CN102284251A - 一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法 - Google Patents

一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法 Download PDF

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傅叶明
吴益尔
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Abstract

本发明提供一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，包括以下步骤：步骤一：采用PET纤维编织管作为支撑管，在PET纤维编织管上涂覆粘合剂；步骤二：将PTFE平板膜连续包缠在PET纤维编织管上，包缠时相邻的PTFE平板膜部分重叠；步骤三：进行烘干。通过选择优质的PTFE平板膜，精确控制聚四氟乙烯中空纤维膜的孔径，有效提高聚四氟乙烯中空纤维膜的孔隙率，从而提升纤维膜的膜通量，并且工艺简单，操作简便，环境污染小。

Description

一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法
技术领域
本发明涉及以编织管为支撑管的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜可以广泛应用在微滤、超滤、膜蒸馏、渗透蒸发、膜接触器和膜反应器等膜分离过程中，在特种过滤、酸性气体吸收、膜生物反应器和人造血管等领域具有十分广泛的潜在应用价值。PTFE中空纤维膜具有耐酸碱、耐氧化、耐微生物侵蚀、血液相容性好等优点，在微滤和部分超滤场合，和其他材质的中空纤维膜相比，具有明显的优势。目前在国内虽然有相关方面的研究，但均采用湿法和熔融法制备。国内研究的湿法制备PTFE中空纤维膜丝，由于制造过程中需要大量水置换PTFE分散液，既浪费水资源又会产生大量废水，而且制造出来的膜丝强度很低。采用熔融法制备PTFE中空纤维膜丝，由于工艺要求，操作温度很高，所以能耗较高，由于其采用造孔剂达到成孔目的，使得熔融法制备的膜丝孔隙率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，能够精确控制聚四氟乙烯中空纤维膜的孔径，有效提高聚四氟乙烯中空纤维膜的孔隙率，从而提升纤维膜的膜通量，并且工艺简单，操作简便，环境污染小。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：采用PET纤维编织管作为支撑管，在PET纤维编织管上涂覆粘合剂；
步骤二：将PTFE平板膜连续包缠在PET纤维编织管上，包缠时相邻的PTFE平板膜部分重叠；
步骤三：进行烘干。
作为优选，所述步骤一中PET纤维编织管的内径为1～1.2mm，外径为1.8～2.0mm。
作为优选，所述步骤一中粘合剂包括质量分数为55～90％的三元共聚物a、质量分数为10～45％的三元共聚物b。
作为优选，所述三元共聚物a为1，1-二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的热塑性三元共聚物。
作为优选，所述三元共聚物b为甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯和丙烯酸酯的三元共聚物。
作为优选，所述步骤二中PTFE平板膜的孔径为0.1～0.5μm，孔隙率为60％～90％，厚度为0.2～0.3mm，宽度为5～6mm，重叠部位宽度为0.5～1mm。通过采用孔径均匀的PTFE平板膜可以精确控制聚四氟乙烯中空纤维膜的过滤孔径，可以根据不同的过滤分离场合制备不同孔径的中空纤维膜。
作为优选，所述步骤三中的烘干温度为90～110℃，烘干时间为5～20s。
有益效果：
本发明采用上述技术方案提供一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，精确控制了聚四氟乙烯中空纤维膜的孔径，有效提高了聚四氟乙烯中空纤维膜的孔隙率，从而提升了纤维膜的膜通量，并且工艺简单，操作简便，环境污染小。
具体实施方式
一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：采用内径为1mm，外径为1.8mm的PET纤维编织管作为支撑管，在PET纤维编织管上涂覆粘合剂，所述粘合剂包括质量分数为75％的三元共聚物a、质量分数为25％的三元共聚物b，所述三元共聚物a为1，1-二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的热塑性三元共聚物，所述三元共聚物b为甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯和丙烯酸酯的三元共聚物；
步骤二：将孔径为0.1～0.5μm，孔隙率为60％～90％、厚度为0.25mm、宽度为6mm的PTFE平板膜连续包缠在PET纤维编织管上，包缠时相邻的PTFE平板膜部分重叠，重叠部位宽度为1mm。；
步骤三：进行烘干，烘干温度为100℃，烘干时间为20s。PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
实际缠绕时，在包缠设备中定位PET纤维编织管和多孔扩展聚四氟乙烯平板膜，PET纤维编织管以1米/秒的速度前进，同时将粘合剂涂覆于PET纤维编织管上，也可将PTFE平板膜上与PET纤维编织管接触的一侧表面涂覆粘合剂，然后将PTFE平板膜连续重叠缠绕在PET纤维编织管周围，同时施加张力控制。进行烘干时，将缠绕好的聚四氟乙烯中空纤维膜通过隧道窑，隧道窑中的环境空气温度设定在100℃，聚四氟乙烯中空纤维膜单位长度停留的时间为20秒，由此将PET纤维编织管和多孔PTFE平板膜复合，生成以PET纤维编织管为支撑层的聚四氟乙烯中空纤维膜，在成形之后整个中空纤维膜的孔隙率是78％，有效提高了聚四氟乙烯中空纤维膜的孔隙率，使得相同装填面积的膜组件通量明显高于湿法及熔融法制备的膜组件，并且工艺简单，操作简便，环境污染小。

Claims (7)

1.一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：采用PET纤维编织管作为支撑管，在PET纤维编织管上涂覆粘合剂；
步骤二：将PTFE平板膜连续包缠在PET纤维编织管上，包缠时相邻的PTFE平板膜部分重叠；
步骤三：进行烘干。
2.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述步骤一中PET纤维编织管的内径为1～1.2mm，外径为1.8～2.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述步骤一中粘合剂包括质量分数为55～90％的三元共聚物a、质量分数为10～45％的三元共聚物b。
4.根据权利要求3所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述三元共聚物a为1，1-二氟乙烯、四氟乙烯和六氟丙烯的热塑性三元共聚物。
5.根据权利要求3所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述三元共聚物b为甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯和丙烯酸酯的三元共聚物。
6.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述步骤二中PTFE平板膜的孔径为0.1～0.5μm，孔隙率为60％～90％，厚度为0.2～0.3mm，宽度为5～6mm，重叠部位宽度为0.5～1mm。
7.根据权利要求1所述的一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于：所述步骤三中的烘干温度为90～110℃，烘干时间为5～20s。
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