CN108894050B - 高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用。将成膜高聚物、溶剂、致孔剂混合后在50～60℃下搅拌充分溶解至形成透明粘稠溶液，真空脱泡得到纺丝液；将纺丝液置于纺丝釜中加热，经计量泵挤出，经过0～15cm空气间隙后浸入凝固浴中，经卷绕后，裁成两段后浸泡在凝固浴中，再取出浸入到纯水中，取出晾干，得超细中空纤维膜；将所得超细中空纤维膜裁减成短纤维后，与化学短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，得纤维分散均匀的悬浮液；将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出后阴干，将所得中空纤维膜纤维网点焊加固，即得。本发明工艺流程简单且易控制，所制备的非织造材料强度高及通量大，过滤精度及过滤效率均有大幅度提高。

Description

高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高效过滤技术领域，具体涉及一种高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法和应用。
背景技术
非织造材料用于过滤除尘历史悠久。由于纺织材料的结构是具有无数微小孔隙的纤维三维网状结构，尘埃微粒必须沿着纤维弯弯曲曲的网状路径行进，随时都有可能与纤维发生碰撞而被截留，因此过滤效率很高。
非织造过滤材料作为一种新型滤材，其表面平整光滑，具有极高的孔隙率、透气性、过滤阻力小、易清洗、成本低且易与其它过滤材料复合等独特优点，在各行各业得到了广泛应用，且用量越来越大。非织造材料是单纤维经随意或有规则的排列的纤维制品，所以其孔隙是由纤维和纤维交叉排列形成的孔隙组成的。而过滤用非织造材料的过滤效率与这些孔隙的大小直接相关，因此常规过滤用非织造材料其过滤精度一般为微米级别。本发明人研究发现，若进一步提高非织造材料的过滤精度只能从纤维表面处理或进一步减小纤维直径入手，纤维表面处理对过滤效率的提高是有限的，而纤维直径的减小又是比较困难的，即使得到更小直径的纤维（如静电纺纤维），其构成的非织造材料的机械强度较低、过滤阻力大，难以应用到各种苛刻的使用场合。
目前提高非织造材料的过滤效率的方法多是采用驻极（如中国专利文献ZL201310652550.7）、复合技术（如中国专利文献200980147237.X）。但是，这些方法并不能从根本上较大程度提高非织造材料的过滤精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，以提高过滤精度和过滤效率。并将所制备中空纤维膜非织造材料应用在空气及水净化领域。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术思路：
非织造材料采用超细中空纤维多孔膜（外径1～50微米，内径0.5～25微米）作为纤维主体，经加固后得到具有过滤精度梯度的非织造材料。其制备方法为首先配制含有高聚物的铸膜液，后采用干-湿法纺丝工艺制备超细中空纤维多孔膜。将中空纤维多孔膜裁剪成短纤维，经过湿法成网后，再经超声波粘合加固得到中空纤维膜非织造材料。
详细技术方案为：
设计一种高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）超细中空纤维膜的制备
将成膜高聚物5～30wt%、溶剂50～80wt%、致孔剂1～20wt%混合后在50～60℃下搅拌充分溶解8～20h至形成透明粘稠溶液，真空脱泡8～20h，得到纺丝液；
将所述纺丝液置于纺丝釜中加热至35～65℃，经计量泵挤出，经过0～15cm空气间隙后浸入30～50℃的凝固浴中，经卷绕后，裁成两段后浸泡在凝固浴中10～15h，所述卷绕速率与所述计量泵挤出速率比控制为（1～10）：1；
再取出浸入到纯水中，每隔5～7h更换一次纯水，直到浸渍纯水45～50h后，取出晾干，得超细中空纤维膜；
（2）中空纤维膜非织造材料的制备
将步骤（1）所得超细中空纤维膜裁减成1～5cm的短纤维后，将其与1～3cm长的化学短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，二者在浆液中的总浓度为5～20wt%，制得纤维分散均匀的悬浮液；采用100～300目的网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网；
（3）将步骤（2）所得中空纤维膜纤维网进行点焊加固，即得到中空纤维膜非织造材料。
优选的，在所述步骤（1）中，所述成膜高聚物为聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚酰亚胺、壳聚糖、聚乙烯、聚丙烯、三醋酸纤维素、聚乙烯醇中的至少一种。
优选的，在所述步骤（1）中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、苯、甲苯、丙酮、环己酮、二氯乙烷中的至少一种。
优选的，在所述步骤（1）中，所述致孔剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、氯化锂、氯化锌、丙酮、纯水中的至少一种。
优选的，在所述步骤（1）中，所述凝固浴为纯水或5～50wt%所述溶剂的水溶液。
优选的，在所述步骤（2）中，所述化学短纤维为涤纶、丙纶、乙纶、尼龙、腈纶、粘胶、氯纶、氨纶、聚乳酸纤维、ES纤维中的至少一种。
优选的，在所述步骤（2）中，所述化学短纤维与所述超细中空纤维膜质量比控制为（0.1～0.8）：1。
优选的，在所述步骤（2）中，所述浆液组成为表面活性剂1～10wt%、分散剂0.1～10wt%和纯水80～98wt%。
进一步的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化胺、聚山梨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚环氧乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油、聚乙二醇中的至少一种。
将所述高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法应用于空气或水净化领域。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：
1.本发明另辟蹊径，先制备出具有过滤精度更高的多孔超细中空纤维分离膜，并将作为非织造材料主体，相较于采用常规非织造材料，其过滤精度及过滤效率均有大幅度提高。
2.本发明整个工艺流程简单且易控制，可适用的非织造材料纤维种类广。
