CN105854644A - 一种亲水疏油浸没式超滤膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种亲水疏油浸没式超滤膜及其制备方法，亲水疏油浸没式超滤膜由纤维编织管和浸没式中空纤维膜组成，所述浸没式中空纤维膜设置在所述纤维编织管内；通过制备纤维编织管、配备聚偏氟乙烯液、成膜、冷却成型等四步骤制备而成；本发明得到的固液油分离浸没式微滤膜化学稳定性好、高耐化学腐蚀性能、能承受pH范围在1‑14、耐高温最高可达110℃、高抗压强度、高抗冲击强度；独一无二的“超亲水超疏油”结构膜，可采用反洗；孔径大小均一，能有效地减少了固液油三相分离过程中的堵塞现象；孔径有0.05um,0.lum,0.5um，满足不同的需求；可处理固体含量高达10%的废水，还可应用于化工、医药、石化等分离领域。

Description

一种亲水疏油浸没式超滤膜及其制备方法
技术领域
本发明属于微滤膜技术领域，涉及一种浸没式超滤膜及其制备方法，具体涉及一种超亲水超疏油浸没式超滤膜及其制备方法。
背景技术
膜分离技术具有节能、环保及操作简单等优点，因此，被大量应用于化工、医药、环保及水处理等领域，而浸没式微滤膜由于单位体积过滤面积大，占用空间小，制造成本用低，而被广泛采用。一般来说，浸没式微滤膜主要的制备方法为溶液纺丝法、熔融纺丝法、半熔融纺丝法。
聚醚砜(PES)是1972年工C工公司开发的一种新型耐高温工程材料，是目前应用较多的热塑性高分子材料。具有很好的化学稳定性、振动稳定性和机械强度，已成为一种广泛应用的优异的膜材料。尽管聚醚矾膜因其显著的优势而被各个行业所青睐，聚醚矾超滤膜它还存在疏水性较强，渗透性能差等缺点，导致该种膜在应用过程中容易受污染、降低膜应用性能、缩短膜的使用寿命；同时，膜系统是一个潮湿、昏暗、温和的环境，微生物细菌等可以进行很好的生长，且微生物的生长繁殖能力非常强，极易粘附在膜表面并在其表面生成生物膜，致使膜的性能难以恢复、进一步缩短膜的使用寿命。因此，必须同时加强改善聚醚矾膜的亲水性及抗菌性，才可以使膜受生物污染趋势减小。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种化学稳定性好、机械强度强、耐酸碱性强、孔径均一、可处理固体含量高和油污含量高的液体分离浸没式微滤膜及其制备方法。
本发明提供的一种亲水疏油浸没式超滤膜，其特征在于：由纤维编织管和浸没式中空纤维膜组成，所述浸没式中空纤维膜填充在所述纤维编织管内。
作为优选，所述纤维编织管由聚丙烯晴材料制作而成，所述浸没式中空纤维膜是由注入在所述纤维编织管内的聚偏氟乙烯液冷却而成。
本发明提供的一种亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备纤维编织管；
采用三维编织技术，将聚丙烯晴材料在三维编织机上制作成中空管状织物；
步骤2：制备聚偏氟乙烯液，具体包括以下子步骤：
步骤2.1：筛分；
将50-80份聚偏氟乙烯和0.1-15份聚四氟乙烯粉经过筛粉设备筛分出粒径在5-10微米的物料；
步骤2.2：配备聚偏氟乙烯液；
将筛分后的聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯粉溶于溶剂中，再加入1-15份添加剂和0.1-15份交联剂，搅拌5-10小时，使得两者融合呈液状且不发生离析分成，得到聚偏氟乙烯液；
其中，所述溶剂由30-50份聚乙烯醇、5-15份聚酯、5-15份聚砜、2-10份环氧树脂、10-20份超亲水超疏油材料组成；所述交联剂为有机二元酸或多元醇；所述添加剂为无机盐；
步骤3：成膜；
采用旋转式压力注浆成形法，将聚偏氟乙烯液注入至纤维编制管，在0.01-1Mpa压力、温度在150-200度，使两者充分接触；
步骤4：冷却成型；
以5-15℃/h速率降至室温，在聚偏氟乙烯纤维编织管上形成聚偏氟乙烯膜，最终得到浸没式中空纤维膜。
作为优选，步骤1中，在制备纤维编织管时，温度控制在15-25℃，空气相对湿度保持在40%-50%。
作为优选，步骤2中所述无机盐为硫酸钠。
作为优选，所述聚偏氟乙烯的分子量为1×107-1×108、所述聚乙烯醇的分子量为1×107-1×108、所述聚四氟乙烯的分子量为1×107-1×108。
作为优选，制备在无尘、无菌、防静电的空间中进行，其无尘等级大于1000级。
本发明的有益效果为：本发明得到的固液油分离浸没式微滤膜化学稳定性好、高耐化学腐蚀性能、能承受PH范围在1-14、耐高温最高可达110℃、高抗压强度、高抗冲击强度；独一无二的“超亲水超疏油”结构膜，可采用反洗；孔径大小均一，能有效地减少了固液油三相分离过程中的堵塞现象;孔径有0.05um,0.lum,0.5um，满足不同的需求;可处理固体含量高达10%的废水，还可应用于化工、医药、石化等分离领域。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的一种亲水疏油浸没式超滤膜，由纤维编织管和浸没式中空纤维膜组成，浸没式中空纤维膜设置在纤维编织管内；纤维编织管由聚丙烯晴材料制作而成，浸没式中空纤维膜是由注入在所述纤维编织管内的聚偏氟乙烯液冷却而成。
