CN105921023A - 一种过滤膜 - Google Patents

一种过滤膜 Download PDF

Info

Publication number
CN105921023A
CN105921023A CN201610464839.XA CN201610464839A CN105921023A CN 105921023 A CN105921023 A CN 105921023A CN 201610464839 A CN201610464839 A CN 201610464839A CN 105921023 A CN105921023 A CN 105921023A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filter membrane
film base
base material
membrane
inner support
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.)
Pending
Application number
CN201610464839.XA
Other languages
English (en)
Inventor
蒋裕娣
沈仲华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Sembcorp Environmental Protection Technology Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Sembcorp Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Sembcorp Environmental Protection Technology Co Ltd filed Critical Ningbo Sembcorp Environmental Protection Technology Co Ltd
Priority to CN201610464839.XA priority Critical patent/CN105921023A/zh
Publication of CN105921023A publication Critical patent/CN105921023A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/062—Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube
    • B01D63/065—Tubular membrane modules with membranes on a surface of a support tube on the outer surface thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/06—Tubular membrane modules
    • B01D63/061—Manufacturing thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
    • B01D67/0011—Casting solutions therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02—Inorganic material
    • B01D71/024—Oxides
    • B01D71/027—Silicium oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/34—Polyvinylidene fluoride
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/44—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of groups B01D71/26-B01D71/42
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/52—Polyethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
    • B01D2325/025—Finger pores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/30—Chemical resistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/36—Hydrophilic membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种过滤膜，属于过滤膜的技术领域。一种过滤膜，所述的过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.3‑0.35mm，膜基材涂层的厚度为0.08‑0.1mm，所述内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：6‑17％，聚氯乙烯(PVC)：4‑7％，聚维酮(PVP)：3‑8％，聚乙二醇：12‑25％，余量为溶剂，其中，聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为(1.5‑2.5)：1。本发明过滤膜通过在膜基材涂层内加一层内支撑管，并合理配伍膜基材涂层及内支撑管的原料，通过简单可行的加工工艺，提高过滤膜的拉伸能力、抗老化性耐腐蚀、亲水性及柔韧性，进而提高膜的水通量和截留率，并显著提高过滤膜的使用寿命。

