和条件,PVC(1300):14%;二甲基甲酰胺:73%;正丁醇:8%和聚乙烯吡咯烷酮:5%配制成膜液,将内凝胶改为脱盐水,外凝胶也是脱盐水,其他工艺条件都与实施例1相同,即可制成中空纤维膜。
实施例4
按实施例1所述制备过程和条件,PVC(1300):15%;N-甲基吡咯烷酮:81%:聚乙烯吡咯烷酮:3%和水:1%和配制成膜液,将内凝胶改为脱盐水,外凝胶也是脱盐水,其他工艺条件都与实施例1相同,即可制成中空纤维膜。
实施例5
按实施例1所述制备过程和条件,PVC(1300):14%;N-甲基吡咯烷酮:41%;二甲基乙酰胺:41%;5%的氯化锂溶液:4%配制成膜液,将内凝胶改为脱盐水,外凝胶也是脱盐水,其他工艺条件都与实施例1相同,即可制成中空纤维膜。

Claims (3)

1.一种聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法,其特征在于:该制造方法包括以下步骤:
(1)膜液的制备
将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌混合后得到膜液,其中,
聚氯乙烯质量百分比含量为9%-23%;
溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一种或几种,质量百分比含量为62%-90%;
添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5%的氯化锂溶液和水的一种或几种,质量百分比含量为0.5%-15%;
(2)中空纤维膜的制备
先配制内凝胶介质,内凝胶介质为1%-80%的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种,水采用脱盐水;
外凝胶介质也是1%-80%的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种,水采用脱盐水;
膜液温度为10-50℃,内凝胶介质温度为5-35℃,外凝胶介质温度为10-40℃;
将由步骤(1)制得的膜液和内凝胶介质按照质量百分比8-95%,同时通过喷头注入到装有外凝胶介质的凝胶浴中成膜,即可制得高韧性聚氯乙烯中空纤维膜。
2.按权利要求1所述的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法,其特征在于:上述膜液的制备中,所选原料聚氯乙烯的聚合度为700~2300。
3.按权利要求1所述的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法,其特征在于:上述纤维膜的制备中,通过喷头注入膜液和内凝胶介质时,其喷头与凝胶浴液面之间的距离为10~100mm。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN104474929A (zh) * 2014-12-18 2015-04-01 北京碧水源膜科技有限公司 一种聚醚砜中空纤维膜的生产方法及所述膜的结构调控方法

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