本发明提供的一种亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，在无尘、无菌、防静电的空间中进行，其无尘等级大于1000级；包括以下步骤：
步骤1：制备纤维编织管；
采用三维编织技术，将聚丙烯晴材料在三维编织机上制作成中空管状织物；制作时温度控制在15-25℃，空气相对湿度保持在40%-50%
步骤2：制备聚偏氟乙烯液，具体包括以下子步骤：
步骤2.1：筛分；
将50-80份聚偏氟乙烯和0.1-15份聚四氟乙烯粉经过筛粉设备筛分出粒径在5-10微米的物料；
步骤2.2：配备聚偏氟乙烯液；
将筛分后的聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯粉溶于溶剂中，再加入1-15份添加剂和0.1-15份交联剂，搅拌5-10小时，使得两者融合呈液状且不发生离析分成，得到聚偏氟乙烯液；
其中，所述溶剂由30-50份聚乙烯醇、5-15份聚酯、5-15份聚砜、2-10份环氧树脂、10-20份超亲水超疏油材料（是本领域的新型材料，本实施例对不溶或微溶于水的有机物有极高的不透过性，对易溶于水的小分子有机物有较高的不透性）组成；所述交联剂为有机二元酸或多元醇；所述添加剂为无机盐（本实施例采用的是硫酸钠）；聚偏氟乙烯的分子量为1×107-1×108、聚乙烯醇的分子量为1×107-1×108、聚四氟乙烯的分子量为1×107-1×108。
步骤3：成膜；
采用旋转式压力注浆成形法，将聚偏氟乙烯液注入至纤维编制管，在0.01-1Mpa压力、温度在150-200度，使两者充分接触；
步骤4：冷却成型；
以5-15℃/h速率降至室温，在聚偏氟乙烯纤维编织管上形成聚偏氟乙烯膜，最终得到浸没式中空纤维膜。
经检测，本实施例得到的固液分离浸没式超滤膜具有以下性能指标：
（1）耐化学性：pH 1-14；
（2）可反洗：“超亲水超疏油”型结构膜允许反洗，反洗压力0.3Mpa；
（3）耐温可达110℃；
（4）浸没式超滤膜的孔径均一：0.5um；
（5）抗压强度：1.8Mpa；
（6）抗冲击强度：0.8Mpa；
（7）可处理固体含量为10%的废水；
（8）可应用于化工、医药、石化等分离领域。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种亲水疏油浸没式超滤膜，其特征在于：由纤维编织管和浸没式中空纤维膜组成，所述浸没式中空纤维膜填充在所述纤维编织管内。
2.根据权利要求1所述的亲水疏油浸没式超滤膜，其特征在于：所述纤维编织管由聚丙烯晴材料制作而成，所述浸没式中空纤维膜是由注入在所述纤维编织管内的聚偏氟乙烯液冷却而成。
3.一种亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备纤维编织管；
采用三维编织技术，将聚丙烯晴材料在三维编织机上制作成中空管状织物；
步骤2：制备聚偏氟乙烯液，具体包括以下子步骤：
步骤2.1：筛分；
将50-80份聚偏氟乙烯和0.1-15份聚四氟乙烯粉经过筛粉设备筛分出粒径在5-10微米的物料；
步骤2.2：配备聚偏氟乙烯液；
将筛分后的聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯粉溶于溶剂中，再加入1-15份添加剂和0.1-15份交联剂，搅拌5-10小时，使得两者融合呈液状且不发生离析分成，得到聚偏氟乙烯液；
其中，所述溶剂由30-50份聚乙烯醇、5-15份聚酯、5-15份聚砜、2-10份环氧树脂、10-20份超亲水超疏油材料组成；所述交联剂为有机二元酸或多元醇；所述添加剂为无机盐；
步骤3：成膜；
采用旋转式压力注浆成形法，将聚偏氟乙烯液注入至纤维编制管，在0.01-1Mpa压力、温度在150-200度，使两者充分接触；
步骤4：冷却成型；
以5-15℃/h速率降至室温，在聚偏氟乙烯纤维编织管上形成聚偏氟乙烯膜，最终得到浸没式中空纤维膜。
4.根据权利要求3所述的亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤1中，在制备纤维编织管时，温度控制在15-25℃，空气相对湿度保持在40%-50%。
5.根据权利要求3所述的亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤2中所述无机盐为硫酸钠。
6.根据权利要求3所述的亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于：所述聚偏氟乙烯的分子量为1×107-1×108、所述聚乙烯醇的分子量为1×107-1×108、所述聚四氟乙烯的分子量为1×107-1×108。
7.根据权利要求3-6任意一项所述的亲水疏油浸没式超滤膜的制备方法，其特征在于：制备在无尘、无菌、防静电的空间中进行，其无尘等级大于1000级。
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