Description

一种过滤膜
技术领域
本发明涉及一种过滤膜，属于过滤膜的技术领域。
背景技术
随着我国经济的高速发展，水资源越来越成为经济发展的制约因素，因此减少污水排放，进行水的再生利用已成为一种必然趋势。传统污水再生处理技术存在着出水质量不高、占地大、稳定性差等缺点，已无法满足新的要求，新的工艺-膜法水处理应运而生，该工艺已越来越多地被应用于水的净化与污水的再生利用。膜分离技术具有能耗低、过程简单、分离效率高、无环境污染等优点，是解决当代能源、资源和环境问题的重要高新技术，是其他任何一种化工分离技术无法替代的，其应用已涉及化工、食品、医药、生化、环保等领域，对节约能源、提高效率、净化环境等做出了重要贡献，被国外称为二十一世纪最有发展前途的十大高新技术之一。其中，超滤(UF)是以压力为推动力的膜分离过程，它是基于选择性栅栏作用将颗粒与大分子有机物质从流体中分离出来，以实现净化的过程。溶液中颗粒粒径在0.01μm～1μm范围内的溶质被具有特定孔径的多孔膜截留的过滤操作。超滤膜对于大分子有机物、胶体、藻类、细菌、病毒、内毒素、颗粒等物质有超高的去除效率。超滤膜通常采用CA、CTA、CN、PAN、PS、PES、PC、PET、PI、PE、PP、PVC、PVDF(聚偏氟乙烯)等高分子聚合物。其中，聚偏氟乙烯(PVDF)是一种氟碳热塑性塑料，其结晶熔点约为170℃,热分解温度在360℃以上，长期温度使用范围-50-150℃。在0.45MPa负荷压力下，其热变形温度为150℃。聚偏氟乙烯有良好的耐气候性和化学稳定性，被波长为200-400nm的紫外线照射一年，其性能基本不变，在室温下不受酸、碱等强氧化剂和卤素腐蚀。由于其具有上述诸多优点，且能流延形成孔性能较好的薄膜，是特种纤维分离膜中一种新型高效分离膜品种，可广泛应用于化工、环保、食品、饮料、生化制药、医疗卫生及工业水净化处理等方面，但是单一聚偏氟乙烯制成的膜的强度和水通量一般。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的不足，提供一种高强度、高通量的过滤膜。
为实现上述发明的目的，本发明采用如下的技术方案：一种过滤膜，所述的过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.3-0.35mm，膜基材涂层的厚度为0.08-0.1mm，所述内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：
聚偏氟乙烯(PVDF)：6-17％，
聚氯乙烯(PVC)：4-7％，
聚维酮(PVP)：3-8％，
聚乙二醇：12-25％，
余量为溶剂，
其中，聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为(1.5-2.5)：1。
本发明的过滤膜在膜基材涂层内加一层内支撑管用以提高过滤膜的拉伸能力和抗老化性，外层的膜基材涂层通过合理配伍其组成成分，提高过滤膜的性能，尤其是提高过滤膜的耐腐蚀、亲水性及柔韧性，涂覆在内支撑管表面进一步提高过滤膜的使用寿命，使其寿命可达到3年左右。
在本发明中，膜基材涂层均匀包裹在内支撑管外表面，与内支撑管的厚度相比，膜基材涂层厚度明显较小，仅占过滤膜壁厚的25％左右。整个膜基材呈薄的多孔海绵状结构，从而减少了铸膜液的使用量，降低膜制备的成本。且当膜基材涂层越薄时，过滤膜的自身阻力越小，从而过滤膜纯水通量越大，但是由于内支撑管的存在，通量大小还受内支撑管的影响。当内支撑管外径增大时，过滤膜纯水通量、平均孔径都有显著的提高，而孔隙率却降低，这是因为在相同的锭数和目数下，内支撑管内径越小，内支撑管表面的纤维丝越密实，则内支撑管上节点数越多，使过滤膜在过滤时的有效过滤面积减少，从而导致膜的纯水通量降低，平均孔径变小。而当内支撑管外径不变时，目数越小内支撑管表面节点数越少，膜过滤阻力降低，膜的纯水通量、平均孔径均有所增大，相比之下孔隙率却有所降低，因此当内支撑管表面节点数越多时，内支撑管更为密实时，过滤膜内可保存的液体量也将增多，因而孔隙率值也就较高。
本发明采用聚偏氟乙烯(PVDF)与聚氯乙烯(PVC)部分相容体系的共混体系，通过控制聚合物共混配比提高过滤膜膜基材涂层的性能。本发明通过不断试验发现，膜基材涂层原料组成成分形成的铸膜液中随着聚氯乙烯(PVC)固含量的增加，过滤膜的通量和平均孔径呈先增大后减小的趋势，当聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为(1.5-2.5)：1时，过滤膜的通量较大。尤其是当聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为2：1时，过滤膜的通量达到最大值。
