CN103768958A - 一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 - Google Patents
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103768958A CN103768958A CN201210398806.1A CN201210398806A CN103768958A CN 103768958 A CN103768958 A CN 103768958A CN 201210398806 A CN201210398806 A CN 201210398806A CN 103768958 A CN103768958 A CN 103768958A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hollow fiber
- membrane
- polypropylene
- polypropylene hollow
- hydrophily
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及制备方法,涉及高分子膜材料领域,主要涉及一种高分子分离膜及其制备方法,本发明通过采用在聚丙烯树脂中加入高分子相容剂、亲水性聚合物、稀释剂进行熔融共混,通过采用热制相分离工艺制备亲水性聚丙烯中空纤维膜,制得的聚丙烯中空纤维膜是内、外表面及断面具有亲水性的微孔膜,解决了聚丙烯中空纤维膜亲水性差、亲水时效性短的问题,有效增强膜的抗污染性,降低膜的阻力,分离效率提高。提供的制备方法简便,环境友好,适合工业推广应用。本发明的聚丙烯分离膜孔隙率为65~80%,平均孔径为0.01~0.2μm,可用于化工分离、污水处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及高分子膜材料领域,具体涉及一种高分子分离膜及其制备方法,更具体地涉及一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是以丙烯单体为主聚合而成的一种高度结晶热塑性树脂,由于具有化学稳定性好,耐热,耐酸碱,机械强度高,价格低廉等优点,是一种性能优良的高分子合成材料,作为制备微孔膜的膜材料具有很大优势,因此聚丙烯制备微孔膜受到人们广泛研究,并在医疗、电子、食品、化工、能源、市政以及污水处理等行业得到广泛推广应用。
众所周知,聚丙烯材料的特点是具有很强的疏水性,可用于膜蒸馏过程,但在应用于微滤、超滤以及膜生物反应器(MBR)为代表的污水处理过程中时,由于聚丙烯微孔膜的强疏水性,使得水透过需要较高的压力,动力能耗高,膜通量也低。同时在使用过程中,由于膜的疏水性容易引起有机物和胶体在膜表面和膜孔内吸附,如蛋白质吸附,造成膜污染。为了使膜分离过程正常进行,需要提高压力或进行频繁清洗,使得操作能耗和清洗费用提高,限制了聚丙烯微孔膜的进一步广泛应用,有效的解决方法是对聚丙烯微孔膜进行亲水改性,实现膜的亲水化。对于使用人员来说,非常希望能得到一种亲水性能持久稳定、水通量较高的微孔膜,对于本领域的发明人员则希望亲水性微孔膜的制备方法有效、简单、便于工业化实施。
高分子分离膜常用的制备方法有熔融拉伸法、热致相分离法、溶剂相转化法。由于聚丙烯在常温下无合适的溶剂,本技术领域制备聚丙烯微孔膜的方法主要有熔融拉伸法和热致相分离法。熔融拉伸法制备的聚丙烯微孔膜其缺点是膜的强度差,膜孔径分布宽,膜过滤精度差。而采用热致相分离法制备微孔膜可通过选择合适的稀释剂、调整制膜过程和成膜条件来制得孔径可控的微孔膜。热致相分离法是指将聚合物与高沸点、低挥发性的、低分子量的溶剂在高温时,该高温一般高于聚合物的熔点,形成均相溶液,然后降温冷却使溶液发生相分离,再将溶剂萃取脱除,溶剂占据的体积成为微孔,就成为聚合物微孔膜。现有技术中,采用热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的公开技术如专利CN 1356410A、CN 1718627A、CN 1597073A、CN101862601,但是均没有提到解决聚丙烯微孔膜亲水性问题的方法。
本技术领域内提高聚丙烯微孔膜亲水性常用的方法有:一是在制膜前对制膜材料进行本体改性;二是在制膜过程中通过共混两亲性聚合物、亲水性聚合物进行共混改性;三是制备成微孔膜后再对膜进行亲水改性。目前直接采用聚丙烯本体改性材料制备聚丙烯微孔膜的报道并不多见。采用将聚丙烯本体改性材料与聚丙烯进行共混改性的公开技术有专利CN 101829507A和CN 101966430A,它们的共同特征都是先通过化学反应、高分子合成工艺制备聚乙二醇-聚丙烯接枝聚合物,再将所制备的聚丙烯-聚乙二醇与聚丙烯进行共混,通过熔融拉伸纺丝,制得含聚乙二醇聚丙烯分离膜。虽然亲水性得到提高,但存在合成反应复杂、不利于工业实施等缺点。
专利CN 101011644、CN 101011645、CN 101601974采用制备成微孔膜后再对膜进行表面亲水改性,共同特征是以两亲性分子为亲水改性剂,将聚丙烯多孔膜浸渍于有机溶剂中进行溶胀处理或浸渍于溶有两亲性分子及光敏引发剂的溶胀剂中进行处理。这种对聚丙烯多孔膜表面的亲水化改性方法虽然简单,但是由于两亲性分子或表面活性剂仅通过吸附富集在膜表面,在使用过程中,很容易流失,从而使得亲水时效性短,难以稳定长久保持。专利CN 1792419对已制备的聚烯烃类中空纤维微滤膜,采用醇类或表面活性剂浸泡处理后,采用含有醛类、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮的制膜液死端过滤或错流过滤处理,再使聚乙烯醇与醛类发生交联反应,固定在聚合物膜的表面,但如果对制膜液浓度、流动时间等控制不当,则容易导致膜孔上的聚乙烯醇积聚过多,纯水通量低。
发明内容
为了克服现有技术的缺点,本发明提供了一种亲水性效果较好、持久稳定的聚丙烯中空纤维膜产品,该产品的制备方法简便,易于开展工业化实施。
