CN102784565B - 一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法，所述增强型中空纤维复合膜的配方由包括以下重量份数的原料共混制成：聚氯乙烯树脂0.1-16，聚偏氟乙烯树脂1-20，亲水改性树脂0.1-5，添加剂1-20，溶剂50-80。本发明的增强型中空纤维复合膜加入内支撑纤维绳后，提高了共混膜的拉伸强度。所制成的增强型中空纤维复合膜拥有了支撑层的高强度、PVDF的耐污染性及高韧性、PVC的强附着力及快速凝胶等多种优异性能，工序简单，生产成本低，适宜大范围推广应用。

Description

一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法。

背景技术

现阶段膜法处理污水问题已经越来越广泛的在国内应用，膜法处理污水有着传统工艺无法比拟的优势，如处理速度快，处理精度高等。而污水处理用的膜也多种多样，现已经广泛应用的污水处理中的膜按形状分有平板膜、卷式膜、中空纤维膜等，按膜材料分类又分为PVDF膜、PVC膜、PAN膜，为得到性能更加优异的膜丝，也有厂家及学者研究两种材料以上的复合膜。

现有的大部分单一材质膜产品都存在着各自的问题，纯PVC膜有着韧性差，耐污染性差等问题，纯PVDF中空纤维膜有着拉伸强度低，易断裂的缺点，而内支撑的增强型中空纤维膜则有附着力差，凝胶速度慢的问题。附着力差则在受到冲击、强烈碰撞时表层容易由支撑层上脱落，导致膜丝破损；凝胶速度慢则大幅降低了生产效率，增加了人工成本及能耗。纯PVC中空纤维膜有着拉伸强度低，韧性差的缺点，而内支撑的增强型中空纤维膜虽然能够解决拉伸强度的问题，但韧性仍然较差，且耐污染性要明显差于PVDF膜。急需一种拉伸强度好、韧性好、附着力强、耐氧化性强、耐污染性强的增强型中空纤维复合膜。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法，制成的增强型中空纤维复合膜采用3种原料共混而成，具备了3种原料的特性，如拉伸强度好、韧性好、附着力强、耐氧化性强、耐酸耐碱性强等诸多优点。

本发明的增强型中空纤维复合膜的配方，由包括以下重量份数的原料共混制成：聚氯乙烯树脂0.1-16，聚偏氟乙烯树脂1-20，亲水改性树脂0.1-5，添加剂1-20，溶剂50-80。

本发明所述的增强型中空纤维复合膜的配方，所述添加剂为选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羟基类纤维素中的一种或几种。

本发明所述的增强型中空纤维复合膜的配方，所述溶剂为选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

本发明所述的增强型中空纤维复合膜的配方，所述亲水改性树脂为选自氯醋、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的一种或几种。

本发明的增强型中空纤维复合膜的生产方法，包括以下步骤：

1）将拖拽纤维辊中的纤维绳依次穿过通坯涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；

2）开启送丝机和收丝机，调节送丝机和收丝机的转速使整套装备稳定运转起来；

3）向反应釜中加入以下重量份数的原料：聚氯乙烯树脂0.1-16，聚偏氟乙烯树脂1-20，亲水改性树脂0.1-5，添加剂1-20，溶剂50-80，然后向反应釜中加压，使料液通过输料管向涂膜装置中输送；

4）纤维绳在收丝机的牵引下，经过通坯涂膜装置，涂覆上料液后通入凝胶槽，纤维绳外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮上；

5）收丝轮收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。

本发明的增强型中空纤维复合膜的生产方法，所述纤维绳有尼龙、聚酯或玻璃纤维制成。

本发明的增强型中空纤维复合膜的生产方法，所述添加剂为选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羟基类纤维素中的一种或几种。

本发明的增强型中空纤维复合膜的生产方法，所述溶剂为选自二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

本发明的增强型中空纤维复合膜的生产方法，所述亲水改性树脂为选自氯醋、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈中的一种或几种。