另外，膜基材涂层原料组成成分形成的铸膜液中共混聚合物的含量也是影响最终过滤膜性能的重要因素。在本发明过滤膜膜基材涂层的原料中，若聚偏氟乙烯(PVDF)与聚氯乙烯(PVC)的共混聚合物的质量百分比超过25％，会导致最终过滤膜的通量和孔隙率降低，其原因在于：随着共混聚合物含量的增加，单位体积内大分子的数目增多，高分子大量聚集，不仅增加了网络孔的密度，而且增加了相邻微胞之间的缠绕。在铸膜过程中，高的聚合物质量分数有利于聚合物的起始缔合，形成小而均相的凝胶相，膜的网络孔及微胞孔的平均孔径均下降，孔隙率必然同时下降。孔隙率的下降宏观上表现为膜水通量的下降。另外，共混聚合物含量较高的铸膜液所形成的多孔网络壁较厚，增加了水通过时的阻力，使透水速度减慢，这也是水通量下降的一个原因。当聚偏氟乙烯(PVDF)与聚氯乙烯(PVC)的共混聚合物的质量百分比为10-20％时，膜基材涂层内、外表皮层存在着很薄的致密层，致密层内侧是分布较为均匀的小指状孔，膜基材涂层中间层是大的类指状孔穴和海绵状孔结构，涂层的外表面上的微孔数量比较多和孔径比较大，这种膜结构具有较高的水通量。随着共混聚合物质量分数增大，当膜基材涂层共混聚合物质量百分比超过25％，涂层中间层也是大的孔穴，但涂层外表皮层变得很致密，且致密层很厚，同时海绵状结构中的微孔孔径也变小，膜外表面的孔数量较少、孔径较小，因此膜的水通量较低。因此，本发明分别将聚偏氟乙烯及聚氯乙烯的含量控制在6-17％、4-7％范围内。
本发明过滤膜采用含亲水性大分子PVP为添加剂，PVP的溶解性、吸水性良好，能保持长期较好的胶粘性，且无聚乙烯醇、甲醛等对人体有害物质，且在一定含量范围内随着PVP含量的增加，膜通量逐渐增大。
膜基材涂层原料中所述的聚偏氟乙烯的特性粘度为1.65-2.0，重均分子量为40万至80万道尔顿。
膜基材涂层中所述的聚氯乙烯的平均聚合度为1000-3000。
膜基材涂层原料中所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。与二甲基甲酰胺相比，采用二甲基乙酰胺作溶剂的过滤膜的水通量更大。尽管N-甲基吡咯烷酮为溶剂的制膜液体系所得的过滤膜的水通量较高，但是N-甲基吡咯烷酮价格昂贵。因此，综合各因素，作为优选，所述的溶剂为二甲基乙酰胺。
所述膜基材涂层原料还包括占膜基材涂层原料总质量2-4％的改性纳米二氧化硅。纳米SiO2粒子表面由于具有丰富的硅羟基和较强的表面效应，将其填充到涂层原料中聚合物的硬度、韧性、亲水性。含有纳米SiO2粒子的过滤膜在处理污水过程中与聚合物结合良好，膜的接触角可有效地降低，且通量相对稳定，大大增加过滤膜的耐污染能力。另外，本发明膜基材涂层的原料中含有聚乙二醇，可以改善纳米二氧化硅在基体中的分散性，使其更容易分散均匀。
再进一步优选，所述的改性纳米二氧化硅通过如下方法进行改性：选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，将其溶于乙醇水溶液中配成质量浓度为8-15％的溶液，先用冰醋酸调节pH至3搅拌1-2h，再用氨水调节pH值至11并搅拌1-2h后加入SiO2升温至90℃进行偶联反应处理1-2h，然后于65℃真空干燥即得改性纳米二氧化硅粒子。
采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性对纳米SiO2改性，有效地降低了纳米SiO2粒子的表面能，使其不易团聚。与未改性的纳米SiO2相比，经过超声分散，改性纳米SiO2不团聚，能在涂层中均匀分散；添充改性SiO2粒子的涂层的韧性有了成倍提高，最小弯曲长度和接触角均有效地降低；由于纳米SiO2粒子的强亲水性使膜基材涂层表面(即过滤膜表面)形成一亲水层，从而抑止了凝胶层的形成，延长了使用时间，提高了耐污染能力。使用过程中，通量相对稳定，且纳米SiO2在使用中不脱落，使涂层的改性效果持久而显著，进而提高过滤膜的性能。
在上述过滤膜中，所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：
PET：50-70份，
玻璃纤维：5-20份，
纳米二氧化硅：5-20份，
改性膨润土：5-10份，
聚乙二醇：5-10份。
本发明过滤膜中的PET编织管以PET为基体，充分利用了PET的高强度高模量及耐腐蚀、耐溶剂、耐高温等；同时加入玻璃纤维、纳米二氧化硅、改性膨润土等增强剂，通过复配使用产生的协同作用进一步提高PET编织管的力学性能，尤其是提高PET编织管的拉伸强度180％左右，进而使PET编织管具有较高的强度、模量，还具有较好的防腐蚀性能、耐高温性能、耐溶剂性能、耐撞击性能，进而提高过滤膜的使用寿命。
本发明的第二个目的在于提供一种上述过滤膜的加工工艺，所述的加工工艺包括如下步骤：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；
S2、称取上述膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在60-80℃下搅拌1-2h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌18-23h后升温至85-100℃，在此温度下继续搅拌直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中30-50℃静置脱泡10-15h；
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面；
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
现有技术中铸膜液的静置脱泡时间一般都较长一般为48小时以上，但是本发明膜基材涂层的原料通过先将PVC在60-80℃下搅拌，再倒入其他原料搅拌后再升温至85-100℃进行搅拌，不仅大幅度提高铸膜液的均匀性，还大大缩短静置脱泡时间，进而提高膜的水通量和截留率，并提高膜的机械性能。