3.本发明所制备的非织造材料强度高及通量大，可应用在空气及水净化领域。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的试剂如无特别说明，均为市售常规试剂；所涉及的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚醚砜25wt%、N,N-二甲基乙酰胺63wt%、聚乙烯吡咯烷酮12wt%混合后在60℃下搅拌充分溶解12小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡12h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至50℃，经计量泵挤出，经过5cm空气间隙后浸入到50℃的组成为15wt%的N,N-二甲基乙酰胺水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在5：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在为纯水的凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成2cm的短纤维后，与2.5cm长的涤纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基硫酸钠4wt%、聚丙烯酰胺1wt%、纯水95wt%。涤纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用150目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到中空纤维膜非织造材料。
对比例1
将2cm长与2.5cm长的涤纶短纤维（质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为5wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基硫酸钠4wt%、聚丙烯酰胺1wt%、纯水95wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用150目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到涤纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到涤纶纤维非织造材料。
实施例2：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚偏氟乙烯18wt%、N-甲基吡咯烷酮72wt%、聚乙二醇10wt%、氯化锂10wt%混合后在50℃下搅拌充分溶解16小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡10h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至40℃，经计量泵挤出，经过10cm空气间隙后浸入到40℃组成为10wt%N-甲基吡咯烷酮水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在3：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成3cm的短纤维后，与2cm长的丙纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为烷基酚聚氧乙烯醚2wt%、聚环氧乙烯2.5wt%、纯水95.5wt%。丙纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.4：1，二者在浆液中的总浓度为10wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用120目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚偏氟乙烯中空纤维膜/丙纶纤维非织造材料。
对比例2
将3cm长与2cm长的丙纶短纤维（质量比为0.4：1，二者在浆液中的总浓度为10wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为烷基酚聚氧乙烯醚2wt%、聚环氧乙烯2.5wt%、纯水95.5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用120目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到丙纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到丙纶纤维非织造材料。
实施例3：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚乙烯22wt%、甲苯69wt%、聚乙烯吡咯烷酮14wt%、氯化锌5wt%混合后在60℃下搅拌充分溶解16小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡16h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至60℃，经计量泵挤出，经过8cm空气间隙后浸入到40℃的组成为5wt%的甲苯水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在8：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成1.5cm的短纤维后，与1.5cm长的乙纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十六烷基三甲基溴化胺1wt%、聚乙烯醇1.5wt%、纯水97.5wt%。乙纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.3：1，二者在浆液中的总浓度为12wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用160目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚乙烯中空纤维膜/乙纶纤维非织造材料。
对比例3
将1.5cm长与1.5cm长的乙纶短纤维（质量比为0.3：1，二者在浆液中的总浓度为12wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十六烷基三甲基溴化胺1wt%、聚乙烯醇1.5wt%、纯水97.5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用160目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到乙纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到乙纶纤维非织造材料。
实施例4：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚砜15wt%、聚偏氟乙烯8wt%、N,N-二甲基甲酰胺61wt%、聚乙二醇10wt%、纯水6wt%混合后在50℃下搅拌充分溶解18小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡10h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至50℃，经计量泵挤出，经过12cm空气间隙后浸入到40℃的凝固浴纯水中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在5：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴纯水中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成3cm的短纤维后，与2cm长的涤纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基磺酸钠1.5wt%、乙烯基双硬脂酰胺1.5wt%、纯水97wt%。涤纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.4：1，二者在浆液中的总浓度为8wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用200目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚砜/聚偏氟乙烯中空纤维膜/涤纶纤维非织造材料。