与现有技术相比本发明的有益效果为：本发明的增强型中空纤维复合膜加入内支撑纤维绳后，提高了共混膜的拉伸强度。所制成的增强型中空纤维复合膜拥有了支撑层的高强度、PVDF的耐污染性及高韧性、PVC的强附着力及快速凝胶等多种优异性能，工序简单，生产成本低，适宜大范围推广应用。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种增强型中空纤维复合膜的生产方法中增强型中空纤维复合膜生产装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

如图1所示，一种增强型中空纤维复合膜,按照聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、氯醋树脂、N-甲基吡咯烷酮溶剂、聚乙二醇添加剂按照重量比13：5：2：70：10混合配料，使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中；将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环。然后，按照以下方法制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜：

1）将10卷玻璃纤维绳依次先后放入送丝机1上，将纤维辊2中的纤维绳3依次穿过通坯涂膜装置4和凝胶槽5，然后缠绕于收丝轮6上；

2）开启送丝机1和收丝机7，调节送丝机1和收丝机7的转速使整套装备稳定运转起来，送丝机送卷速度15米/分，收丝机收卷速度15米/分，切割收卷机收丝速度为15米/分；

3）将料液罐中的原料通入反应釜8中，然后向反应釜8中加压，使料液通过输料管9向通坯涂膜装置4中输送；

4）纤维绳在收丝机7的牵引下，经过通坯涂膜装置4，涂覆上料液后通入凝胶槽5，纤维绳3外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮6上；

5）收丝轮6收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。得到的带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜进行了下述性能测定：

1）使用半干法孔径测定仪测定了所得到中空纤维膜的平均孔径是0.1微米，内径为0.8毫米，外径为1.8毫米。

2）使用拉伸机测定的中空纤维膜的强度是400N

3）使用通量测定仪在0.1MPa压力下测定的所述中空纤维膜在25℃与1大气压下的纯水通量是300L/m².h。

实施例2

如图1所示，一种增强型中空纤维复合膜,按照聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、氯醋树脂、N-甲基吡咯烷酮溶剂、聚乙烯基吡咯烷酮添加剂按照重量比15：2：3：70：10混合配料，使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中。将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环。然后，按照以下方法制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜：

1）将10卷玻璃纤维绳依次先后放入送丝机1上，将纤维辊2中的纤维绳3依次穿过通坯涂膜装置4和凝胶槽5，然后缠绕于收丝轮6上；

2）开启送丝机1和收丝机7，调节送丝机1和收丝机7的转速使整套装备稳定运转起来，送丝机送卷速度15米/分，收丝机收卷速度15米/分，切割收卷机收丝速度为15米/分；

3）将料液罐中的原料通入反应釜8中，然后向反应釜8中加压，使料液通过输料管9向通坯涂膜装置4中输送；

4）纤维绳在收丝机7的牵引下，经过通坯涂膜装置4，涂覆上料液后通入凝胶槽5，纤维绳3外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮6上；

5）收丝轮6收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。得到的带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜进行了下述性能测定：

1）使用半干法孔径测定仪测定了所得到中空纤维膜的平均孔径是0.2微米，内径为1.0mm，外径为2.2mm。

2）使用拉伸机测定的中空纤维膜的强度是400N。

3）使用通量测定仪在0.1MPa压力下测定的所述中空纤维膜在25℃与1大气压下的纯水通量是2000L/m².h。

实施例3

如图1所示，一种增强型中空纤维复合膜，按照重量千克的原料混合配料：聚氯乙烯树脂3，聚偏氟乙烯树脂14，氯醋树脂2，烯基吡咯烷酮添加剂11，N-甲基吡咯烷酮溶剂70。使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中。将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环。然后，按照以下方法制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜：