步骤S1中双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为200-220℃，二区温度为220-230℃，三区温度为230-240℃，四区温度为240-260℃。
步骤S2中在85-100℃搅拌后，得到混合均匀的铸膜液前还包括超声波分散。纳米粒子在分散过程中很容易重新团聚，当采用初步搅拌分散后，再通过超声波震荡分散可将纳米二氧化硅团聚体粉碎成小颗粒，从而增加纳米颗粒与其他成分的相容性。作为优选，超声波分散时间为10-20min。
步骤S3中所述计量泵挤出频率为24-28Hz，纺丝机卷绕频率为20-26Hz。
步骤S4中所述第一道凝固浴中含有40-60％的溶剂，凝胶固化8-20s。将第一道凝固浴的溶剂浓度控制在40-60％，有效提高过滤膜的加速成型及凝固。在第一道凝固浴中若溶剂浓度过大，容易造成后续清洗的困难，若溶剂浓度过低，则不易成型。
所述第二道凝固浴中含有5-20％的溶剂，凝胶固化5-10s。第二道凝固浴可以浸出前道水槽带过来浓度较大的溶剂。
所述第一道凝固浴和第二道凝固浴中的溶剂为二甲基乙酰胺(DMAC)。
第三道清洗槽中为清水，将前两道的溶剂洗净。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明过滤膜通过在膜基材涂层内加一层内支撑管用以提高过滤膜的拉伸能力和抗老化性。
2、外层的膜基材涂层通过合理配伍其组成成分，提高过滤膜的性能，尤其是提高过滤膜的耐腐蚀、亲水性及柔韧性，涂覆在内支撑管表面进一步提高过滤膜的使用寿命，使其寿命可达到3年左右。
3、过滤膜中的PET编织管以PET为基体，同时加入玻璃纤维、纳米二氧化硅、改性膨润土等增强剂，通过复配使用产生的协同作用进一步提高PET编织管的力学性能，尤其是提高PET编织管的拉伸强度180％左右，进而提高过滤膜的使用寿命。
4、本发明过滤膜的加工工艺简单可行，膜基材涂层的原料通过先将PVC在60-80℃下搅拌，再倒入其他原料搅拌后再升温至85-100℃进行搅拌，不仅大幅度提高铸膜液的均匀性，还大大缩短静置脱泡时间，进而提高膜的水通量和截留率，并提高膜的机械性能。
附图说明
图1为本发明过滤膜的结构示意图。
图2为本发明过滤膜的俯视图。
图中，1、内支撑管；2、膜基材涂层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1和图2所示的一种过滤膜，过滤膜由内支撑管1和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层2两部分组成，内支撑管1的壁厚0.3-0.35mm，膜基材涂层2的厚度为0.08-0.1mm。
实施例1
一种过滤膜，过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.32mm，膜基材涂层的厚度为0.09mm，内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：14％，聚氯乙烯(PVC)：6％，聚维酮(PVP)：5％，聚乙二醇：18％，改性纳米二氧化硅：3％，余量为溶剂二甲基乙酰胺；所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：PET：60份，玻璃纤维：12份，纳米二氧化硅：12份，改性膨润土：8份，聚乙二醇：8份。
所述的过滤膜通过如下步骤加工制得：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为210℃，二区温度为225℃，三区温度为235℃，四区温度为250℃，停留时间为2分钟。
S2、称取膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在70℃下搅拌1.5h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌20h后升温至90℃，在此温度下继续搅拌后进行超声波分散直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中40℃静置脱泡12h。
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面，计量泵挤出频率为26Hz，纺丝机卷绕频率为23Hz。
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
实施例2
一种过滤膜，过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.33mm，膜基材涂层的厚度为0.085mm，内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：10％，聚氯乙烯(PVC)：5％，聚维酮(PVP)：6％，聚乙二醇：18％，改性纳米二氧化硅：3％，余量为溶剂二甲基甲酰胺；所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：PET：55份，玻璃纤维：15份，纳米二氧化硅：18份，改性膨润土：6份，聚乙二醇：6份。
所述的过滤膜通过如下步骤加工制得：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为205℃，二区温度为222℃，三区温度为233℃，四区温度为245℃，停留时间为2分钟。
