CN103831023B - 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 - Google Patents
一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103831023B CN103831023B CN201410095592.XA CN201410095592A CN103831023B CN 103831023 B CN103831023 B CN 103831023B CN 201410095592 A CN201410095592 A CN 201410095592A CN 103831023 B CN103831023 B CN 103831023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cellulose acetate
- hollow fiber
- mass percent
- temperature
- filter membrane
- 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.)
- Active
Links
- 229940081735 acetylcellulose Drugs 0.000 title claims abstract description 97
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 title claims abstract description 97
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N [(2R,3S,4S,5R,6R)-5-acetyloxy-3,4,6-trihydroxyoxan-2-yl]methyl acetate Chemical compound CC(=O)OC[C@@H]1[C@H]([C@@H]([C@H]([C@@H](O1)O)OC(=O)C)O)O SMEGJBVQLJJKKX-HOTMZDKISA-N 0.000 title claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 20
- 208000012886 Vertigo Diseases 0.000 claims abstract description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 8
- 210000000433 stratum disjunctum Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 6
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 43
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N Dimethyl phthalate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OC NIQCNGHVCWTJSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical group COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 13
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 13
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 12
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 9
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 9
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid group Chemical group C(\C=C/C(=O)O)(=O)O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 9
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 claims description 8
- 235000012489 doughnuts Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 8
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N dimethyl phthalate Natural products CC(=O)OC1=CC=CC=C1OC(C)=O FBSAITBEAPNWJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960001826 dimethylphthalate Drugs 0.000 claims description 7
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N methyl benzoate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1 QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960001047 methyl salicylate Drugs 0.000 claims description 7
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GYCKQBWUSACYIF-UHFFFAOYSA-N Ethyl salicylate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=CC=C1O GYCKQBWUSACYIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical compound C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 6
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims description 6
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960000834 vinyl ether Drugs 0.000 claims description 6
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N dipropyl ether Chemical compound CCCOCCC POLCUAVZOMRGSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 claims description 4