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)将聚丙烯树脂、高分子相容剂、亲水性聚合物以及稀释剂加入带有搅拌装置的釜中,加热至175~200℃,在通氮气条件下,搅拌0.5~3h,停止搅拌后,恒温静置脱泡0.5~2h,得到铸膜液;其中,各组分的含量为
聚丙烯树脂25~35wt%;
高分子相容剂0.5~10 wt %;
亲水性聚合物0.5~5.0 wt %;
稀释剂50~74wt%;
其中,聚丙烯树脂使用作为表征分子量的参数重均分子量(Mw)、表征分子量分布的参数重均分子量与数均分子量的比值(Mw/Mn)和表征流动性的参数熔融指数(MI)表示。Mw越高,树脂的强度有增高趋势,但是树脂的可加工性困难,难以进行工业生产。Mw/Mn越高,分子量分布范围越宽,低分子量成分增多,在制膜过程中更易于挤出,但制得的聚丙烯微孔膜机械性能下降。在某些特定的用途,特别是纤维,则要求分子量分布范围窄,但分布范围越窄,同样会使挤出成型困难。
对于聚丙烯树脂的熔融指数,当熔融指数低于0.2 g/10min,进行熔融共混加工时,树脂的粘度高,挤出时困难,不利于工业化生产。而当熔融指数高于10 g/10min,则会导致制得的聚丙烯多孔膜孔隙率低,膜阻力高,膜通量低。
本发明所述聚丙烯树脂的重均分子量为1×105~1×106,优选3×105~9×105;重均分子量与数均分子量的比值为3.0~7.0,优选4.0~6.0;熔融指数为0.2~10 g/10min,优选0.5~5.0 g/10min。
高分子相容剂是为了改善两种不相容聚合物在共混时相容性不好的缺点而加入的第三组分,其作用是在聚合物之间进行桥联,降低界面张力,或者借助于原料聚合物分子间的键合力,反应产生化学键而促使不相容的聚合物结合在一起,进而得到稳定的共混物。
所述高分子相容剂为亲水性链节的共聚物,所述亲水性链节包括马来酸酐、丙烯酸、磺酸酐、聚环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种;
所述高分子相容剂为下列的一种或多种:马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、磺化马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸甲酯、聚丙烯环氧乙烷、聚环氧丙烷-环氧乙烷,进一步优选马来酸酐接枝聚丙烯。
所述亲水聚合物为单体衍生的单元组成的均聚或共聚物,所述单体包括羟乙基、环氧乙烷、环氧丙烷、乙二醇、丙烯酸类如丙烯酸和甲基丙烯酸、甲基丙烯酸酯、乙烯亚胺、内酰胺类如N-乙烯基吡咯烷酮和己内酯、丙烯酰胺类如甲基丙烯酰胺和N-N二甲基丙烯酰胺以及乙烯醇和醋酸乙烯。
所述亲水聚合物为具有亲水性基团的单体衍生的单体单元组成的均聚或共聚物,所述单体为羟乙基、环氧乙烷、环氧丙烷、乙二醇、丙烯酸类、甲基丙烯酸酯、乙烯亚胺、内酰胺类、丙烯酰胺类、乙烯醇或醋酸乙烯。
所述亲水聚合物优选聚乙二醇、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯醇缩丁醛、羟乙基甲基纤维素中的一种或多种。进一步优选聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮。
所述聚乙二醇分子量优选200~600。
所述聚乙烯基吡咯烷酮优选K30、K60、K90。
2)将上述温度为175~200℃的铸膜液经过滤器过滤;
3)采用齿轮式计量泵将经过步骤2)过滤的铸膜液输送至140~175℃的中空喷丝头,然后将温度为20~90℃的内芯液引入到喷丝头中,与铸膜液一起经喷丝头挤出到0~20℃的凝固浴中,降温冷却至固化得到亲水性聚丙烯中空纤维膜;
4)将步骤3)得到的亲水性聚丙烯中空纤维膜经卷绕机收卷,放入萃取剂中萃取,萃取时间3~48h;
5)萃取好的膜,在通风、室温条件下干燥6~12h;
6)脱除萃取剂后得到亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜。
所述稀释剂为植物油或一种邻苯二甲酸酯或邻苯二甲酸酯与植物油的混合物。
所述植物油为花生油、蓖麻油、大豆油或玉米油。
当所述稀释剂为混合物时,所述混合物中含有质量分数为10~90%的邻苯二甲酸酯,进一步优选25~70%。
所述邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二庚脂或邻苯二甲酸二辛脂。进一步优选邻苯二甲酸二丁酯。
所述内芯液为植物油或邻苯二甲酸酯的一种或植物油与邻苯二甲酸酯的混合物,优选植物油和邻苯二甲酸酯的混合物。
当所述内芯液为所述植物油和邻苯二甲酸酯的混合物时,所述植物油的质量分数优选20%~80%。
所述凝固浴组分的种类应尽可能选择与稀释剂相近或相容的体系。
所述凝固浴为水、植物油、邻苯二甲酸酯和聚乙二醇中的一种或几种的混合物。
所述聚乙二醇分子量优选200~600。
所述邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二庚脂或邻苯二甲酸二辛脂。
所述喷丝头的温度为150~165℃。
所述萃取剂为碱、酮、醇或者烷烃。
所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾;所述酮为丙酮;所述醇为甲醇、乙醇或异丙醇;所述烷烃为正己烷或环己烷。
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,所述微孔膜的组分为聚丙烯树脂、高分子相容剂和亲水性聚合物,该膜的微孔平均孔径为0.01~0.2μm,膜孔隙率为65~80%、膜厚度为200~800μm、膜内外径比为0.55~0.65,外径为0.9~3mm。
所述聚丙烯中空纤维微孔膜是内、外表面及断面具有亲水性的微孔膜。
本发明与现有技术的实质性区别在于:
本发明针对现有技术的不足进行了以下改进,本发明通过采用热制相分离工艺制备亲水性聚丙烯中空纤维膜,通过采用在聚丙烯树脂中加入高分子相容剂、亲水性聚合物、稀释剂进行熔融共混,形成均相溶液,降温冷却使溶液发生相分离,经过萃取就成为聚丙烯微孔膜,制备方法简便,易于开展工业化实施。制备出的聚丙烯中空纤维膜产品亲水性效果较好、持久稳定。
本发明的有益效果是:
本发明通过采用在聚丙烯树脂中加入两亲性高分子相容剂、亲水性聚合物、稀释剂进行熔融共混,制得的聚丙烯中空纤维膜是内、外表面及断面具有亲水性的微孔膜,解决了聚丙烯中空纤维膜亲水性差、亲水时效性短的问题,有效增强膜的抗污染性。本发明的聚丙烯分离膜孔隙率高,在65~80%,而平均孔径低,为0.01~0.2μm,孔隙率的提高和膜孔径的降低使得膜孔径更加均匀,可有效降低阻力,大大提高膜通量,分离效果高。提供的制备方法简便,环境友好,适合工业推广应用。
具体实施方式
本发明的技术方案由以下实施例作进一步的说明,但是并不局限于下述的具体实施方式。
实施例1
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.01μm,膜孔隙率为65%、膜厚度为200μm、膜内外径比为0.55,外径为0.9mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯、聚乙烯基吡咯烷酮以及豆油,其中聚丙烯的Mw为1×106,Mw/Mn为4.0,熔融指数为0.2g/10min,含量为25wt%;马来酸酐接枝聚丙烯含量0.5 wt %;聚乙烯基吡咯烷酮含量0.5wt %;豆油含量为74wt%,加热至185℃,并在通氮气条件下搅拌3小时,停止搅拌后恒温静置脱泡2小时,得到铸膜液;
(2)将温度为200℃的铸膜液经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至内由豆油作为内芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为175℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入20℃的豆油中停留降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,再放入丙酮中萃取,萃取时间为3小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥12小时,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
接触角测试方法:采用德国KRUSS公司EASY DROP接触角测试仪,测量范围1~180°,分辨率±0.1°,采用动态接触角测量模式,每次固定体积为2μL的去离子水滴,滴于膜丝上,取计算的初始接触角为中空纤维膜丝的接触角测量值,平行测量6次,计算平均值。
纯水通量测试方法:取10根中空纤维膜丝,制作成玻璃膜组件,在0.1MPa压力下,采用去离子水进行死端过滤30min,得到的值为膜纯水通量。
测试其接触角为75°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为500 L/m2·h。
实施例2
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.02μm,膜孔隙率为65%、膜厚度为200μm、膜内外径比为0.60,外径为1.0mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、聚乙二醇200以及豆油,其中聚丙烯的Mw为9×105,Mw/Mn为3.0,熔融指数为0.5g/10min,含量为25wt%;丙烯酸甲酯接枝聚丙烯含量2.5 wt %;聚乙二醇200含量2.5wt %;豆油含量为70wt%,加热至185℃,并在通氮气条件下搅拌1.5小时,停止搅拌后恒温静置脱泡1.5小时,得到铸膜液;
(2)将温度为185℃的铸膜液经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至由豆油作为内芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为170℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入温度为20℃、含有豆油80wt%、邻苯二甲酸二丁酯20wt%的凝固浴中降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,再放入丙酮中萃取,萃取时间为6小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥6小时,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
测试其接触角为85°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为550 L/m2·h。
实施例3
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.1μm,膜孔隙率为70%、膜厚度为210μm、膜内外径比为0.65,外径为1.2mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、聚乙烯亚胺以及邻苯二甲酸二丁酯和豆油,其中聚丙烯的Mw为5×105,Mw/Mn为4.8,熔融指数为2.7g/10min,含量为25wt%;甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯含量5.0 wt %;聚乙烯亚胺含量5%;邻苯二甲酸和豆油含量分别为30 wt%、35wt%,加热至175℃,并在通氮气条件下搅拌1.5小时,停止搅拌后恒温静置脱泡1.5小时,得到铸膜液;