S2、称取膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在65℃下搅拌2h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌19h后升温至88℃，在此温度下继续搅拌后进行超声波分散直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中35℃静置脱泡12h。
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面，计量泵挤出频率为25Hz，纺丝机卷绕频率为22Hz。
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
实施例3
一种过滤膜，过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.4mm，膜基材涂层的厚度为0.095mm，内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：13％，聚氯乙烯(PVC)：6％，聚维酮(PVP)：7％，聚乙二醇：22％，改性纳米二氧化硅：2％，余量为溶剂N-甲基吡咯烷酮；所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：PET：65份，玻璃纤维：10份，纳米二氧化硅：8份，改性膨润土：8份，聚乙二醇：8份。
所述的过滤膜通过如下步骤加工制得：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为215℃，二区温度为228℃，三区温度为238℃，四区温度为255℃，停留时间为2分钟。
S2、称取膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在75℃下搅拌1h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌22h后升温至95℃，在此温度下继续搅拌后进行超声波分散直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中45℃静置脱泡12h。
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面，计量泵挤出频率为27Hz，纺丝机卷绕频率为25Hz。
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
实施例4
一种过滤膜，过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层2两部分组成，内支撑管1的壁厚0.3mm，膜基材涂层的厚度为0.08mm，内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：17％，聚氯乙烯(PVC)：7％，聚维酮(PVP)：3％，聚乙二醇：12％，余量为溶剂N-甲基吡咯烷酮；所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：PET：50份，玻璃纤维：20份，纳米二氧化硅：5份，改性膨润土：10份，聚乙二醇：10份。
所述的过滤膜通过如下步骤加工制得：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为220℃，二区温度为230℃，三区温度为240℃，四区温度为260℃，停留时间为2分钟。
S2、称取膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在80℃下搅拌1h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌18h后升温至100℃，在此温度下继续搅拌直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中50℃静置脱泡10h。
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面，计量泵挤出频率为28Hz，纺丝机卷绕频率为26Hz。
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
实施例5
一种过滤膜，过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层2两部分组成，内支撑管1的壁厚0.35mm，膜基材涂层2的厚度为0.1mm，内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：聚偏氟乙烯(PVDF)：6％，聚氯乙烯(PVC)：4％，聚维酮(PVP)：8％，聚乙二醇：25％，余量为溶剂二甲基乙酰胺；所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：PET：70份，玻璃纤维：20份，纳米二氧化硅：5份，改性膨润土：5份，聚乙二醇：5份。
所述的过滤膜通过如下步骤加工制得：
S1、称取上述PET编织管的原料，将原料混合后通过双螺杆挤出机挤出成型，并通过编制工艺编制得PET编织管；双螺杆挤出机挤出成型时一区温度为200℃，二区温度为220℃，三区温度为230℃，四区温度为240℃，停留时间为2分钟。