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 2-Ethyl-1,3-hexanediol Chemical compound CCCC(O)C(CC)CO RWLALWYNXFYRGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N Triisopropanolamine Chemical compound CC(O)CN(CC(C)O)CC(C)O SLINHMUFWFWBMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 claims description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ROORDVPLFPIABK-UHFFFAOYSA-N diphenyl carbonate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC(=O)OC1=CC=CC=C1 ROORDVPLFPIABK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 3
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 3
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 claims description 3
- KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N propiophenone Chemical compound CCC(=O)C1=CC=CC=C1 KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 claims description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- MTZQAGJQAFMTAQ-UHFFFAOYSA-N ethyl benzoate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=CC=C1 MTZQAGJQAFMTAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000004494 ethyl ester group Chemical group 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 18
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002145 thermally induced phase separation Methods 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 24
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 12
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L magnesium sulphate Substances [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 12
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 12
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 12
- KJIOQYGWTQBHNH-UHFFFAOYSA-N undecanol Chemical compound CCCCCCCCCCCO KJIOQYGWTQBHNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 11
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 description 8
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 7
- JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N pentaethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCO JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229940057402 undecyl alcohol Drugs 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 4
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N diethyl phthalate Chemical compound CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC FLKPEMZONWLCSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940005667 ethyl salicylate Drugs 0.000 description 4
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 4
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 4
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 1,4-bis(trichloromethyl)benzene Chemical compound ClC(Cl)(Cl)C1=CC=C(C(Cl)(Cl)Cl)C=C1 OTEKOJQFKOIXMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-4-nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1Cl LLYXJBROWQDVMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006221 acetate fiber Polymers 0.000 description 2