(2)将温度为175℃的铸膜液)经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至内由邻苯二甲酸二丁酯作为内芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为165℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入20℃的水中停留降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,先放入乙醇中萃取12小时,再放入30wt%氢氧化钠溶液中萃取,萃取时间为3小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥12小时,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
测试其接触角为68°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为1000 L/m2·h。
实施例4
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.1μm,膜孔隙率为65%、膜厚度为315μm、膜内外径比为0.65,外径为1.8mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、丙烯酸接枝聚丙烯、聚乙醇酸以及豆油,其中聚丙烯的Mw为3×105,Mw/Mn为7.0,熔融指数为4.8g/10min,含量为30wt%;丙烯酸接枝聚丙烯含量5.0 wt %;聚乙醇酸的含量为2.5wt %;豆油含量为62.5wt%,加热至175℃,并在通氮气条件下搅拌1小时,停止搅拌后恒温静置脱泡1小时,得到铸膜液;
(2)将温度为175℃的铸膜液经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至内由50wt%的豆油和50wt%的邻苯二甲酸二丁酯作为内芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为150℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入0℃水中停留降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,再放入乙醇中萃取,萃取时间为24小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥12小时,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
测试其接触角为85°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为800 L/m2·h。
实施例5
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.2μm,膜孔隙率为60%、膜厚度为675μm、膜内外径比为0.55,外径为3.0mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、聚丙烯环氧乙烷、聚乙烯基甲基醚以及豆油,其中聚丙烯的Mw为5×105,Mw/Mn为4.8,熔融指数为2.7g/10min,含量为25wt%;聚丙烯环氧乙烷4.5 wt %;聚乙烯基甲基醚0.5wt %;豆油含量为70wt%,加热至185℃,并在通氮气条件下搅拌1.5小时,停止搅拌后恒温静置脱泡1.5小时,得到铸膜液;
(2)将温度为185℃的铸膜液经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至内由20wt%的豆油和80wt%的邻苯二甲酸二丁酯作为芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为175℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入20℃的豆油中停留降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,再放入丙酮中萃取,萃取时间为3小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
测试其接触角为75°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为500 L/m2·h。
实施例6
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.01μm,膜孔隙率为80%、膜厚度为225μm、膜内外径比为0.55,外径为1.0mm;
其制备方法如下:
(1)在带有搅拌装置的釜中加入聚丙烯树脂、马来酸酐接枝聚丙烯、羟乙基甲基纤维素以及豆油,其中聚丙烯的Mw为1×105,Mw/Mn为6.2,熔融指数为10.0g/10min,含量为35wt%;马来酸酐接枝聚丙烯含量10 wt %;羟乙基甲基纤维素含量5.0wt %;豆油含量为50wt%,加热至175℃,并在通氮气条件下搅拌0.5小时,停止搅拌后恒温静置脱泡0.5小时,得到铸膜液;
(2)将温度为165℃的铸膜液经100目不锈钢过滤网过滤,采用齿轮式计量泵将铸膜液输送至内由20wt%的豆油和80wt%的邻苯二甲酸二丁酯作为内芯液的中空喷丝头,喷丝头温度为140℃;铸膜液经喷丝头挤出,进入5℃的水中降温固化得到聚丙烯中空纤维膜。
(3)聚丙烯中空纤维膜经过卷绕机收卷,再放入乙醇中萃取24小时,再放入正己烷中萃取24小时;
(4)取出萃取好的聚丙烯中空纤维膜,置于通风橱室温经空气自然干燥,脱除萃取剂后得到本发明的聚丙烯中空纤维微孔膜。
测试其接触角为80°,测试其在0.1MPa 下的纯水通量为600 L/m2·h。
对比例1
一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜,平均孔径在0.01μm,膜孔隙率为65%、膜厚度为200μm、膜内外径比为0.55,外径为0.9mm;
