CN101703895B - 一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子膜制备技术领域，涉及一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法，为了解决传统聚氟乙烯中空纤维膜在处理微生物和有机物时，容易产生不可逆污堵的问题，本发明提供了一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法，采用本发明所述方法制备得到的聚偏氟乙烯超滤膜丝具有高抗污染性及高强度的特点。
Description
技术领域
本发明属于高分子膜制备技术领域，涉及一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法。
背景技术
随着我国经济社会的发展，传统的水净化工艺如氯化、絮凝沉淀、离子交换等处理方法已不能满足低投资、低运行成本、高水质和稳定可靠的要求，新技术、新产品的开发显得尤为重要。
中空纤维膜技术具有能耗低、装置体积小、易操作、效益高、不产生二次污染等特点，是资源、能源、环境等领域的共性技术，已成为节能减排，特别是水处理领域最受关注的核心技术。
膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特性的不可逆变化现象。应当说，一旦料液与膜接触，膜的污染过程即开始。膜污染引起的通量衰减往往是不可逆的。
在水处理中，微生物和有机物污染往往是造成超滤不可逆污堵的主要原因，传统聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜在处理微生物和有机物时，就容易产生不可逆污堵。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是传统聚氟乙烯中空纤维膜在处理微生物和有机物时，容易产生不可逆污堵的问题，并提供一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法。
本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：
一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法，包括：
a、以二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮为溶剂，加入质量百分比为15-25％的聚偏氟乙烯，质量百分比为2-15％的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合物，得到聚偏氟乙烯铸膜液；
b、把纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒，加入到聚偏氟乙烯铸膜液中，使纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒的质量百分数为2-30％，形成第一溶液；
c、采用相转化法将第一溶液制成合金膜；
d、控制合金膜凝胶浴温度为10-80℃，然后室温水浴得到聚偏氟乙烯超滤膜丝。
膜表面亲水性的提高能减少膜表面和截留分子，尤其是蛋白质之间的接触和非定向性结合，从而减少污染物质尤其是生物污染物质的吸附，因此具有亲水性的超滤膜具有较稳定和较高的水通量，具有较好的耐污染性。
本发明在聚偏氟乙烯铸膜液中加入了纳米级氧化铝和氧化锌，同时调节了纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒的加入量，使膜丝的亲水性能得到大幅改善。
另一方面，本发明使用纳米级氧化铝和纳米级氧化锌添加入聚偏氟乙烯铸膜液中，使最终得到的聚偏氟乙烯超滤膜丝的强度进一步提高。
附图说明
图1是实施例1所述一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的生产线示意图。
具体实施方式
实施例1
在纺丝液料罐1中，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，加入质量百分比为20％的聚偏氟乙烯，质量百分比为10％的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合物，其中聚乙二醇的质量百分比为4％，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比为6％，得到聚偏氟乙烯铸膜液，该聚偏氟乙烯铸膜液依次通过第一过滤器2，计量泵3和第二过滤器4，进入喷丝板5。
在喷丝板5上，按照计量泵得出在喷丝板5上，聚偏氟乙烯铸膜液所具有的质量，把纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒，加入到所述聚偏氟乙烯铸膜液中，能配成稳定、均匀、透明的第一溶液，同时会使铸膜液黏度增大，增加可纺性，其中纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒的在第一溶液中质量百分数为15％，纳米级氧化铝在第一溶液中的质量百分数为7％，纳米级氧化锌在第一溶液中的质量百分数为8％，然后采用本领域公知的相转化法将第一溶液制成合金膜。
得到的合金膜进入凝胶浴缸6进行凝固，控制凝胶浴温度为10-80℃，然后进入水洗浴缸7进行室温水浴，经卷绕8卷绕，得到聚偏氟乙烯超滤膜丝。只要调整凝胶浴的温度，就可以纺织出分子量分别为五万，七万，十万的聚偏氟乙烯超滤膜丝，当凝胶浴温度较高时，得到的膜丝分子量大，当凝胶浴温度较低时，得到的膜丝分子量小。
将实施例1得到的膜丝应用到内蒙古某热电厂，处理排污废水，废水浊度大于70NTU，相比于现有聚偏氟乙烯膜丝，本实施例得到的聚偏氟乙烯超滤膜丝可以长期稳定运行，并始终保持处理后水质达到表1的标准：
表1
| 水质项目 | 单位 | 水质指标 |
| SS | mg/L | ≤1 |
| 浊度 | NTU | ≤0.5 |
| 色度 | Pt-Co | ≤2 |
| 菌落总数 | Cfu/ml | ≤100 |
Claims (1)
1.一种制备高强度抗污染聚偏氟乙烯超滤膜丝的方法，包括：
a、以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，加入质量百分比为20％的聚偏氟乙烯，质量百分比为10％的聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的混合物，其中聚乙二醇的质量百分比为4％，聚乙烯吡咯烷酮的质量百分比为6％，得到聚偏氟乙烯铸膜液，该聚偏氟乙烯铸膜液依次通过第一过滤器，计量泵和第二过滤器，进入喷丝板；
b、在喷丝板上，按照计量泵得出在喷丝板上，聚偏氟乙烯铸膜液所具有的质量，把纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒，加入到所述聚偏氟乙烯铸膜液中，能配成稳定、均匀、透明的第一溶液，其中纳米级氧化铝和氧化锌混合物颗粒在第一溶液中的质量百分数为15％，纳米级氧化铝在第一溶液中的质量百分数为7％，纳米级氧化锌在第一溶液中的质量百分数为8％；
c、采用相转化法将第一溶液制成合金膜；
d、得到的合金膜进入凝胶浴缸进行凝固，控制凝胶浴温度为10-80℃，进入水洗浴缸进行室温水浴，经卷绕机卷绕，得到聚偏氟乙烯超滤膜丝；只要调整凝胶浴的温度，就可以纺织出分子量分别为五万，七万，十万的聚偏氟乙烯超滤膜丝，当凝胶浴温度较高时，得到的膜丝分子量大，当凝胶浴温度较低时，得到的膜丝分子量小。
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