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 240000000203 Salix gracilistyla Species 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical compound ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940106681 chloroacetic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- BTVWZWFKMIUSGS-UHFFFAOYSA-N dimethylethyleneglycol Natural products CC(C)(O)CO BTVWZWFKMIUSGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001891 gel spinning Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006126 semicrystalline polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法,属于高分子材料制备技术领域。本发明采用热致相分离法制备醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,其步骤如下:将质量百分比为20%~50%的醋酸纤维素和质量百分比为80%~50%的稀释剂通过双螺杆挤出机熔融挤出,经过喷丝头纺丝制成中空纤维状,浸入冷却液中固化成初生中空纤维膜,再将初生中空纤维膜放入萃取剂中萃取出稀释剂,通过热处理制得醋酸纤维素中空纤维纳滤膜。本发明的特点是所制得的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜具有整体断面结构呈贯通双连续、外表面附近为致密分离层的非对称结构,分离层厚度为0.3~6μm,对二价离子的截留率高且水通量大。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的方法,更具体地涉及利用热致相分离法制备结构可控的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的方法,属于高分子材料制备技术领域。
背景技术
纳滤膜是孔径介于反渗透膜和超滤膜之间的一种新型分离膜。由于其具有纳米级的膜孔径、膜上多带电荷,纳滤膜允许低分子盐通过而截留较高分子量的有机物和多价离子,具有独特的分离性能、更高的分离精度。与其它分离膜相比,纳滤膜具有膜通量大、过程渗透压低、选择性分离离子、操作压力低、系统的动力要求低等特点。目前,纳滤膜技术已被广泛应用于水软化和苦咸水淡化、饮用水净化、物料分离纯化和浓缩、废水处理和中水回用、清洁生产等领域,取得了很好的经济和社会效益。
目前商品化的纳滤膜大多数为螺旋卷式。原料液的流动速率较慢且为直流方式,导致抗污染能力差且难以清洗,对进水水质提出较高要求。相比于卷式膜,中空纤维膜比表面积更大、处理量更大,自支撑的膜结构使得反洗成为可能,有效提升膜的抗污染性能,延长膜的使用寿命。因此中空纤维纳滤膜受到人们越来越多的关注。从膜形态来进行分类,商品化的纳滤膜主要分为复合膜和非对称膜。复合膜通常是在支撑层表面通过界面聚合、原位聚合、涂覆等方式制备致密分离层,其性能受到了支撑层表面孔结构、支撑层和分离层之间的粘结性等因素的影响,制备工艺更加复杂、成本更高。与之相反,非对称膜的制备工艺更加简单、膜结构可控性好、成本低廉,因此是一类重要的纳滤膜材料。
醋酸纤维素(CA)是使用最为广泛的一类高分子材料,按其结构属于极性半结晶聚合物。CA具有来源丰富、价格低廉、亲水性好、耐氯性好等优点。当前,CA膜材料已经被应用于微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、气体分离等多领域,截留分子量可以从几十万道尔顿到几十道尔顿不等。因此CA是一类具有很大潜力的制膜高分子材料。
已报道的CA纳滤膜的制备方法主要有非溶剂致相分离(NIPS)法和冻胶法。NIPS法采用的溶剂主要为丙酮、四氢呋喃、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等,溶剂毒性大、环境污染严重,所得膜孔径分布宽、强度差且易出现大孔缺陷,难以满足实际应用要求。
中文专利(CN102389718A)采用冻胶纺丝法制备醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,该方法需要对制膜液进行造粒前处理,经过纺丝后制得反渗透膜,再经过氢氧化钠溶液和氯乙酸溶液处理后得到纳滤膜。该方法影响膜结构和性能的因素多、膜皮层厚、通量低。同时,该方法工艺流程复杂、操作温度高、不利于工业水处理成本的进一步降低。
热致相分离(TIPS)法是20世纪80年代兴起的一种制膜方法,主要是利用聚合物与稀释剂在高温和低温条件下相容性的差异,高温相容低温分相,通过温度场的调节诱导聚合物与稀释剂发生相分离,最终固化成膜。采用TIPS法制得的膜具有膜孔径分布均一、无大孔缺陷、力学强度高等优点。
中国专利(CN102824859A)公开了一种热致相分离界面交联同步法制备中空纤维纳滤膜的方法,该专利技术是以聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜等作为主体聚合物材料,在制膜液中加入交联剂,经过相分离得到的中空纤维初生膜在含有交联预聚物的萃取剂中发生交联反应,一步法得到中空纤维纳滤膜。该方法中交联剂与交联预聚物之间的交联反应不易控制,膜表层容易出现缺陷位,导致分离效果下降,且交联预聚物可以与渗入膜支撑层中的交联剂发生反应,膜支撑层容易被堵塞,导致通量下降。
发明内容
本发明的目的是提出一种工艺简单、成本低廉的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法,本发明的特点是所制得的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜具有明显非对称结构,整体断面结构呈贯通双连续、外表面附近为致密分离层,分离层厚度可控制在0.3~6μm,对二价离子的截留率高且水通量大。
本发明的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法按如下步骤进行:
1)将醋酸纤维素与稀释剂相混合,其中醋酸纤维素质量百分比为20%~50%,稀释剂质量百分比为80%~50%;所述的稀释剂为醋酸纤维素的高温溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与非溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与添加剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂、非溶剂和添加剂的混合物,其中,稀释剂中高温溶剂质量百分比为70%~100%,非溶剂质量百分比为0%~20%,添加剂质量百分比为0%~10%;
2)将步骤1)中的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出,经过喷丝头纺丝制成中空纤维状,浸入冷却液中固化得到初生中空纤维膜,其中,双螺杆挤出机喷丝头的温度控制在140~180℃,冷却液温度控制在0~90℃;
3)用萃取剂萃取出步骤2)中所得的中空纤维初生膜中的稀释剂,经热处理得到一种整体断面结构呈贯通双连续、外表面附近为致密分离层的非对称醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,其中分离层厚度控制在0.3~6μm。
上述方案中,所述的醋酸纤维素质量百分比优选为大于等于20%,小于30%。
上述方案中,所述的醋酸纤维素采用酯化度在2.3~3.0之间的醋酸纤维素。
本发明所述醋酸纤维素的高温溶剂为水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、碳酸二苯酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯、1,2-乙二醇碳酸酯、苯丙酮、二苯甲酮、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种;所述醋酸纤维素的非溶剂为乙二醇、丙三醇、十一醇、十二醇、十六醇和聚乙二醇中的至少一种;所述添加剂为马来酸、马来酸酐、乳酸、草酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸、三异丙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺、二异丙醇胺、多孔沸石、碳纳米管、二氧化硅、碳酸钙、氯化锂和二氧化钛中的至少一种。