S2、称取膜基材涂层的原料，先把PVC材料倒入溶剂中，在60℃下搅拌2h，然后倒入膜基材涂层的其他原料，搅拌23h后升温至85℃，在此温度下继续搅拌直至得到混合均匀的铸膜液，然后在脱泡罐中30℃静置脱泡15h。
S3、将步骤S1中制得的PET编织管穿入喷丝头中，将步骤S2中静置得到的铸膜液通过计量泵恒速打向喷丝头，在纺丝卷绕机的恒速牵引下，使膜基材涂层的铸膜液涂覆在PET编织管表面，计量泵挤出频率为24Hz，纺丝机卷绕频率为20Hz。
S4、将膜丝从纺丝卷绕机取下，室温下先后经过第一道凝固浴、第二道凝固浴、第三道清洗槽，即可制得过滤膜。
在上述实施例1-5中，膜基材涂层原料中聚偏氟乙烯的特性粘度为1.65-2.0，重均分子量为40万至80万道尔顿；聚氯乙烯的平均聚合度为1000-3000；改性纳米二氧化硅通过如下方法进行改性：选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，将其溶于乙醇水溶液中配成质量浓度为8-15％的溶液，先用冰醋酸调节pH至3搅拌1-2h，再用氨水调节pH值至11并搅拌1-2h后加入SiO2升温至90℃进行偶联反应处理1-2h，然后于65℃真空干燥即得改性纳米二氧化硅粒子。加工工艺的步骤S4第一道凝固浴中含有40-60％的溶剂二甲基乙酰胺，凝胶固化8-20s，第二道凝固浴中含有5-20％的溶剂二甲基乙酰胺，凝胶固化5-10s，第三道清洗槽中为清水。
对比例1
现有技术中普通的PVC过滤膜。
对比例2
现有技术中普通的聚偏氟乙烯过滤膜。
将实施例1-5及对比例1-2中的过滤膜进行测试。
以市政自来水为原水，进水温度≤45℃，进水最大压力≤0.5Mpa，进出水压差＜0.2Mpa，自来水进水浊度为1.8NTU，经本发明超滤膜组件过滤后的性能结果如表1所示。BSA截留率的测试为根据《宁波大学材料科学与化学工程学院》样品检测报告，用6.7万分子量的BSA蛋白检测8-10万分子量的超滤膜组件，性能结果如表1所示。
表1：测试结果
综上所述，本发明过滤膜通过在膜基材涂层内加一层内支撑管，并合理配伍膜基材涂层及内支撑管的原料，通过简单可行的加工工艺，提高过滤膜的拉伸能力、抗老化性耐腐蚀、亲水性及柔韧性，进而提高膜的水通量和截留率，并显著提高过滤膜的使用寿命。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种过滤膜，其特征在于，所述的过滤膜由内支撑管和涂覆在内支撑管表面的膜基材涂层两部分组成，内支撑管的壁厚0.3-0.35mm，膜基材涂层的厚度为0.08-0.1mm，所述内支撑管为PET编织管，所述膜基材涂层的原料包括如下组成成分及其质量百分比：
聚偏氟乙烯(PVDF)：6-17％，
聚氯乙烯(PVC)：4-7％，
聚维酮(PVP)：3-8％，
聚乙二醇：12-25％，
余量为溶剂，
其中，聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为(1.5-2.5)：1。
2.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，聚偏氟乙烯：聚氯乙烯的含量比为2：1。
3.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，所述的聚偏氟乙烯的特性粘度为1.65-2.0，重均分子量为40万至80万道尔顿。
4.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，所述的聚氯乙烯的平均聚合度为1000-3000。
5.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。
6.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，所述膜基材涂层的原料还包括占涂层的原料总质量2-4％的改性纳米二氧化硅。
7.根据权利要求6所述的过滤膜，其特征在于，所述的改性纳米二氧化硅通过如下方法进行改性：选用γ-氨丙基三乙氧基硅烷为偶联剂，将其溶于乙醇水溶液中配成质量浓度为8-15％的溶液，先用冰醋酸调节pH至3搅拌1-2h，再用氨水调节pH值至11并搅拌1-2h后加入SiO2升温至90℃进行偶联反应处理1-2h，然后于65℃真空干燥即得改性纳米二氧化硅粒子。
8.根据权利要求1所述的过滤膜，其特征在于，所述PET编织管的原料包括如下组成成分及其份数：
PET：50-70份，
玻璃纤维：5-20份，
纳米二氧化硅：5-20份，
改性膨润土：5-10份，
聚乙二醇：5-10份。
CN201610464839.XA 2016-06-21 2016-06-21 一种过滤膜 Pending CN105921023A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610464839.XA CN105921023A (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种过滤膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610464839.XA CN105921023A (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种过滤膜

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105921023A true CN105921023A (zh) 2016-09-07

Family

