CN104043343B - 一种中空纤维膜堵头加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及并公开了一种中空纤维膜堵头加工工艺，包括中空纤维膜膜丝准备并插入开口容器；容器内灌注胶水层液体；在胶水层之上，灌注压力层液体，压力层密度小于胶水层密度，且二者不相溶；常温静置数小时，待胶水层凝固后，倒出压力层液体；切割膜丝，得到单根或单束相互分散的膜丝束等步骤。本发明的一种中空纤维膜堵头加工工艺，通过在胶水层上方设置不相溶的压力层，能较好地控制膜丝的封装高度，保证膜丝封堵高度基本一致，从而保证膜丝的有效过滤面积最大化，且压力层液体可重复使用，无能源消耗，具有成本低、封堵效果好、操作简单易控、效率高、适合批量生产的优点。

Description

一种中空纤维膜堵头加工工艺

技术领域

本发明涉及膜分离技术领域，尤其涉及一种中空纤维膜堵头加工工艺。

背景技术

在现中空纤维膜组件结构中，为了提高抗污染性能，比较好的一种方法是，将膜组件（含多根或多束膜丝）一端整体封装固定，而另一端单根（或单束）自由分散，且中空纤维膜内孔封堵。但目前实现另一端单根（或单束）自由分散的制作工艺，其工艺复杂，成本高，或封堵质量差，影响膜丝性能。

比如：专利“一种中空纤维膜组件的制造方法（201010556829.1）”，说明了一种通过抽真空方式，实现封堵膜内孔的方法。其工艺，引入真空设备，成本高，且封堵高度不易控制，膜丝有效过滤面积不能得到保证，影响膜丝性能。

又如：专利“超滤膜束及其加工方法（201310210353.X）”，说明了一种通过爬胶或预处理胶水两次封装的方式，实现封堵。爬胶方式，其封堵的有效高度不能得到保证，封堵头有可能被冲开，影响膜丝质量。预处理胶水需要两次封装，其工艺复杂，成本高。

发明内容

针对现有技术存在中空纤维膜堵头加工工艺复杂、制作成本高、封堵效果得不到保证的缺陷，本发明提供一种制作工艺简单、成本低、堵头封堵效果好的中空纤维膜堵头加工工艺。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

1、一种中空纤维膜堵头加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）将多根或多束未封堵的中空纤维膜膜丝一端切平齐后，垂直放置于开口容器中；

2）开口容器内灌注胶水层液体，使中空纤维膜膜丝下段的外侧及内孔充满胶水层液体；

3）在胶水层液体之上，膜丝外侧，灌注压力层液体，其密度小于胶水层液体密度，形成分层，压力层液体与胶水层液体不相溶；

4）静置一段时间，膜丝外侧胶水液面下降，膜丝孔内胶水液面上升，待胶水层液体凝固后，倒出压力层液体；

5）在凝固胶层上方，平行于胶面，同时切割多根或多束膜丝，得到单根或单束相互分散的膜丝束。

通过控制不相溶压力层液体的高度，可以控制膜丝的封装高度，且能保证膜丝封堵高度基本一致。从而保证膜丝的有效过滤面积最大化，且压力层液体可重复使用，无能源消耗，成本低。

作为优选，步骤1）中所述的中空纤维膜丝外径为0.03~5cm，内径0.01~4cm，膜丝材质为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚酰胺等。这种工艺适用于各种材质和尺寸的中空纤维膜丝。

作为优选，步骤1）中所述的中空纤维膜丝中空纤维膜丝不需要预先涂头，数量为1~100000根，易于操作，可实现批量生产，效率高。

作为优选，步骤2）中所述的胶水层液体为环氧树脂或者聚氨酯。环氧树脂流动性好，无需施加过高的压力，具有较好的耐油性和耐溶剂性；聚氨酯粘结性能好，具有较好的耐溶剂性。

作为优选，步骤3）中所述压力层液体其密度比环氧树脂和聚氨酯低，易于形成分层，胶水在下层，压力层液体在上层，且不易与胶水互溶。由于压力层液体上方与膜丝孔内胶水上方压强相等，形成由膜丝壁、胶水、压力层液体构成的U形管结构。加上胶水在膜丝孔内的毛细现象，使膜丝孔内的胶水沿内壁向上爬升，而膜丝外侧的压力层液体沿膜丝外壁下移。这样，膜丝内胶水液面高于膜丝外侧压力层液体与胶水的分界线。当胶水凝固后，从液体与胶层的交界处切开膜丝，即可得到批量内孔封堵的单根膜丝；

作为优选，所述压力层液体为无水乙醇和正辛烷。无水乙醇相对密度0.789，正辛烷相对密度0.7，都比相对密度大于1的环氧树脂和聚氨酯小，且无色透明，与胶水不发生反应。无水乙醇易挥发，与凝固速度快的聚氨酯配合使用，不会影响生产，完成后不需清洗，且便宜易得。

作为优选，步骤3）中压力层液体与胶水层液体的高度比为2:1。这样的高度比例既能保证胶水的封堵高度，又不会浪费胶水和压力层液体。

本发明的一种中空纤维膜堵头加工工艺，通过在胶水层上方设置不相溶的压力层，能较好地控制膜丝的封装高度，能保证膜丝封堵高度基本一致，从而保证膜丝的有效过滤面积最大化，且压力层液体可重复使用，无能源消耗，成本低，工艺简单易控，适合批量生产。

