CN104437130A - 一种可降解型中空纤维膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可降解型中空纤维膜及其制备方法。所述可降解型中空纤维膜，其铸膜液由下述重量百分含量的下述组分组成：聚乳酸18-24％，PEG-PLA-PEG4％，PEG200002％，二甲基亚砜70-76％；其制备方法，包括以下步骤：(1)将铸膜液各组分按一定比例配置后，在130-150℃加热形成均相溶液，搅拌、脱泡；(2)铸膜液和内部液在90-100℃下从喷丝头挤出，导入3-5℃低温冰水浴，相分离并固化成中空纤维；(3)将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。本发明以聚乳酸作为基体原材料，通过将NIPS法和TIPS法联用，得到透析性能良好的中空纤维膜；所述可降解型中空纤维膜的外表面光滑致密，其膜丝断面为指状结构，净水效果好。
Description
技术领域
本发明涉及中空纤维膜及其制备方法，特别涉及一种可降解型中空纤维膜及其制备方法。
背景技术
纤维作为一种与人们生活密切相关的高分子材料，其应用和发展是非常迅速的。目前市场上大多采用中空纤维膜作为净水装置中滤芯的重要组成部分，其过滤精度在0.005-0.01μm范围，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。
随着人们对环境污染会威胁人类生存的认识越来越深刻，高分子纤维材料废弃物的处理问题越来越受到人们的关注，由工业和生活所产生的合成纤维废弃物已成为当今环境污染的一个重要源头。针对以上问题，目前有效的解决措施主要有：第一，回收再利用，但是回收法对纯化技术要求高，回收之后的制品因性能较差，一般用作中低档产品，且回收过程可能会造成二次污染；第二，研发可降解型纤维，从源头做起，大力开发原料可再生的可降解型中空纤维，从而解决资源短缺与环境污染的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要针对中空纤维膜难降解的问题，提供一种可降解型中空纤维膜及其加工方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可降解型中空纤维膜，其铸膜液由下述重量百分含量的下述组分组成：
优选地，所述铸膜液由下述重量百分含量的下述组分组成：
本发明还提供上述可降解型中空纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铸膜液各组分按一定比例配置后，在130-150℃加热形成均相溶液，搅拌2小时形成铸膜液；后于90-100℃下脱泡1小时；
(2)铸膜液和内部液在90-100℃下分别被送入喷丝头内管的外侧和内侧，从喷丝头挤出，导入3-5℃低温冰水浴，诱导其相分离，并固化成中空纤维；
(3)将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。
优选地，所述内部液是二甲基亚砜和水的混合液。所述内部液作为加工剂和抽丝剂。
优选地，喷丝头的外管和内管直径分别是1.58mm和0.83mm，内管的厚度为0.12mm。
优选地，所述可降解型中空纤维的膜丝为指状孔结构。
本发明以聚乳酸作为基体原材料，制备的中空纤维膜可降解；通过将非溶剂致相分离法(NIPS法)和高温致相分离法(TIPS法)联用，实现高温下溶解形成均一溶胶，通过高温喷丝头，进入低温冰水浴，使得铸膜液中溶剂在低温下被非溶剂置换，形成空穴，得到透析性能良好的中空纤维膜；所述可降解型中空纤维膜的外表面光滑致密，其膜丝断面为指状结构，净水效果好。
附图说明
图1是本发明实施例1-3制备得到的可降解型中空纤维膜的断面图和外表面结构图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施方式做进一步说明。除有特殊说明外，实施例中使用的方法试剂等均为本领域的常规方法和试剂，在此不再赘述。
聚乳酸的英文为polylactic acid，简写为PLA，也称为聚丙交酯，属于聚酯家族，是由一个乳酸分子的-OH与别的分子的-COOH脱水缩合形成了聚合物。聚乳酸是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物，原料来源充分而且可以再生。聚乳酸的生产过程无污染，而且产品可以生物降解，实现在自然界中的循环，是理想的绿色高分子材料。
PEG是聚乙二醇英文名polyethylene glycol的简称，也称为聚(环氧乙烷)(PEO)或聚氧乙烯(POE)。聚乙二醇溶于水、甲醇、苯、二氯甲烷，不溶于乙醚和正己烷。它与疏水性分子结合后的产物可用作非离子表面活性剂。产品无毒、无刺激性，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工生物工程及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