对比例4
将3cm长与2cm长的涤纶短纤维（质量比为0.4：1，二者在浆液中的总浓度为8wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基磺酸钠1.5wt%、乙烯基双硬脂酰胺1.5wt%、纯水97wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用200目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到涤纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到涤纶纤维非织造材料。
实施例5：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚酰亚胺10wt%、聚醚砜16wt%、N,N-二甲基甲酰胺54wt%、聚乙二醇14wt%、丙酮6wt%混合后在60℃下搅拌充分溶解12小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡10h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至60℃，经计量泵挤出，经过0cm空气间隙后浸入到30℃的组成为20wt%的聚醚砜水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在4：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成3.5cm的短纤维后，与1.5cm长的丙纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基硫酸钠1.5wt%、聚环氧乙烯1wt%、纯水97.5wt%。丙纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为15wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用250目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚酰亚胺/聚醚砜中空纤维膜/丙纶纤维非织造材料。
对比例5
将3.5cm长与1.5cm长的丙纶短纤维（质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为15wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十二烷基硫酸钠1.5wt%、聚环氧乙烯1wt%、纯水97.5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用250目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到丙纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到丙纶纤维非织造材料。
实施例6：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚氯乙烯25wt%、四氢呋喃63wt%、聚乙烯吡咯烷酮12wt%混合后在55℃下搅拌充分溶解10小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡12h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至55℃，经计量泵挤出，经过12cm空气间隙后浸入到40℃的组成为30wt%的四氢呋喃水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在6：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成1.5cm的短纤维后，与2cm长的氯纶短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为聚山梨酯5wt%、乙烯基双硬脂酰胺5.5wt%、纯水89.5wt%。氯纶短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.3：1，二者在浆液中的总浓度为12wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用200目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚氯乙烯中空纤维膜/丙纶纤维非织造材料。
对比例6
将1.5cm长与2cm长的丙纶短纤维（质量比为0.3：1，二者在浆液中的总浓度为12wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为聚山梨酯5wt%、乙烯基双硬脂酰胺5.5wt%、纯水89.5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用200目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到丙纶纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到丙纶纤维非织造材料。
实施例7：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将醋酸纤维素22wt%、丙酮62wt%、聚乙二醇10wt%、氯化锌6wt%混合后在50℃下搅拌充分溶解15小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡10h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至50℃，经计量泵挤出，经过6cm空气间隙后浸入到30℃的组成为40wt%的丙酮水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在4：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成2.5cm的短纤维后，与2cm长的ES短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为烷基酚聚氧乙烯醚3wt%、聚环氧乙烯3.5wt%、纯水93.5wt%。ES短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为10wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用180目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到醋酸纤维素中空纤维膜/ES纤维非织造材料。