附图说明

图1为本发明所述一种中空纤维膜堵头加工工艺实施例1的示意图。

具体实施方式

下面结合图1与具体实施方式对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种中空纤维膜堵头加工工艺，如图１所示，将5束，每束220根长度为1.0m、外径为1.1mm、内径为0.55mm的中空纤维膜膜丝1形成超滤膜束，上端作常规封装端。将膜丝1下端切齐，自然散开，形成自由端，将超滤膜束的封装端吊起，自由端垂直插入开口容器2中，距开口容器2底部1cm；向开口容器2内灌注胶水层3液体环氧树脂高10cm，使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满环氧树脂；再缓慢倒入压力层4正辛烷，倒入高度0.1cm，保持恒定后正辛烷在环氧树脂上层，且不相互渗透，环氧树脂胶水受到上部正辛烷压力，其在膜丝外侧的胶水下移，膜丝内孔的胶水上升，等待环氧树脂胶水凝固；常温（25℃）静置9小时，待胶水层3液体环氧树脂凝固后，倒出压力层4液体正辛烷，收集起来循环利用。发现超滤膜束外壁爬胶大约0.1厘米左右，而内壁爬胶大约4-5厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧凝固胶层上方0.1厘米处用刀片切断超滤膜束，膜丝自然散开，而内壁孔被完全堵上。封装端按正常封装方法封装，切开膜孔作为出水口，进行耐压测试，在0-0.3Mpa压力情况下，5束膜丝1胶水堵上的内孔没有漏水情况。

实施例2

一种中空纤维膜堵头加工工艺示意图和实施例１相同，不同之处在于：胶水层3液体为聚氨酯，向开口容器2内灌注聚氨酯高0.5cm，使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满聚氨酯；再缓慢倒入压力层4液体无水乙醇，倒入高度10cm，保持恒定后无水乙醇在聚氨酯上层，且不相互渗透，聚氨酯胶水受到上部无水乙醇压力，其在膜丝外侧的胶水下移，膜丝内孔的胶水上升，将开口容器2密封，等待聚氨酯胶水凝固；常温（25℃）静置4小时，待胶水层3液体聚氨酯凝固后，倒出压力层4液体无水乙醇，收集起来循环利用；此时发现超滤膜束外壁爬胶无爬胶，而内壁爬胶大约2-3厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧胶水液面线上方0.1厘米处用刀片切断超滤膜束，膜丝自然散开，而内壁孔被完全堵上。封装端按正常封装方法封装，切开膜孔作为出水口，进行耐压测试，在0-0.3Mpa压力情况下，5束膜丝1胶水堵上的内孔没有漏水情况。

实施例3

一种中空纤维膜堵头加工工艺，示意图和实施例１相似，将1束3000根长度为1.0m、外径为1.3mm、内径为0.70mm的中空纤维膜膜丝1形成超滤膜束，上端作常规封装端。装入直径10cm的塑料外壳，用胶水静置封装切出膜孔。

将下端整理整齐，用绳子扎紧固定，距离底部1厘米处切齐，形成自由端，膜丝1散开。将组件封装端固定吊起，自由端垂直插入开口容器2中，距开口容器2底部0.05cm，在直径15cm的开口容器2内倒入胶水层3环氧树脂液体3cm深，使中空纤维膜膜丝1下端的外侧及内孔充满环氧树脂；再缓慢从开口容器2边缘倒入压力层4液体正辛烷，倒入高度6cm，保持恒定后正辛烷在环氧树脂上层，且不相互渗透，环氧树脂胶水受到上部正辛烷压力，其在膜丝外侧的胶水下移，膜丝内孔的胶水上升，等待环氧树脂胶水凝固；常温（25℃）静置9小时，待胶水层3液体环氧树脂凝固后，倒出压力层4液体正辛烷，收集起来循环利用；此时发现超滤膜束外壁爬胶大约0.5厘米左右，而内壁爬胶大约3厘米且较整齐。沿中空纤维膜膜丝1外侧胶水液面线上方0.5厘米处用刀片切断超滤膜束，膜丝自然散开，而内壁孔被完全堵上。

将上述封装好的滤芯装入直径12cm的不锈钢管，然后进行正常的检漏，测通量，压力为0-0.15Mpa，测试结果正常。

综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种中空纤维膜堵头加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1）将多根或多束未封堵的中空纤维膜膜丝一端切平齐后，垂直放置于开口容器中；

2）开口容器内灌注胶水层液体，使中空纤维膜膜丝下段的外侧及内孔充满胶水层液体；

3）在胶水层液体之上，膜丝外侧，灌注压力层液体，其密度小于胶水层液体密度，形成分层，压力层液体与胶水层液体不相溶；

4）静置一段时间，倒出压力层液体；

5）在凝固胶层上方，平行于胶面，同时切割多根或多束膜丝，得到单根或单束相互分散的膜丝束。

2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺，其特征在于：步骤1）所述的中空纤维膜膜丝外径0.03~5cm，内径0.01~4cm，膜丝材质为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚酰胺。

3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺，其特征在于：步骤2）中所述的胶水层液体为环氧树脂或者聚氨酯，胶水层液体高0.5~10cm。

4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜堵头加工工艺，其特征在于：步骤3）中所述压力层液体的相对密度在0.1~2.0之间，与胶水不发生反应，高0.1~10cm。