按照实施例1的方法,其中在步骤(1)中只加入聚丙烯树脂以及豆油,其中聚丙烯的Mw为1×106,Mw/Mn为4.0,熔融指数为0.2g/10min,含量为25wt%;豆油含量为75wt%,加热至200℃,并在通氮气条件下搅拌3小时,停止搅拌后恒温静置脱泡2小时,得到铸膜液;其余步骤同实施例1,制得中空纤维膜的接触角为130°,制成小型膜组件,测得其在0.1MPa下的纯水通量为零。
Claims (14)
1.一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,所述方法包括以下步骤:
1)将聚丙烯树脂、高分子相容剂、亲水性聚合物以及稀释剂加入带有搅拌装置的釜中,加热至175~200℃,在通氮气条件下,搅拌0.5~3h,停止搅拌后,恒温静置脱泡0.5~2h,得到铸膜液;其中,各组分的含量为
聚丙烯树脂25~35wt%;
高分子相容剂0.5~10 wt %;
亲水性聚合物0.5~5.0 wt %;
稀释剂50~74wt%;
所述聚丙烯树脂的重均分子量为1×105~1×106,重均分子量与数均分子量的比值为3.0~7.0,熔融指数为0.2~10 g/10min;
所述高分子相容剂为亲水性链节的共聚物,所述亲水性链节包括马来酸酐、丙烯酸、磺酸酐、聚环氧丙烷、环氧乙烷中的一种或多种;
所述亲水聚合物为具有亲水性基团的单体衍生的单体单元组成的均聚或共聚物,所述单体为羟乙基、环氧乙烷、环氧丙烷、乙二醇、丙烯酸类、甲基丙烯酸酯、乙烯亚胺、内酰胺类、丙烯酰胺类、乙烯醇或醋酸乙烯;
2)将上述温度为175~200℃的铸膜液经过滤器过滤;
3)采用齿轮式计量泵将经过步骤2)过滤的铸膜液输送至140~175℃的中空喷丝头,然后将温度为20~90℃的内芯液引入到喷丝头中,与铸膜液一起经喷丝头挤出到0~20℃的凝固浴中,降温冷却至固化得到亲水性聚丙烯中空纤维膜;
4)将步骤3)得到的亲水性聚丙烯中空纤维膜经卷绕机收卷,放入萃取剂中萃取,萃取时间3~48h;
5)萃取好的膜,干燥6~12h;
6)脱除萃取剂后,得到亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜。
2.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述聚丙烯树脂的重均分子量为3×105~9×105,重均分子量与数均分子量的比值为4.0~6.0,熔融指数为0.5~5.0 g/10min。
3.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述高分子相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯、丙烯酸接枝聚丙烯、丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、甲基丙烯酸甲酯接枝聚丙烯、磺化马来酸酐-丙烯酰胺-丙烯酸甲酯、聚丙烯环氧乙烷、聚环氧丙烷-环氧乙烷中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述亲水聚合物为聚乙二醇、聚乙醇酸、聚己内酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯醇缩丁醛、羟乙基甲基纤维素中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述稀释剂为植物油、一种邻苯二甲酸酯或植物油与邻苯二甲酸酯的混合物。
6.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述凝固浴为水、植物油、邻苯二甲酸酯和聚乙二醇中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述内芯液为植物油、邻苯二甲酸二丁酯或植物油与邻苯二甲酸酯的混合物。
8.如权利要求5~7中任一项所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述植物油为花生油、蓖麻油、大豆油或玉米油。
9.如权利要求5~7中任一项所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述邻苯二甲酸酯为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二戊酯、邻苯二甲酸二庚脂或邻苯二甲酸二辛脂。
10.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述喷丝头的温度为150~165℃。
11.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述萃取剂为碱、酮、醇或者烷烃。
12.如权利要求11所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法,其特征在于,所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾;所述酮为丙酮;所述醇为甲醇、乙醇或异丙醇;所述烷烃为正己烷或环己烷。
13.如权利要求1所述的亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法制得的微孔膜,其特征在于,所述微孔膜的组分为聚丙烯树脂、高分子相容剂和亲水性聚合物;所述微孔膜的微孔平均孔径为0.01~0.2μm,膜孔隙率为65~80%、膜厚度为200~800μm、膜内外径比为0.55~0.65,外径为0.9~3mm。