ID=56830831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610464839.XA Pending CN105921023A (zh) 2016-06-21 2016-06-21 一种过滤膜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105921023A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108144450A (zh) * 2018-02-07 2018-06-12 天津碧水源膜材料有限公司 动态膜管、生物反应器及实现自动更换膜基材网的方法
CN112941725A (zh) * 2021-01-28 2021-06-11 浙江理工大学 一种耐久性聚偏氟乙烯三层复合亲水膜及其制备方法
CN113566027A (zh) * 2021-07-08 2021-10-29 浙江中财管道科技股份有限公司 一种保温、减阻、静音供热一体管道、制备方法及应用
CN113634140A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 三达膜科技（厦门）有限公司 一种内支撑聚偏氟乙烯中空干膜及其制备方法
CN115215510A (zh) * 2022-07-06 2022-10-21 逸辰环保科技(厦门)有限公司 磷酸铁锂生产废水处理系统及处理方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69425981D1 (de) * 1993-12-20 2000-10-26 Zenon Environmental Inc Semipermeable hohlfasermembran aus rohrförmigen geflecht und verfahren zu deren herstellung
WO2003047734A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-12 Kolon Industries, Inc A braid-reinforced hollow fiber membrane
CN1669624A (zh) * 2004-12-22 2005-09-21 东华大学 聚偏氟乙烯/聚氯乙烯共混中空纤维膜及其制备方法
CN101474539A (zh) * 2008-12-29 2009-07-08 海南美蓝德水处理科技有限公司 聚偏二氟乙烯—聚氯乙烯共混中空纤维外压超滤膜及制备方法
CN101485961A (zh) * 2009-01-08 2009-07-22 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种聚偏氟乙烯中空纤维合金膜制备方法
EP2054142B1 (en) * 1999-06-17 2011-06-01 Zenon Environmental Inc. Hollow fiber membrane and braided tubular support therefor
CN102512992A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 苏州有色金属研究院有限公司 一种覆膜中空纤维管的制备方法
CN102784565A (zh) * 2012-08-08 2012-11-21 北京碧水源膜科技有限公司 一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法
CN104096485A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 枫科(北京)膜技术有限公司 一种用于制备增强复合支撑中空纤维膜的设备

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69425981D1 (de) * 1993-12-20 2000-10-26 Zenon Environmental Inc Semipermeable hohlfasermembran aus rohrförmigen geflecht und verfahren zu deren herstellung
EP2054142B1 (en) * 1999-06-17 2011-06-01 Zenon Environmental Inc. Hollow fiber membrane and braided tubular support therefor
WO2003047734A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-12 Kolon Industries, Inc A braid-reinforced hollow fiber membrane
CN1669624A (zh) * 2004-12-22 2005-09-21 东华大学 聚偏氟乙烯/聚氯乙烯共混中空纤维膜及其制备方法
CN101474539A (zh) * 2008-12-29 2009-07-08 海南美蓝德水处理科技有限公司 聚偏二氟乙烯—聚氯乙烯共混中空纤维外压超滤膜及制备方法
CN101485961A (zh) * 2009-01-08 2009-07-22 杭州水处理技术研究开发中心有限公司 一种聚偏氟乙烯中空纤维合金膜制备方法