本发明所述冷却液为液体石蜡、丙三醇、空气、水和所述醋酸纤维素的高温溶剂中的至少一种。
本发明所述萃取剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷、正辛烷中的至少一种。
本发明所述热处理的介质为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷、正辛烷中的至少一种,热处理温度为40~90℃,热处理时间1~60min;热处理过程与萃取过程同步进行或按顺序依次进行。
本发明与现有技术相比,具有以下突出效果和进步:
①所得膜具有明显非对称结构,整体断面呈贯通双连续结构,外表面附近为具有分离效果的分离层,膜对二价离子的截留率高且水通量大;②本发明使用热致相分离方法,通过双螺杆挤出机连续稳定地制备出了醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,该过程制备周期短、工艺简便、成本低廉;③本发明所采用的稀释剂毒性低且可通过一定得方式回收再利用、环境污染小、适用于实际工业水处理过程。
附图说明
图1为利用本发明的制备方法制得的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的全貌断面结构图。
图2为利用本发明的制备方法制得的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的中部断面结构放大图。
图3为利用本发明的制备方法制得的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的靠近外表面断面结构放大图。
具体实施方式
本发明提供的醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法按如下步骤进行:
1)将醋酸纤维素与稀释剂相混合,其中醋酸纤维素质量百分比为20%~50%,稀释剂质量百分比为80%~50%;所述的醋酸纤维素质量百分比优选为大于等于20%,小于30%;所述的醋酸纤维素采用酯化度在2.3~3.0之间的醋酸纤维素。
所述的稀释剂为醋酸纤维素的高温溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与非溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与添加剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂、非溶剂和添加剂的混合物,其中,稀释剂中高温溶剂质量百分比为70%~100%,非溶剂质量百分比为0%~20%,添加剂质量百分比为0%~10%;
2)将步骤1)中的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出,经过喷丝头纺丝制成中空纤维状,浸入冷却液中固化得到初生中空纤维膜,其中,双螺杆挤出机喷丝头的温度控制在140~180℃,冷却液温度控制在0~90℃;
3)用萃取剂萃取出步骤2)中所得的中空纤维初生膜中的稀释剂,经热处理得到一种整体断面结构呈贯通双连续、外表面附近为致密分离层的非对称醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,其中分离层厚度控制在0.3~6μm。热处理温度一般为40~90℃,热处理时间1~60min;热处理过程与萃取过程同步进行或按顺序依次进行。
本发明所述醋酸纤维素的高温溶剂为水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、碳酸二苯酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯、1,2-乙二醇碳酸酯、苯丙酮、二苯甲酮、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种;所述醋酸纤维素的非溶剂为乙二醇、丙三醇、十一醇、十二醇、十六醇和聚乙二醇中的至少一种;所述添加剂为马来酸、马来酸酐、乳酸、草酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸、三异丙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺、二异丙醇胺、多孔沸石、碳纳米管、二氧化硅、碳酸钙、氯化锂和二氧化钛中的至少一种。
本发明所述冷却液为液体石蜡、丙三醇、空气、水和所述醋酸纤维素的高温溶剂中的至少一种。本发明所述萃取剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷、正辛烷中的至少一种。本发明所述热处理的介质为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷、正辛烷中的至少一种。
下面结合实施例和比较例对本发明做进一步的说明。
实施例1
将醋酸纤维素(取代度2.46)与水杨酸甲酯和马来酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为20%,水杨酸甲酯质量百分比为78%,马来酸质量百分比为2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为140℃,冷却液为水,温度为30℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜。
制备得到的中空纤维膜丝在0.4Mpa压力下预压1小时,之后在0.3Mpa压力下分别进行纯水通量实验、500ppmMgSO4溶液和500ppmNaCl溶液的过滤实验,纯水通量为108.3(LMH,0.1Mpa),对MgSO4和NaCl溶液无截留率。
实施例2
将经过球磨处理过的多壁碳纳米管与醋酸纤维素(取代度2.46)、苯甲酸甲酯、马来酸组成制膜液,其组成为醋酸纤维素质量百分比为20%,苯甲酸甲酯质量百分比为77.5%,马来酸质量百分比为2%,多壁碳纳米管质量百分比为0.5%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为水,温度为30℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取出稀释剂后,在60℃乙醇溶液热处理10分钟得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为0.9μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为11.2(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为88.9%,对NaCl溶液截留率为28.1%。
实施例3