1）将10卷玻璃纤维绳依次先后放入送丝机1上，将纤维辊2中的纤维绳3依次穿过通坯涂膜装置4和凝胶槽5，然后缠绕于收丝轮6上；

2）开启送丝机1和收丝机7，调节送丝机1和收丝机7的转速使整套装备稳定运转起来，送丝机送卷速度15米/分，收丝机收卷速度15米/分，切割收卷机收丝速度为15米/分；

3）将料液罐中的原料通入反应釜8中，然后向反应釜8中加压，使料液通过输料管9向通坯涂膜装置4中输送；

4）纤维绳在收丝机7的牵引下，经过通坯涂膜装置4，涂覆上料液后通入凝胶槽5，纤维绳3外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮6上；

5）收丝轮6收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。

本发明的增强型中空纤维复合膜加入内支撑纤维绳后，提高了共混膜的拉伸强度。所制成的增强型中空纤维复合膜拥有了支撑层的高强度、PVDF的耐污染性及高韧性、PVC的强附着力及快速凝胶等多种优异性能，工序简单，生产成本低，适宜大范围推广应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种增强型中空纤维复合膜的生产方法，其特征在于，

聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、氯醋树脂、N-甲基吡咯烷酮溶剂、聚乙二醇添加剂按照重量比13：5：2：70：10混合配料，使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中；将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环；然后，按照以下步骤制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜，

1）将拖拽纤维辊中的纤维绳依次穿过通坯涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；

2）开启送丝机和收丝机，调节送丝机和收丝机的转速使整套装备稳定运转起来；

3）将料液罐中的原料通入反应釜中，然后向反应釜中加压，使料液通过输料管向通坯涂膜装置中输送；

4）纤维绳在收丝机的牵引下，经过通坯涂膜装置，涂覆上料液后通入凝胶槽，纤维绳外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮上；

5）收丝轮收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。

2.根据权利要求1所述的增强型中空纤维复合膜的生产方法，其特征在于：所述纤维绳由尼龙、聚酯或玻璃纤维制成。

3.一种增强型中空纤维复合膜的生产方法，其特征在于，

聚偏氟乙烯树脂、聚氯乙烯树脂、氯醋树脂、N-甲基吡咯烷酮溶剂、聚乙烯基吡咯烷酮添加剂按照重量比15：2：3：70：10混合配料，使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中，将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环，然后，按照以下步骤制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜：

1）将拖拽纤维辊中的纤维绳依次穿过通坯涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；

2）开启送丝机和收丝机，调节送丝机和收丝机的转速使整套装备稳定运转起来；

3）将料液罐中的原料通入反应釜中，然后向反应釜中加压，使料液通过输料管向通坯涂膜装置中输送；

4）纤维绳在收丝机的牵引下，经过通坯涂膜装置，涂覆上料液后通入凝胶槽，纤维绳外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮上；

5）收丝轮收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。

4.一种增强型中空纤维复合膜的生产方法，其特征在于，

聚氯乙烯树脂、聚偏氟乙烯树脂、氯醋树脂、烯基吡咯烷酮添加剂、N-甲基吡咯烷酮溶剂按照重量比3：14：2：11：70混合配料，使用机械搅拌机搅拌均匀，然后采用负压方法进行脱泡，脱泡后制成的制膜料液放置于料液罐中，将纯水用作纺丝凝胶浴液进行循环，然后，按照以下步骤制备带基材聚偏氟乙烯中空纤维膜：

1）将拖拽纤维辊中的纤维绳依次穿过通坯涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；

2）开启送丝机和收丝机，调节送丝机和收丝机的转速使整套装备稳定运转起来；

3）将料液罐中的原料通入反应釜中，然后向反应釜中加压，使料液通过输料管向通坯涂膜装置中输送；

4）纤维绳在收丝机的牵引下，经过通坯涂膜装置，涂覆上料液后通入凝胶槽，纤维绳外表面上的料液凝固失去流动性，形成所需膜丝，收集于收丝轮上；

5）收丝轮收集一定数量的膜丝后，剪切收捆进行后处理。