CN105688688A - 一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法 - Google Patents

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李苏杨
李文遐
徐勤霞
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Suzhou Bec Biological Technology Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法，将滤膜材料的各组分溶于溶剂中，同时加入添加剂和致一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法孔剂，搅拌均匀，制成铸膜液，经真空脱泡，喷洒在模具上，烘干成型后即可获得。本发明采用竹炭纤维与棉纤维聚合能够保证制备获得的滤膜具有良好的截留率；此外，在滤膜中掺入碳化钢纤维不仅可以进一步增强滤膜的截留率，同时还能够增强滤膜的抗压性能，延长滤膜的使用寿命。

Description

一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法
技术领域
本发明属于直饮水处理领域，涉及家用直饮机中的滤膜，尤其涉及一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法。
背景技术
中空纤维超滤膜是超滤膜的一种，它是超滤技术中最为成熟与先进的一种技术。中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能够截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。
中空纤维超滤膜由于其特殊性质广泛应用于矿泉水的制备，反渗透设备的预处理，自来水净化处理，海水淡化的预处理，废水回用的净化处理，去除水中的胶体和细菌，滤除中药提取液中的大分子量杂质、蛋白质及多糖，最后制得中药制剂；对中药有效成分进行浓缩，滤除药液中水分和小分子量杂质；低度白酒去浊除菌；果酒、啤酒及其他酒类的精制；净化茶汁，制备浓缩茶；针剂，输液除热源，制备浓缩血清等。
目前，在日常生活中，中空纤维超滤膜在家用直饮机中的应用越来越广泛，国内大部分城市的家庭已开始使用。由于不同城市水质具有差别，尤其是在原水水质较差的内陆城市，需要额外加设常规处理或增加微筛网处理，该方式在能量消耗上使用过滤膜全量滤过方式，因而通过过滤膜的压力提高，原水泵尚需在增强压力上考虑。市场上中空纤维超滤膜的抗压力能力较低，因而导致其使用寿命较短。
发明内容
本发明解决的技术问题：为了获得抗压能力强、使用寿命长，且适用于家用直饮机中的滤膜，本发明提供了一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜及其制备方法。
技术方案：一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维20～45份、二氧化钛纤维18～35份、碳化钢纤维9～18份、棉纤维12～24份加入反应釜中，在340～560℃、2.2～4.3MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺32～48份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在340～560℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比1～3:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比1～3:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为65～75℃，即可制得中空纤维超滤膜。
优选的，第1步、按重量份计，将竹炭纤维36份、二氧化钛纤维27份、碳化钢纤维15份、棉纤维16份加入反应釜中，在445℃、3.6MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺40份，搅拌至完全溶解。
优选的，第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在445℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比2.5:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比2.7:2.2混合的混合物。
优选的，第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为68℃，即可制得中空纤维超滤膜。
上述任一方法制备获得的适用于直饮机中的中空纤维超滤膜。
有益效果：本发明采用竹炭纤维与棉纤维聚合能够保证制备获得的滤膜具有良好的截留率；此外，在滤膜中掺入碳化钢纤维不仅可以进一步增强滤膜的截留率，同时还能够增强滤膜的抗压性能，延长滤膜的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维20份、二氧化钛纤维18份、碳化钢纤维9份、棉纤维12份加入反应釜中，在340℃、2.2MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺32份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在340℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比1:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比1:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为65℃，即可制得中空纤维超滤膜。
实施例2
一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维25份、二氧化钛纤维24份、碳化钢纤维11份、棉纤维15份加入反应釜中，在380℃、2.6MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺37份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在380℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比1.4:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比1.3:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为68℃，即可制得中空纤维超滤膜。
实施例3
一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维36份、二氧化钛纤维27份、碳化钢纤维15份、棉纤维16份加入反应釜中，在445℃、3.6MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺40份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在445℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比2.5:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比2.7:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为68℃，即可制得中空纤维超滤膜。
实施例4
一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维40份、二氧化钛纤维32份、碳化钢纤维16份、棉纤维18份加入反应釜中，在500℃、3.9MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺43份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在500℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比2.7:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比2.5:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为70℃，即可制得中空纤维超滤膜。
实施例5
一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维45份、二氧化钛纤维35份、碳化钢纤维18份、棉纤维24份加入反应釜中，在560℃、4.3MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺48份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在560℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比3:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比3:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为75℃，即可制得中空纤维超滤膜。
对实施例1～5制备获得的适用于直饮机中的中空纤维超滤膜进行性能检测，结果如表1和表2所示：
表1实施例1～5制备获得的适用于直饮机中的中空纤维超滤膜性能评测结果
表2实施例1～5制备获得的中空纤维超滤膜在直饮机中应用结果

Claims (5)

1.一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第1步、按重量份计，将竹炭纤维20～45份、二氧化钛纤维18～35份、碳化钢纤维9～18份、棉纤维12～24份加入反应釜中，在340～560℃、2.2～4.3MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺32～48份，搅拌至完全溶解；
第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在340～560℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比1～3:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比1～3:2.2混合的混合物；
第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为65～75℃，即可制得中空纤维超滤膜。
2.根据权利要求1所述的一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，第1步、按重量份计，将竹炭纤维36份、二氧化钛纤维27份、碳化钢纤维15份、棉纤维16份加入反应釜中，在445℃、3.6MPa条件下滴加N,N-二甲基乙酰胺40份，搅拌至完全溶解。
3.根据权利要求1所述的一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，第2步、向第1步获得的混合液中先后加入添加剂和致孔剂，在445℃条件下搅拌均匀，制成铸膜液；其中添加剂为磷酸和十六醇按体积比2.5:1.2混合的混合液，致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮与硫酸铝按质量比2.7:2.2混合的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种适用于直饮机中的中空纤维超滤膜的制备方法，其特征在于，第3步、将经第2步处理后的铸膜液真空脱泡，通过喷枪将其喷洒在模具上，置于烘箱中烘干，烘干温度为68℃，即可制得中空纤维超滤膜。
5.权利要求1～4任一方法制备获得的适用于直饮机中的中空纤维超滤膜。
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