将醋酸纤维素(取代度2.46)与水杨酸甲酯、十二醇和乳酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为25%,水杨酸甲酯质量百分比为65.8%,十二醇质量百分比为8%,乳酸质量百分比为1.2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为180℃,冷却液为氮气,温度为30℃。将所得膜丝在甲醇溶剂中萃取出稀释剂后,在90℃热水中热处理20分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为2.2μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为5.3(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为92.1%,对NaCl溶液截留率为33.5%。
实施例4
将醋酸纤维素(取代度2.46)与苯甲酸甲酯和十二醇,其组成为醋酸纤维素质量百分比为25%,苯甲酸甲酯质量百分比为65%,十二醇质量百分比为8%,二异丙醇胺质量百分比为2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为液体石蜡,温度为60℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取出稀释剂后,在60℃热水中热处理10分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为1.0μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为9.8(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为89.2%,对NaCl溶液截留率为28.5%。
实施例5
将醋酸纤维素(取代度2.46)与邻苯二甲酸二甲酯、乙二醇和乳酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为25%,邻苯二甲酸二甲酯质量百分比为63.8%,乙二醇质量百分比为10%,乳酸质量百分比为1.2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为140℃,冷却液为水,温度为0℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取出稀释剂后,在90℃热水中热处理20分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为1.8μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为6.3(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为91.2%,对NaCl溶液截留率为32.1%。
实施例6
将醋酸纤维素(取代度2.46)与二苯甲酮、聚乙二醇400和马来酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为29%,二苯甲酮质量百分比为63%,聚乙二醇400质量百分比为6%,马来酸质量百分比为2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为180℃,冷却液为丙三醇,温度为90℃。将所得膜丝在正己烷溶剂中萃取后在40℃空气中热处理40分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为0.5μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为14.5(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为86.1%,对NaCl溶液截留率为27.7%。
实施例7
将经过球磨处理过的多壁碳纳米管与醋酸纤维素(取代度2.46)、1,2-乙二醇碳酸酯、聚乙二醇400、乳酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为30%,1,2-乙二醇碳酸酯质量百分比为59.5%,聚乙二醇400质量百分比为8%,乳酸质量百分比为2%,多壁碳纳米管质量百分比为0.5%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为丙三醇,温度为90℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取出稀释剂后,在90℃空气中热处理20分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为3.4μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为3.3(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为97.5%,对NaCl溶液截留率为36.2%。
实施例8
将SAPO34分子筛与醋酸纤维素(取代度2.46)、二苯甲酮、聚乙二醇400和草酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为29%,二苯甲酮质量百分比为58.5%,聚乙二醇400质量百分比为10%,草酸质量百分比为2%,SAPO34分子筛质量百分比为0.5%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为丙三醇,温度为90℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取出稀释剂后,在40℃乙醇中热处理40分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为0.3μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为16.7(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为85.4%,对NaCl溶液截留率为26.4%。
实施例9
将醋酸纤维素(取代度2.46)与邻苯二甲酸二甲酯、十一醇和水杨酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为45%,邻苯二甲酸二甲酯质量百分比为45%,十一醇质量百分比为8%,水杨酸质量百分比为2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为水,温度为30℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取后,在60℃乙醇中热处理10分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为1.5μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为7.1(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为90.1%,对NaCl溶液截留率为30.2%。
实施例10
将醋酸纤维素(取代度2.46)与水杨酸乙酯、十一醇和水杨酸,其组成为醋酸纤维素质量百分比为50%,水杨酸乙酯质量百分比为40%,十一醇质量百分比为8%,水杨酸质量百分比为2%,加入到双螺杆挤出机中熔融混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为160℃,冷却液为水,温度为30℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取后在90℃热水中热处理20分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为6.1μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为1.7(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为99.1%,对NaCl溶液截留率为38.5%。