CN102512992A (zh) * 2011-12-09 2012-06-27 苏州有色金属研究院有限公司 一种覆膜中空纤维管的制备方法
CN102784565A (zh) * 2012-08-08 2012-11-21 北京碧水源膜科技有限公司 一种增强型中空纤维复合膜的配方及其生产方法
CN104096485A (zh) * 2014-07-29 2014-10-15 枫科(北京)膜技术有限公司 一种用于制备增强复合支撑中空纤维膜的设备

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张颖等: "高强度PVDF/PET编织管改性复合膜的制备及其性能研究", 《膜科学与技术》 *
王旭东 等: "PVDF/SiO2杂化内支撑型中空纤维膜的制备及性能研究", 《水处理技术》 *
罗河胜: "《塑料手册》", 31 January 2004 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108144450A (zh) * 2018-02-07 2018-06-12 天津碧水源膜材料有限公司 动态膜管、生物反应器及实现自动更换膜基材网的方法
CN113634140A (zh) * 2020-04-27 2021-11-12 三达膜科技（厦门）有限公司 一种内支撑聚偏氟乙烯中空干膜及其制备方法
CN113634140B (zh) * 2020-04-27 2023-04-14 三达膜科技（厦门）有限公司 一种内支撑聚偏氟乙烯中空干膜及其制备方法
CN112941725A (zh) * 2021-01-28 2021-06-11 浙江理工大学 一种耐久性聚偏氟乙烯三层复合亲水膜及其制备方法
CN112941725B (zh) * 2021-01-28 2022-08-26 浙江理工大学 一种耐久性聚偏氟乙烯三层复合亲水膜及其制备方法
CN113566027A (zh) * 2021-07-08 2021-10-29 浙江中财管道科技股份有限公司 一种保温、减阻、静音供热一体管道、制备方法及应用
CN115215510A (zh) * 2022-07-06 2022-10-21 逸辰环保科技(厦门)有限公司 磷酸铁锂生产废水处理系统及处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105921023A (zh) 一种过滤膜
CN102160967B (zh) 内衬增强型中空纤维膜管及其制备装置和制备方法
CN105921022A (zh) 一种过滤膜的加工工艺
CN101837248B (zh) 纤维丝增强复合中空纤维膜的制造方法
CN104801205B (zh) 一种同质增强型ppta中空纤维膜的制备方法
CN104906966A (zh) 一种醋酸纤维素/功能化石墨烯混合基质中空纤维正渗透膜
CN101837249A (zh) 复合聚氯乙烯中空纤维超滤膜及其制备方法
CN101439269A (zh) 热塑性聚氨酯弹性中空纤维膜的制备方法
CN103170260B (zh) 一种基于改性纳米二氧化钛的中空超滤膜纤维的制备工艺
CN106731897A (zh) 一种高抗污染型聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜、制备方法及装置
CN108993170A (zh) 一种聚偏氟乙烯平板超滤膜的制备方法
CN106861462A (zh) 一种复合编织管增强pvdf中空纤维膜的制备方法
CN109232935A (zh) 一种基于聚芳醚腈pen膜材料及其制备和应用
CN101422706B (zh) 具有改善亲水性的共混聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN110280148B (zh) 一种由亲水石墨烯改性的聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法
CN107803122B (zh) 一种含pvp-va共聚物亲水超滤膜及其制备方法
CN114950152A (zh) 一种纤维管增强型中空纤维膜及其制备方法
CN108499374A (zh) Pvdf复合石墨烯滤芯膜及其生产工艺
CN110813106B (zh) 一种MOFs修饰的双层结构复合电纺纳米纤维膜及制备方法及其在血液净化中的应用
CN102784563A (zh) 高强度聚氯乙烯中空纤维超滤膜及其制备方法
CN104532395B (zh) 一种大分子氢键复合物纤维的制备方法
WO2004096418A1 (fr) Membrane d'ultrafiltration a fibres creuses a base de poly(phtalazinone ether-fulfone), du poly(phtalazinone-ether-cetone) ou du poly(phtalazinone ether-sulfone-cetone) et preparation de celle-ci
WO2022199554A1 (zh) 一种复合超滤膜材料及其制备方法
CN1100595C (zh) 无机粒子填充的聚合物分离膜及制造方法
CN1593734A (zh) 中空纤维膜制膜液的配方及其制品

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160907