二甲基亚砜的英文是Dimethyl sulfoxide，其简写为DMSO。DMSO是一种透明、无色、无臭、呈微苦味的液体，毒性极低。它是一种水溶性的化合物，能溶解绝大多数有机化合物，甚至对无机盐也能溶解；液态的二甲基亚砜能高度缔合，属极性溶剂具有很强的吸水性和对肌体的渗透性；纯品对金属无腐蚀，含水对铁、锌、铜有轻微腐蚀；性质稳定，长时间在沸点温度下加热微量分解在碱性状态下可抑制腐蚀或分解；可用作农药、染料、医药中间体等有机合成溶剂。
实施例1
将重量百分含量24％聚乳酸、4％PEG-PLA-PEG、2％PEG20000和70％DMSO在140℃加热形成均相溶液，搅拌2小时，形成铸膜液；减慢搅拌速度，并于95℃下脱泡1小时；在一定压力下，铸膜液通过喷丝头，喷丝头由外管和内管组成，铸膜液和内部液在95℃下分别被送入喷丝头内管的外侧和内侧，从喷丝头挤出，导入4℃低温冰水浴，诱导其相分离，并固化成中空纤维；将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。
实施例2
将重量百分含量21％聚乳酸、4％PEG-PLA-PEG、2％PEG20000和73％DMSO在130℃加热形成均相溶液，搅拌2小时形成铸膜液；减慢搅拌速度，并于100℃下脱泡1小时；在一定压力下，铸膜液通过喷丝头，喷丝头由外管和内管组成，中空纤维膜铸液和内部液在100℃下分别被送入喷丝头的外侧和内侧，从喷丝头挤出，导入5℃低温冰水浴，诱导其相分离，并固化成中空纤维。将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。
实施例3
将重量百分含量18％聚乳酸、4％PEG-PLA-PEG、2％PEG20000和76％DMSO在150℃加热形成均相溶液，搅拌2小时形成铸膜液；减慢搅拌速度，并于90℃下脱泡1小时；在一定压力下，铸膜液通过喷丝头，喷丝头由外管和内管组成，铸膜液和内部液在90℃下分别被送入喷丝头的外侧和内侧，从喷丝头挤出，导入3℃低温冰水浴，诱导其相分离，并固化成中空纤维；将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种可降解型中空纤维膜，其特征在于，其铸膜液由下述重量百分含量的下述组分组成：
2.根据权利要求1所述的可降解型中空纤维膜，其特征在于，所述铸膜液由下述重量百分含量的下述组分组成：
3.权利要求1所述的可降解型中空纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将铸膜液各组分按一定比例配置后，在130-150℃加热形成均相溶液，搅拌2小时形成铸膜液；后于90-100℃下脱泡1小时；
(2)铸膜液和内部液在90-100℃下分别被送入喷丝头内管的外侧和内侧，从喷丝头挤出，导入3-5℃低温冰水浴，诱导其相分离，并固化成中空纤维；
(3)将制备的中空纤维浸泡在循环水中，去除其中的溶剂和内部液。
4.根据权利要求1所述的可降解型中空纤维膜的制备方法，其特征在于，所述内部液是二甲基亚砜和水的混合液。
5.根据权利要求1所述的可降解型中空纤维膜的制备方法，其特征在于，喷丝头的外管和内管直径分别是1.58mm和0.83mm，内管的厚度为0.12mm。
6.根据权利要求1所述的可降解型中空纤维膜的制备方法，其特征在于，所述可降解型中空纤维的膜丝为指状孔结构。
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| 沈鹏: "PLA-PEG-PLA嵌段共聚物合成及其共混改性聚乳酸中空纤维膜抗污染性能研究", 《膜科学与技术》, vol. 33, no. 6, 31 December 2013 (2013-12-31), pages 58 - 63 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105214520A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-06 | 宁波聿丰新材料科技有限公司 | 一种药液过滤膜及其制备方法 |
| CN113457463A (zh) * | 2021-07-29 | 2021-10-01 | 湖南欧威爱特新材料科技有限公司 | 一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法 |
| CN113457463B (zh) * | 2021-07-29 | 2023-02-14 | 湖南欧威爱特新材料科技有限公司 | 一种可生物降解的无机有机复合膜及其制备方法 |
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| CN104437130B (zh) | 2016-08-31 |
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