比较例1
将醋酸纤维素(取代度2.46)与丙酮和甲酰胺,其组成为醋酸纤维素质量百分比为25%,丙酮质量百分比为45%,甲酰胺质量百分比为30%,加入到双螺杆挤出机中混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为50℃,冷却液为水,温度为20℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取后,在60℃水中热处理10分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为3.6μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为5.0(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为84.7%,对NaCl溶液截留率为32.4%。
比较例2
将醋酸纤维素(取代度2.46)与N,N-二甲基乙酰胺和聚乙二醇400,其组成为醋酸纤维素质量百分比为25%,N,N-二甲基乙酰胺质量百分比为65%,聚乙二醇400质量百分比为10%,加入到双螺杆挤出机中混合均匀形成制膜液。制膜液与内凝胶介质同时通过中空纤维喷丝头注入外凝胶介质中固化得到初生膜丝,喷丝头出口温度为50℃,冷却液为水,温度为20℃。将所得膜丝在乙醇溶剂中萃取后,在60℃水中热处理10分钟,得到醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,所得膜致密层厚度为2.0μm。
性能测试方法如实施例1所示,纯水通量为10.3(LMH,0.1Mpa),对MgSO4溶液截留率为66.2%,对NaCl溶液截留率为22.5%。
Claims (3)
1.一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于该方法按如下步骤进行:
1)将醋酸纤维素与稀释剂相混合,其中醋酸纤维素质量百分比为20%~50%,稀释剂质量百分比为80%~50%;所述的稀释剂为醋酸纤维素的高温溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与非溶剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂与添加剂,或者为醋酸纤维素的高温溶剂、非溶剂和添加剂的混合物,其中:稀释剂中高温溶剂质量百分比为70%~100%,非溶剂质量百分比为0%~20%,添加剂质量百分比为0%~10%;所述醋酸纤维素的高温溶剂为水杨酸甲酯、水杨酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、碳酸二苯酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯、γ-丁内酯、1,2-乙二醇碳酸酯、苯丙酮、二苯甲酮、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、苯甲醇、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和邻苯二甲酸二丁酯中的至少一种;所述的醋酸纤维素的非溶剂为乙二醇、丙三醇、十一醇、十二醇、十六醇中的至少一种;所述的添加剂为马来酸、马来酸酐、乳酸、草酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸、三异丙醇胺、三乙醇胺、单乙醇胺、二异丙醇胺、多孔沸石、碳纳米管、碳酸钙、氯化锂和二氧化钛中的至少一种;
2)将步骤1)中的醋酸纤维素与稀释剂的混合物通过双螺杆挤出机熔融挤出,经过喷丝头纺丝制成中空纤维状,浸入冷却液中固化得到初生中空纤维膜,其中,双螺杆挤出机喷丝头的温度控制在140~180℃,冷却液温度控制在0~90℃;所述冷却液为液体石蜡、丙三醇、空气、水和所述醋酸纤维素的高温溶剂中的至少一种;
3)用萃取剂萃取出步骤2)中所得的中空纤维初生膜中的稀释剂,经热处理得到一种整体断面结构呈贯通双连续、外表面附近为致密分离层的非对称醋酸纤维素中空纤维纳滤膜,其中分离层厚度控制在0.3~6μm;所述萃取剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷和正辛烷中的至少一种;
热处理的介质采用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、甲醚、乙醚、二乙烯醚、二丁醚、二正丙醚、石油醚、水、正己烷和正辛烷中的至少一种;热处理温度为40~90℃,热处理时间1~60min;热处理过程与萃取过程同步进行或按顺序依次进行。
2.根据权利要求1所述一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于:步骤1)中所述的醋酸纤维素质量百分比为大于等于20%,小于30%。
3.根据权利要求1或2所述一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法,其特征在于:所述的醋酸纤维素采用酯化度在2.3~3.0之间的醋酸纤维素。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410095592.XA CN103831023B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410095592.XA CN103831023B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103831023A CN103831023A (zh) | 2014-06-04 |
CN103831023B true CN103831023B (zh) | 2016-08-17 |
Family
ID=50795107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410095592.XA Active CN103831023B (zh) | 2014-03-14 | 2014-03-14 | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103831023B (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105879697A (zh) * | 2014-12-16 | 2016-08-24 | 天津工业大学 | 一种环保型醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
CN105126643B (zh) * | 2015-08-21 | 2018-01-16 | 天津膜天膜科技股份有限公司 | 一种中空纤维反渗透膜及其制备方法 |
CN105063783A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-18 | 济南大自然新材料有限公司 | 一种果醋纤维及其制备方法 |