14.如权利要求13所述的聚丙烯中空纤维微孔膜,其特征在于,所述微孔膜是内、外表面及断面具有亲水性的微孔膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210398806.1A CN103768958B (zh) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201210398806.1A CN103768958B (zh) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103768958A true CN103768958A (zh) | 2014-05-07 |
CN103768958B CN103768958B (zh) | 2015-09-16 |
Family
ID=50561995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201210398806.1A Active CN103768958B (zh) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | 一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103768958B (zh) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105413487A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-03-23 | 福州顺升科技有限公司 | 一种聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
CN106256416A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种亲水性中空纤维膜及其制备方法 |
CN107998903A (zh) * | 2016-11-01 | 2018-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法 |
CN110600657A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 丝状偏氟乙烯聚合物复合涂覆隔膜的制备方法 |
CN110635089A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 高透气性偏氟乙烯聚合物混涂隔膜的制备方法 |
CN112403289A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-26 | 清华大学 | 一种具有梯度孔结构的聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维膜及其制备方法 |
WO2021036716A1 (zh) | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 超浸润表面及其制备方法和应用 |
CN114733361A (zh) * | 2021-01-07 | 2022-07-12 | 杭州费尔新材料有限公司 | 一种聚烯烃中空纤维膜的制备方法 |
CN114889271A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-12 | 河南省超亚医药器械有限公司 | 一种热轧无纺布及其制备方法 |
CN115571976A (zh) * | 2022-08-31 | 2023-01-06 | 绿泽源(浙江)环保科技有限公司 | 一种河湖可持续水治理mabr(ehbr)膜制备方法 |
CN115888189A (zh) * | 2021-09-30 | 2023-04-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有选择性截留功能的网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04265134A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-21 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 親水性ポリプロピレン中空糸膜及びその製造法 |
US5232642A (en) * | 1991-02-08 | 1993-08-03 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Process of making porous polypropylene hollow fiber membrane of large pore diameter |
JPH08252441A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-01 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ポリプロピレン中空糸膜およびその製造方法 |
KR20050029909A (ko) * | 2003-09-24 | 2005-03-29 | 주식회사 효성 | 친수화된 폴리프로필렌 중공사막의 제조방법 및 상기방법으로 제조한 중공사막 |
CN101966430A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-02-09 | 苏州市新能膜材料科技有限公司 | 一种高效亲水改性聚丙烯中空纤维膜的制备方法 |
CN102423642A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-04-25 | 北京碧水源科技股份有限公司 | 一种多孔膜表面的永久亲水改性方法与采用所述方法得到的多孔膜 |
-
2012