对比例7
将2.5cm长与2cm长的ES短纤维（质量比为0.5：1，二者在浆液中的总浓度为10wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为烷基酚聚氧乙烯醚3wt%、聚环氧乙烯3.5wt%、纯水93.5wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用180目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到ES纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到ES纤维非织造材料。
实施例8：一种高效过滤用中控纤维膜非织造材料的制备方法
包括以下步骤：将聚偏氟乙烯18wt%、壳聚糖6wt%、N-甲基吡咯烷酮69wt%、聚乙烯吡咯烷酮12wt%、氯化锂5wt%混合后在60℃下搅拌充分溶解10小时，形成透明粘稠溶液，真空脱泡12h，得到纺丝液。纺丝液置于纺丝釜中，加热至60℃，经计量泵挤出，经过5cm空气间隙后浸入到40℃的组成为50wt%的壳聚糖水溶液的凝固浴中，经卷绕后，卷绕速率与计量泵挤出速率比在8：1。将长纤维丝裁成两段后浸泡在凝固浴中12h，取出浸入到纯水中，且每隔6h更换一次纯水，直到浸渍纯水48h，后取出自然晾干，得到超细中空纤维膜。将中空纤维膜裁减成3cm的短纤维后，与1.5cm长的ES短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十六烷基三甲基溴化胺1.5wt%、三硬脂酸甘油2.5wt%、纯水96wt%。ES短纤维与超细中空纤维膜质量比为0.6：1，二者在浆液中的总浓度为6wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用220目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网。所制备的中空纤维膜纤维网置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到聚偏氟乙烯/壳聚糖中空纤维膜/ES纤维非织造材料。
对比例8
将3cm长与1.5cm长的ES短纤维（质量比为0.6：1，二者在浆液中的总浓度为6wt%）混合分散在浆液中搅拌均匀，浆液组成为十六烷基三甲基溴化胺1.5wt%、三硬脂酸甘油2.5wt%、纯水96wt%。制得纤维分散均匀的悬浮液后，采用220目的不锈钢金属网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到ES纤维网，将其置于超声波点焊机下进行点焊加固，即得到ES纤维非织造材料。
检测非织造材料性能指标，非织造材料的过滤效率、过滤阻力采用TSI8130进行测试，每个样品选取五个不同位置分别测量，取平均值。平均孔径、孔隙率采用毛细管流动孔径仪进行测试，每个样品选取五个不同位置分别测量，取平均值。
将以上实施例与对比例中制备的非织造材料的平均孔径、孔隙率、过滤效率、过滤阻力等性能的检测结果列于表 1 中。
表1 实施例与比较例中制备的多孔膜性能比较
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
由表1可以看出本发明所制备的中空纤维膜非织造材料具有较小的平均孔径、较高的孔隙率，该材料强度高及通量大，进行过滤时能够产生较高的过滤效率，同时保证较低的过滤阻力，大幅度提高了过滤精度及过滤效率。本发明所制备的中空纤维膜非织造材料是一种高效过滤材料。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）超细中空纤维膜的制备
将成膜高聚物5～30wt%、溶剂50～80wt%、致孔剂1～20wt%混合后在50～60℃下搅拌充分溶解8～20h至形成透明粘稠溶液，真空脱泡8～20h，得到纺丝液；
将所述纺丝液置于纺丝釜中加热至35～65℃，经计量泵挤出，经过0～15cm空气间隙后浸入30～50℃的凝固浴中，经卷绕后，裁成两段后浸泡在凝固浴中10～15h，所述卷绕速率与所述计量泵挤出速率比控制为（1～10）：1；
再取出浸入到纯水中，每隔5～7h更换一次纯水，直到浸渍纯水45～50h后，取出晾干，得超细中空纤维膜；
（2）中空纤维膜非织造材料的制备
将步骤（1）所得超细中空纤维膜裁减成1～5cm的短纤维后，将其与1～3cm长的化学短纤维混合分散在浆液中搅拌均匀，二者在浆液中的总浓度为5～20wt%，制得纤维分散均匀的悬浮液；采用100～300目的网将浆液中的纤维及中空纤维膜抄出，于室温环境下阴干，即得到中空纤维膜纤维网；
（3）将步骤（2）所得中空纤维膜纤维网进行点焊加固，即得到中空纤维膜非织造材料。
2.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述成膜高聚物为聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚酰亚胺、壳聚糖、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃、苯、甲苯、丙酮、环己酮、二氯乙烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述致孔剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、氯化锂、氯化锌、丙酮、纯水中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述凝固浴为纯水或5～50wt%所述溶剂的水溶液。
6.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述化学短纤维为涤纶、丙纶、乙纶、尼龙、腈纶、粘胶、氯纶、氨纶、聚乳酸纤维、ES纤维中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述化学短纤维与所述超细中空纤维膜质量比控制为（0.1～0.8）：1。
8.根据权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述浆液组成为表面活性剂1～10wt%、分散剂0.1～10wt%和纯水80～98wt%。
9.根据权利要求8所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲基溴化胺、聚山梨酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种；所述分散剂为聚丙烯酰胺、聚环氧乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯蜡、硬脂酸锌、硬脂酸锌、乙烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油、聚乙二醇中的至少一种。
10.权利要求1所述的高效过滤用中空纤维膜非织造材料的制备方法在空气或水净化领域中的应用。
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