CN105169974B (zh) * | 2015-09-29 | 2017-11-14 | 清华大学 | 一种中空纤维纳滤膜及其制备方法 |
KR102416988B1 (ko) * | 2015-09-30 | 2022-07-05 | 도레이 카부시키가이샤 | 분리막, 셀룰로오스계 수지 조성물 및 분리막의 제조 방법 |
CN105214517B (zh) * | 2015-11-11 | 2017-11-07 | 贵州省材料产业技术研究院 | 异质原位成纤增强醋酸纤维素中空纤维膜及其制备方法 |
CN105688683A (zh) * | 2016-02-23 | 2016-06-22 | 大连海洋大学 | 高机械强度的碳纳米管复合中空纤维膜及其制备方法 |
CN112563658B (zh) * | 2019-09-26 | 2023-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚乙烯微孔膜及其制备方法和应用 |
CN112563659B (zh) * | 2019-09-26 | 2023-05-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚丙烯微孔膜及其制备方法和应用 |
CN112657343A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-04-16 | 清华大学 | 一种聚酰胺中空纤维复合分离膜及其制备方法 |
CN112657342B (zh) * | 2020-12-02 | 2022-12-06 | 清华大学 | 一种聚酰胺中空纤维复合分离膜及制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102389718A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-03-28 | 浙江理工大学 | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
-
2014
- 2014-03-14 CN CN201410095592.XA patent/CN103831023B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102389718A (zh) * | 2011-09-29 | 2012-03-28 | 浙江理工大学 | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
聚乙二醇增塑醋酸纤维素中空纤维膜的制备与性能;王恒等;《高分子材料科学与工程》;20140131;第30卷(第1期);第122-126页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103831023A (zh) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103831023B (zh) | 一种醋酸纤维素中空纤维纳滤膜的制备方法 | |
Huang et al. | Progress on polymeric hollow fiber membrane preparation technique from the perspective of green and sustainable development | |
JP5418739B1 (ja) | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール及び水処理方法 | |
KR101657307B1 (ko) | 불소계 중공사막 및 그 제조 방법 | |
AU2003210488B2 (en) | Hollow fiber microfiltration membranes and a method of making these membranes | |
US8915378B2 (en) | Hollow fiber type reverse osmosis membrane and method for manufacturing the same | |
CN101342468B (zh) | 一种β晶相聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜的制备方法 | |
Esposito et al. | Pebax®/PAN hollow fiber membranes for CO2/CH4 separation | |
Ji et al. | Completely green and sustainable preparation of PVDF hollow fiber membranes via melt-spinning and stretching method | |
CN109499369B (zh) | 一种烟草提取液浓缩工艺 | |
CN105169974B (zh) | 一种中空纤维纳滤膜及其制备方法 | |
CN101439268B (zh) | 高强度高通量聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法 | |
CN110917911B (zh) | 一步成型的中空纤维纳滤膜丝及其制备方法 | |
EP2719730A1 (en) | Solution of nanoparticulate fibers, process for producing same, and filter constituted of nanoparticulate fibers | |
Gao et al. | Development of hydrophilic PES membranes using F127 and HKUST-1 based on the RTIPS method: Mitigate the permeability-selectivity trade-off | |
KR101269574B1 (ko) | 열유도 상 분리법을 이용하여 제조된 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막과 이의 제조방법 | |
JP2018103184A (ja) | 中空糸型半透膜の製造方法 | |
CN103638822A (zh) | 一种中空纤维纳滤膜及其制备方法 | |
JP6070260B2 (ja) | 中空糸型半透膜及びその製造方法及びモジュール | |
KR101806944B1 (ko) | 중공사막의 제조방법 | |
EP1791623B1 (de) | Verfahren zur herstellung von hohlfadenmembranen | |
CN110831690A (zh) | 造膜溶液和使用了该造膜溶液的分离膜的制造方法 | |
CN113244790A (zh) | 一种自加强型的中空纤维超滤膜及其制备方法、应用 | |
Bansod et al. | Influence Of Ethanol Concentration On The Performance Of Polyethersulfone Ultra Filtration Membranes. | |
CN105233712A (zh) | 一种水净化聚醚砜中空纤维膜的制备方法 |
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 |