- 2012-10-19 CN CN201210398806.1A patent/CN103768958B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5232642A (en) * | 1991-02-08 | 1993-08-03 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Process of making porous polypropylene hollow fiber membrane of large pore diameter |
JPH04265134A (ja) * | 1991-02-21 | 1992-09-21 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 親水性ポリプロピレン中空糸膜及びその製造法 |
JPH08252441A (ja) * | 1995-03-20 | 1996-10-01 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | ポリプロピレン中空糸膜およびその製造方法 |
KR20050029909A (ko) * | 2003-09-24 | 2005-03-29 | 주식회사 효성 | 친수화된 폴리프로필렌 중공사막의 제조방법 및 상기방법으로 제조한 중공사막 |
CN101966430A (zh) * | 2010-10-09 | 2011-02-09 | 苏州市新能膜材料科技有限公司 | 一种高效亲水改性聚丙烯中空纤维膜的制备方法 |
CN102423642A (zh) * | 2011-12-13 | 2012-04-25 | 北京碧水源科技股份有限公司 | 一种多孔膜表面的永久亲水改性方法与采用所述方法得到的多孔膜 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
A.P.KORIKOV ET AL: "Interfacially polymerized hydrophilic microporous thin film composite membranes on porous polypropylene hollow fibers and flat films", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》, vol. 279, no. 12, 17 February 2006 (2006-02-17), pages 588 - 600 * |
HAI-YIN YU ET AL: "Improvement of the antifouling characteristics ofr polypropylene microporous membranes by the sequential photoinduced graft polymerization of acrylic acid", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》, vol. 281, no. 12, 15 December 2006 (2006-12-15), pages 658 - 665 * |
HAI-YIN YU ET AL: "Photoinduced graft polymerization of acrylamide on polypropylene microporous membranes for the improvement of antifouling characteristics in a submerged membrane-bioreactor", 《SEPARATION AND PURIFICATION TECHNOLOGY》, vol. 53, no. 1, 15 February 2007 (2007-02-15), pages 119 - 125, XP005735259, DOI: doi:10.1016/j.seppur.2006.07.002 * |
孙卫明等: "聚丙烯的亲水改性与微孔聚丙烯中空纤维亲水膜的研制", 《膜科学与技术》, vol. 16, no. 3, 30 September 1996 (1996-09-30), pages 58 - 61 * |
黄征青: "聚丙烯中空纤维膜亲水化的研究", 《膜科学与技术》, vol. 20, no. 6, 31 December 2000 (2000-12-31), pages 33 - 35 * |
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106256416A (zh) * | 2015-06-18 | 2016-12-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种亲水性中空纤维膜及其制备方法 |
CN105413487B (zh) * | 2015-11-19 | 2017-11-17 | 深圳市鑫富艺实业有限公司 | 一种聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
CN105413487A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-03-23 | 福州顺升科技有限公司 | 一种聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 |
CN107998903A (zh) * | 2016-11-01 | 2018-05-08 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法 |
WO2021036716A1 (zh) | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 超浸润表面及其制备方法和应用 |
CN110600657A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-20 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 丝状偏氟乙烯聚合物复合涂覆隔膜的制备方法 |
CN110635089A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 宁德卓高新材料科技有限公司 | 高透气性偏氟乙烯聚合物混涂隔膜的制备方法 |
CN112403289A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-26 | 清华大学 | 一种具有梯度孔结构的聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维膜及其制备方法 |
CN114733361A (zh) * | 2021-01-07 | 2022-07-12 | 杭州费尔新材料有限公司 | 一种聚烯烃中空纤维膜的制备方法 |
CN114733361B (zh) * | 2021-01-07 | 2024-06-14 | 杭州费尔新材料有限公司 | 一种聚烯烃中空纤维膜的制备方法 |
CN115888189A (zh) * | 2021-09-30 | 2023-04-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 具有选择性截留功能的网膜和制备方法及应用和含油污水的处理装置和方法 |
CN114889271A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-12 | 河南省超亚医药器械有限公司 | 一种热轧无纺布及其制备方法 |
CN114889271B (zh) * | 2022-05-06 | 2022-11-29 | 河南省超亚医药器械有限公司 | 一种热轧无纺布及其制备方法 |
CN115571976A (zh) * | 2022-08-31 | 2023-01-06 | 绿泽源(浙江)环保科技有限公司 | 一种河湖可持续水治理mabr(ehbr)膜制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103768958B (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103768958B (zh) | 一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 | |
CN102134342B (zh) | 一种交联型聚烯烃微孔膜及其制备方法 | |
CN101342465B (zh) | 一种中空纤维多孔膜及其制备方法 | |
CN104548950A (zh) | 无机纳米粒子增强型聚丙烯中空纤维微孔膜及其制备方法 | |
CN104689726B (zh) | 一种亲水改性聚丙烯中空纤维膜的制备方法 | |
TW200815096A (en) | Porous membrane made of polyvinylidene fluoride and method of making the same | |
CN103055711B (zh) | 两亲嵌段共聚物改性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法 | |
CN105120992A (zh) | 聚偏二氟乙烯中空纤维膜及其制备 | |
CN106731901B (zh) | 聚酯纤维编织管增强型复合中空纤维正渗透膜的制备方法 | |
CN102397760A (zh) | 一种聚醚砜中空纤维超滤膜及其制备方法 | |
CN105289319B (zh) | 一种聚合物中空纤维膜的制备方法 | |
CN103394293A (zh) | 一种亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法 | |
CN104684632A (zh) | 用于膜的聚合物共混物 | |
CN110917894B (zh) | 一种聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜的制备方法 | |
KR20140046638A (ko) | 비대칭성 중공사막의 제조방법 및 이에 의해 제조된 비대칭성 중공사막 | |
CN101890303B (zh) | 一种具有非对称结构的中空纤维膜及制法 | |
CN112316756A (zh) | 一种高强度、高截留tips中空纤维膜及其制备方法 | |
CN103599711B (zh) | 一种亲水性聚氯乙烯中空纤维微孔膜的制备方法 | |
JP2008062227A (ja) | 製膜原液、多孔膜及び多孔膜の製造方法 | |
JP2005194461A (ja) | フッ化ビニリデン系樹脂多孔膜およびその製造方法 | |
US20150144551A1 (en) | Polymer resin composition for preparing hollow fiber membrane, preparation method of hollow fiber membrane, and hollow fiber membrane | |
JP2010082509A (ja) | 多孔質膜 | |
CN101920173B (zh) | 以乙二醇碳酸酯和二甘醇为稀释剂的超滤膜及其制法 | |
CN105126657A (zh) | 一种亲水性聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法 | |
CN115414805B (zh) | 一种高通量聚芳醚酮基炭膜的制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |