CN113230904B - e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备及亲水改性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及膜丝改性技术领域，具体公开了一种e‑PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备及亲水改性的方法，包括：依次连接的放丝装置、多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置以及收丝装置，其中，所述放丝装置用于供应e‑PTFE中空纤维膜丝，所述多元醇聚合物浸润装置内盛放有多元醇聚合物溶液。上述方法制备的改性e‑PTFE中空纤维膜丝具备永久亲水性，亲水涂层牢固不会在使用过程中脱落；而且该工艺可实现膜丝亲水改性的一体化连续生产，大大提高了生产效率和产品品质的稳定性。

Description

e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备及亲水改性的方法

技术领域

本发明涉及膜丝改性技术领域，具体公开了一种e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备及亲水改性的方法。

背景技术

分离膜是膜技术产业化的核心部件，是膜法水处理行业的“芯片”。目前，常用的膜材料有PVDF、PS、PES、PVC、PP、PAN等等。聚四氟乙烯(简称PTFE)作为近年应用于分离膜制备的一种新型材料，相比于其他膜材料，PTFE膜具有超强耐化学腐蚀、高拉伸强度、耐高温以及高孔隙率等优异的特性，用在零排放、氯碱行业具有无可比拟的优势。但是PTFE本身是一种超疏水材料，而应用在水处理领域需要对水有侵润性，因此其所制备的e-PTFE中空纤维膜丝无法直接作为微滤膜应用于水处理工艺中，需对膜丝进行亲水化改性才可作为微滤使用。目前，对PTFE中空纤维膜丝的亲水方式目前主要是采用表面活性剂或多元醇聚合物溶液浸涂的方式，生产过程中将膜丝浸泡于配制好的亲水溶液罐中若干小时，再将膜丝提出控水，最后进入烘房进行晾干待用。目前这种亲水方式一方面由于浸泡时膜丝壁内不同位置浓度有极差，亲水层均匀性差，同时亲水性聚合物吸附于膜孔内主要依靠的是氢键结合力较易脱落，后期使用过程中亲水剂会随着水一起流失，一旦PTFE膜丝再次干态将会失去微滤功能；另外，该生产过程是非连续的，分多个步序在不同空间进行，效率较低，且整体占地面积较大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备及亲水改性的方法，解决上述至少一个技术问题。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，包括：

依次连接的放丝装置、多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置以及收丝装置，其中，所述放丝装置、多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置以及收丝装置呈线性排布，所述多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置均包括壳体以及沿着壳体的长度方向开设的穿丝通道，所述穿丝通道贯穿所述壳体，于所述穿丝通道的相对两开口处分别设置密封定位圈。

本发明第二方面提供了一种e-PTFE中空纤维膜丝亲水改性的方法，包括以下步骤：

使用乙醇对e-PTFE中空纤维膜丝进行浸润，得到浸润后的e-PTFE中空纤维膜丝；

将多元醇聚合物溶液加压注入浸润后的e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内，得到多元醇处理后的e-PTFE中空纤维膜丝；

将多元醇处理后的e-PTFE中空纤维膜丝置于醛类有机物、盐酸混合溶液中，以使得多元醇聚合物溶液与醛类有机物、盐酸混合溶液发生交联缩醛反应，进而在所述e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内生成缩醛聚合物。

另外，本发明的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述壳体包括中空柱形本体以及于本体的两端分别设置的密封盖板，其中，所述密封盖板上开设有与所述穿丝通道连通的穿丝孔，所述穿丝通道设置于所述本体内。

根据本发明的一些实施例，所述本体、所述密封盖板以及所述密封定位圈同轴设置。

根据本发明的一些实施例，所述本体的两端面开设有用于安装所述密封定位圈的安装槽。

根据本发明的一些实施例，所述本体的表面开设有与所述穿丝通道连通的进气口或进液口，所述本体的表面开设有与所述穿丝通道连通的出气口或出液口，其中，所述进气口或进液口以及所述出气口或出液口相对而设。

根据本发明的一些实施例，所述多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置的个数均为多个，多个所述多元醇聚合物浸润装置彼此并排而设。

根据本发明的一些实施例，还包括与所述放丝装置连接的e-PTFE中空纤维膜丝制备装置。

根据本发明的一些实施例，所述多元醇聚合物溶液选自聚乙烯醇类、聚乙二醇类、聚丙二醇类中的一种或多种的水或乙醇溶液。

根据本发明的一些实施例，所述醛类有机物由烃基和醛基相连所构成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明首先将多元醇聚合物溶液加压注入e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内，这样多元醇聚合物在e-PTFE中空纤维膜丝形成均匀的亲水涂层，然后通过醛类有机物、盐酸混合溶液与多元醇聚合物亲水涂层发生交联缩醛反应，使得多元醇聚合物亲水涂层牢固的结合在膜丝孔结构内，实现了e-PTFE中空纤维膜丝的永久亲水改性，且经过本发明制备得到的改性e-PTFE中空纤维膜丝接触角降低至≤50°，且亲水膜丝经反复水洗再晾干后，膜丝通量保持率≥90％；

2.本发明的连续化改性设备可实现膜丝亲水改性的连续生产，且生产过程工艺参数控制自动化程度高，大大提高了生产效率和产品批次间的稳定性；

3.本发明的连续化改性设备可与e-PTFE中空纤维膜丝制备装置对接，实现膜丝制备到膜丝亲水改性全过程在自动生产线上完成；

4.本发明的连续化改性设备可以应对不同的产量需求，实现了产能的翻倍。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备的结构示意图；

图2为图1中多元醇聚合物浸润装置的结构示意图；

图3为图2中的截面图；

图4为本发明一个实施例中多个多元醇聚合物浸润装置并列设置的结构示意图；

图5为本发明一个实施例中密封定位圈的截面图；

图6为本发明另一个实施例中密封定位圈的截面图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

下面参照图1-6描述本发明一些实施例的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备100。

请参照图1至图4，本发明实施例提供了一种e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备100，该e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备100包括依次连接的放丝装置10、多元醇聚合物浸润装置11、交联缩醛装置12、循环热处理装置13、清洗装置14、循环烘干装置15以及收丝装置16，其中，所述放丝装置10用于供应e-PTFE中空纤维膜丝200，所述多元醇聚合物浸润装置11内盛放有多元醇聚合物溶液，用于将多元醇聚合物溶液压入所述e-PTFE中空纤维膜丝200的壁孔内；所述交联缩醛装置12内盛放有醛类有机物、盐酸混合溶液，所述醛类有机物、盐酸混合溶液用于与所述e-PTFE中空纤维膜丝200上的多元醇聚合物发生交联缩醛反应；所述循环热处理装置13用于对发生交联缩醛反应的e-PTFE中空纤维膜丝200进行热定型处理；所述清洗装置14用于冲洗经过热定型处理后e-PTFE中空纤维膜丝200上的杂质；所述循环烘干装置15用于对冲洗后的e-PTFE中空纤维膜丝200进行烘干；所述收丝装置16用于收集烘干后的e-PTFE中空纤维膜丝200。

所述e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备100的工作原理为：将待改性的e-PTFE中空纤维膜丝200缠绕在放丝装置10上，在一定速度下通过多元醇聚合物浸润装置11，多元醇聚合物浸润装置11中多元醇聚合物溶液可以均匀迅速的进入e-PTFE中空纤维膜丝200壁孔内；均匀吸附多元醇溶液后的e-PTFE中空纤维膜丝200进而进入交联缩醛装置12，在交联缩醛装置12中，醛类有机物、盐酸混合溶液被推入e-PTFE中空纤维膜丝200壁孔内，使得醛类有机物、盐酸混合溶液与e-PTFE中空纤维膜丝200壁孔内的多元醇充分接触，并控制合适温度，发生交联反应；在进入循环热处理装置13，e-PTFE中空纤维膜丝200亲水交联层在循环热处理装置13进行热定型处理后，可以牢固结合在e-PTFE中空纤维膜丝200壁孔内及表面；e-PTFE中空纤维膜丝200通过循环热处理装置13后进入清洗装置14，清洗装置14反复冲刷e-PTFE中空纤维膜丝200壁孔及表面残余未反应物质；清洗干净后的e-PTFE中空纤维膜丝200再进入循环烘干装置15，通过设定温度的热风循环，快速将e-PTFE中空纤维膜丝200变干，以便后面收丝后浇铸使用。烘干后的e-PTFE中空纤维膜丝200到达收丝装置16，进行卷绕，收丝装置的绕丝轮上成品膜丝达到要求的数量后进行收捆待用。

值得一提的是，多元醇聚合物浸润装置11、交联缩醛装置12、循环热处理装置13、清洗装置14、循环烘干装置15均包括壳体17以及沿着壳体17的长度方向开设的穿丝通道18，所述穿丝通道18贯穿所述壳体17，于所述穿丝通道18的相对两开口处分别设置密封定位圈19，所述密封定位圈19一方面对e-PTFE中空纤维膜丝200的水平方向进行定位，另一方面通过与e-PTFE中空纤维膜丝200的外表面截面配合，对穿丝通道18内的液体或气体起到密封作用。

需要说明的是，在本实施例中，对于多元醇聚合物浸润装置11、交联缩醛装置12、清洗装置14等具有液体注入的装置都设置计量泵20和压力变送器21和温度变送器22，可以通过设定压力值反馈控制计量泵20转速，实现稳定压力浸润，保证浸润的均匀性，温度变送器22可以反馈控制所连接的溶液箱的加热系统来实现温度核定，保证交联反应效果。而对于循环热处理装置13、循环烘干装置15等具有气体循环的装置都设置压力变送器21、温度变送器22和鼓风机23，气体压力通过压力变送器21反馈控制鼓风机23频率来实现恒压运行，温度变送器22控制气体输送管路加热，保证气体温度恒定，以实现热处理质量的稳定和烘干速度的恒定。

进一步地，继续参照图2-3，所述壳体17包括中空柱形本体170以及于本体170的两端分别设置的密封盖板171，其中，所述密封盖板171上开设有与所述穿丝通道18连通的穿丝孔，所述穿丝通道18设置于所述本体170内，具体地，所述密封盖板171与所述本体170的两端面通过紧固螺栓24连接。

值得一提的是，所述本体170、所述密封盖板171以及所述密封定位圈19同轴设置，且所述本体170的两端面开设有用于安装所述密封定位圈19的安装槽。

需要注意的是，所述本体170的表面开设有与所述穿丝通道18连通的进气口(进液口)172，所述本体170的表面开设有与所述穿丝通道18连通的出气口(出液口)173，其中，所述进气口(进液口)172以及所述出气口(出液口)173相对而设。具体地，所述进气口(进液口)172可以与鼓风机23(计量泵20)的输出端连通，所述出气口(出液口)173可以与温度变送器22连接，温度变送器22在与出气口连接时，可以通过控制气体输送管路加热，保证气体温度恒定，以实现热处理质量的稳定和烘干速度的恒定。温度变送器22在与出液口连接时，可以反馈控制所连接的溶液箱的加热系统来实现温度核定，保证交联反应效果。

在本发明的一些实施例，如图5所示，所述密封定位圈19具有穿入端190以及穿出端191，所述密封定位圈19的通孔192包括靠近所述穿入端190的第一段192a以及靠近所述穿出端191的第二段192b，其中，沿所述穿入端190至所述穿出端191的方向，所述第一段192a的内径逐渐减小，所述第二段192b的内径保持不变。具体地，第二段192b的内径略大于e-PTFE中空纤维膜丝200的外径，通过将通孔192设置成一端开口大，一端开口小的形状，这样通孔192可以对穿入密封定位圈19的e-PTFE中空纤维膜丝200起到导向作用，提高了e-PTFE中空纤维膜丝200的穿设速度，降低了e-PTFE中空纤维膜丝200的穿设难度。

在本发明的其他一些实施例中，如图6所示，所述密封定位圈19具有穿入端190以及穿出端191，所述密封定位圈19的通孔192包括靠近所述穿入端190的第一段192a、靠近所述穿出端191的第二段192b以及位于所述第一段192a以及第二段192b之间的中间段192c，其中，沿所述穿入端190至所述穿出端191的方向，所述第一段192a的内径逐渐减小，所述中间段192c的内径保持不变，所述第二段192b的内径逐渐增大。具体地，中间段192c的内径略大于e-PTFE中空纤维膜丝200的外径，通过将通孔192设置成两端开口大，中间开口小的形状，这样通孔192可以对穿入和穿出密封定位圈19的e-PTFE中空纤维膜丝200起到导向作用，可以进一步提高了e-PTFE中空纤维膜丝200的穿设速度，降低了e-PTFE中空纤维膜丝200的穿设难度。

需要注意的是，第一段192a、第二段192b可以对称设置。

值得一提的是，如图4所示，所述多元醇聚合物浸润装置可以并排设置8个，相应地，交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置也可以并排设置8个，这样一来，可以同时处理8根膜丝，在占地面积无明显增加的前提下，满足不同的生产量需求。

接下来，本发明通过实施例的方式对上述e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备100改性e-PTFE中空纤维膜丝的方法进行详细说明，其中，需要说明的是，以下实施例使用的e-PTFE中空纤维膜丝的内径1.5mm，外径2.3mm，e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔孔径的平均值为300nm，上述设备中各装置的穿丝通道18的长度为1m。

实施例1

本实施例涉及一种e-PTFE中空纤维膜丝亲水改性的方法，包括以下步骤：

1、首先将绕满已用乙醇浸润的e-PTFE中空纤维膜丝(以下简称膜丝)的线轴安装于放丝装置10上，此时膜丝浸泡于该装置所自带水槽内；

2、e-PTFE中空纤维膜丝经导轮导引到达多元醇聚合物浸润装置11，并穿过多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18；多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18内充满经计量泵注入质量百分比浓度为1％、温度为30℃的多元醇聚合物溶液且形成0.1Mpa的压力，该多元醇聚合物溶液与膜丝在多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18内接触并压入膜丝壁孔内；

3、膜丝经过多元醇聚合物浸润装置11后进入交联缩醛装置12，此时交联缩醛装置12的穿丝通道内液体压力在0.02Mpa，膜丝孔内涂覆的多元醇聚合物与交联缩醛装置12中的温度为50℃的醛类有机物、盐酸混合溶液接触发生交联缩醛反应，生成缩醛聚合物；其中，醛类有机物质量百分比浓度为2％；盐酸质量百分比浓度为1.5％，醛类有机物是由烃基和醛基相连所构成；

4、膜丝再继续进入循环热处理装置13，进行热定型处理，其中，所述热定型处理的温度为120℃，循环热处理装置13的穿丝通道内气体压力在0.1MPa；

5、热处理后的膜丝进入清洗装置14，用温度为30℃的纯水冲洗掉膜丝孔内多余未反应物质，清洗装置14的穿丝通道内液体压力在0.05MPa；

6、冲洗干净后的膜丝进入循环烘干装置15进行烘干处理，其中，循环烘干装置15的穿丝通道内气体压力在0.2Mpa，烘干温度为100℃，并且循环烘干装置15内热风循环；

7、亲水改性完成后的干态膜丝经收丝装置16牵引卷绕到特定周长的绕丝轮上，收丝装置16的收丝速度为10m/min，绕丝轮上成品膜丝达到要求的数量后进行收捆待用。

实施例2

本实施例涉及一种e-PTFE中空纤维膜丝亲水改性的方法，包括以下步骤：

1、首先将绕满已用乙醇浸润的e-PTFE中空纤维膜丝(以下简称膜丝)的线轴安装于放丝装置10上，此时膜丝浸泡于该装置所自带水槽内；

2、e-PTFE中空纤维膜丝经导轮导引到达多元醇聚合物浸润装置11，并穿过多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18；穿过多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18内充满经计量泵注入质量百分比浓度为2％、温度为50℃的多元醇聚合物溶液且形成0.1Mpa压力，该多元醇聚合物溶液与膜丝在喷涂板内接触并压入膜丝壁孔内；

3、膜丝经过多元醇聚合物浸润装置11后进入交联缩醛装置12，此时交联缩醛装置12的穿丝通道内液体压力在0.02Mpa，膜丝孔内涂覆的多元醇聚合物与交联缩醛装置12中的温度为40℃的醛类有机物、盐酸混合溶液接触发生交联缩醛反应，生成缩醛聚合物；其中，醛类有机物质量百分比浓度为4％；盐酸质量百分比浓度为3％，醛类有机物是由烃基和醛基相连所构成；

4、膜丝再继续进入循环热处理装置13，进行热定型处理，其中，所述热定型处理的温度为110℃,循环热处理装置13的穿丝通道内气体压力在0.1MPa；

5、热处理后的膜丝进入清洗装置14，用温度为50℃的纯水冲洗掉膜丝孔内多余未反应物质，清洗装置14的穿丝通道内液体压力在0.05MPa；

6、冲洗干净后的膜丝进入循环烘干装置15进行烘干处理，其中，循环烘干装置15的穿丝通道内气体压力在0.2Mpa，烘干温度为110℃，并且循环烘干装置15内热风循环；

7、亲水改性完成后的干态膜丝经收丝装置16牵引卷绕到特定周长的绕丝轮上，收丝装置16的收丝速度为25m/min，绕丝轮上成品膜丝达到要求的数量后进行收捆待用。

实施例3

本实施例涉及一种e-PTFE中空纤维膜丝亲水改性的方法，包括以下步骤：

1、首先将绕满已用乙醇浸润的e-PTFE中空纤维膜丝(以下简称膜丝)的线轴安装于放丝装置10上，此时膜丝浸泡于该装置所自带水槽内；

2、e-PTFE中空纤维膜丝经导轮导引到达多元醇聚合物浸润装置11，并穿过多元醇聚合物浸润装置11的穿丝通道18；多元醇聚合物浸润装置11的料液腔内充满经计量泵注入质量百分比浓度为1.5％、温度为40℃的多元醇聚合物溶液且形成0.1Mpa压力，该多元醇聚合物溶液与膜丝在喷涂板内接触并压入膜丝壁孔内；

3、膜丝经过多元醇聚合物浸润装置11后进入交联缩醛装置12，此时交联缩醛装置12的穿丝通道内液体压力在0.02Mpa，膜丝孔内涂覆的多元醇聚合物与交联缩醛装置12中的温度为60℃的醛类有机物、盐酸混合溶液接触发生交联缩醛反应，生成缩醛聚合物；其中，醛类有机物质量百分比浓度为2.5％；盐酸质量百分比浓度为2％，醛类有机物是由烃基和醛基相连所构成；

4、膜丝再继续进入循环热处理装置13，进行热定型处理，其中，所述热定型处理的温度为100℃，循环热处理装置13的穿丝通道内气体压力在0.1MPa；

5、热处理后的膜丝进入漂洗浴装置6，用温度为40℃的纯水冲洗掉膜丝孔内多余未反应物质，清洗装置14的穿丝通道内液体压力在0.05MPa；

6、冲洗干净后的膜丝进入清洗装置14进行烘干处理，其中，循环烘干装置15的穿丝通道内气体压力在0.25Mpa，烘干温度为80℃，并且清洗装置14内热风循环；

7、亲水改性完成后的干态膜丝经收丝装置16牵引卷绕到特定周长的绕丝轮上，收丝装置16的收丝速度为15m/min，绕丝轮上成品膜丝达到要求的数量后进行收捆待用。

需要说明的是，实施例1-3中的多元醇聚合物溶液优选为聚乙烯醇类、聚乙二醇类、聚丙二醇类中的一种或多种的水或乙醇溶液，醛类有机物优选为戊二醛，本申请在此不做赘述。

值得一提的是，实施例1-3中步骤6中的穿丝通道中的气体压力、烘干温度协同配合才可使得膜丝变干，温度、压力过低或过高膜丝无法变干，影响膜丝的后续浇铸使用。实施例1-3中各装置的工艺参数如表1所示：

表1实施例1-3中各装置的工艺参数

对比例1

与实施例1相比，对比例1的不同之处在于：步骤2中的多元醇聚合物溶液的质量百分比浓度为5％，步骤3中的醛类有机物质量百分比浓度为5％，其他步骤不变，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

对比例2

与实施例1相比，对比例2的不同之处在于：步骤2中的多元醇聚合物溶液的质量百分比浓度为0.3％，步骤3中的醛类有机物质量百分比浓度为1％，其他步骤不变，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

对比例3

与实施例1相比，对比例3的不同之处在于：将步骤2中的压力设置为0.01Mpa，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

对比例4

与实施例1相比，对比例4的不同之处在于：将步骤2中的压力设置为1Mpa，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

对比例5

与实施例1相比，对比例5的不同之处在于：将步骤4中的热定型处理的温度设置为150℃，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

对比例6

与实施例1相比，对比例6的不同之处在于：将步骤5中的热清洗装置14的穿丝通道内液体压力设置为0.01MPa，改性方法及工艺参数同实施例1，各工艺参数如表2所示。

表2对比例1-7中各装置的工艺参数

接下来，对实施例1-3、对比例1-7改性得到的e-PTFE中空纤维膜丝进行接触角以及通量检测，检测结果如表3所示：

表3本发明实施例1-3及对比例1-7改性得到的e-PTFE中空纤维膜丝接触角变化以及通量检测结果

需要说明的是，表3中提到的纯水通量保持率是指反复用水冲洗后膜丝晾干所测纯水通量与未做改性原膜丝经乙醇等低表面张力液体浸润再用水置换后所测纯水通量之比。

由表3所示的数据可以发现，经由实施例1-3改性方法获取的改性e-PTFE中空纤维膜丝的接触角分别为42°、45°、47°，由此可见，实施例1-3中的改性膜丝的接触角均≤50°，这说明实施例1-3中的改性膜丝具有优异的亲水性，此外实施例1-3中的改性膜丝经反复水洗再晾干后，改性膜丝的通量保持率均≥90％，这说明实施例1-3中的改性膜丝的亲水性性能稳定。

对比例1中的多元醇浓度和戊二醛浓度大于实施例1中的多元醇浓度和戊二醛浓度，虽然对比例1改性得到的膜丝亲水性较好，接触角降为了40°，但由于交联层过厚堵塞了膜孔，亲水膜丝通量纯水通量只有原膜丝酒精浸润后的55％。对比例2中的多元醇浓度和戊二醛浓度小于实施例1中的多元醇浓度和戊二醛浓度，经过对比例2改性得到的膜丝亲水性以及纯水通量性能较差。由此可知，如果多元醇浓度和戊二醛浓度过低，交联后的涂层不完整或强度低，后续作为微滤膜使用时易被冲刷变形或流失；如果多元醇浓度和戊二醛浓度过大，交联层行程过厚又影响了膜孔通道大小进而影响使用时的水通量。

对比例3中步骤2的压力小于实施例1中的压力，对比例4中步骤2的压力大于实施例1中的压力，对比例3的接触角为120°，未实现亲水效果，对比例4的接触角亲水性较好，但由于内壁形成亲水层过厚造成堵塞影响了纯水通量保持率由此可知，如果步骤2压力＜0.1MPa，则无法使得膜丝全部壁孔都处于浸润状态，部分膜孔未实现亲水，阻碍了作为微滤膜过滤使用时水顺利的通过；如果步骤2压力＞0.1MPa则大量溶液进入膜丝内腔，不仅造成药品浪费且后续清洗和烘干工序完成难度增大。

膜丝经过步骤4中的热定型处理经高温处理，膜内交联涂层受热，变的更平整贴附，与膜丝壁孔结合力更强。对比例5中步骤4中的热定型处理温度大于实施例1中的温度，经过对比例5改性得到的膜丝亲水性以及纯水通量性能较差。由此可知，温度过高，交联层会有收缩现象，膜丝壁孔内部结构发生变化，影响后续使用通量。

对比例6中步骤5的清洗装置14的穿丝通道内液体压力小于实施例1中的压力，经过对比例6改性得到的膜丝亲水性以及纯水通量性能较差。由此可知，经过清洗装置14的膜丝，如果清洗压力太小，热清洗装置内的水无法透过壁孔进入膜丝的内腔，进而无法将膜丝上残存的未反应的物质随水循环带走。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，包括：

依次连接的放丝装置、多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置以及收丝装置，其中，所述放丝装置、多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置以及收丝装置呈线性排布，所述多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置均包括壳体以及沿着壳体的长度方向开设的穿丝通道，所述穿丝通道贯穿所述壳体，于所述穿丝通道的相对两开口处分别设置密封定位圈；

所述密封定位圈具有穿入端以及穿出端，所述密封定位圈的通孔包括靠近所述穿入端的第一段以及靠近所述穿出端的第二段，其中，沿所述穿入端至所述穿出端的方向，所述第一段的内径逐渐减小，所述第二段的内径保持不变；

其中，所述多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、清洗装置都设置计量泵和压力变送器和温度变送器，所述循环热处理装置、循环烘干装置都设置压力变送器、温度变送器和鼓风机；所述多元醇聚合物溶液加压注入e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内；在交联缩醛装置中，醛类有机物、盐酸混合溶液被推入e-PTFE中空纤维膜丝壁孔内。

2.根据权利要求1所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，所述壳体包括中空柱形本体以及于本体的两端分别设置的密封盖板，其中，所述密封盖板上开设有与所述穿丝通道连通的穿丝孔，所述穿丝通道设置于所述本体内。

3.根据权利要求2所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，所述本体、所述密封盖板以及所述密封定位圈同轴设置。

4.根据权利要求3所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，所述本体的两端面开设有用于安装所述密封定位圈的安装槽。

5.根据权利要求4所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，所述本体的表面开设有与所述穿丝通道连通的进气口或进液口，所述本体的表面开设有与所述穿丝通道连通的出气口或出液口，其中，所述进气口或进液口以及所述出气口或出液口相对而设。

6.根据权利要求1所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，所述多元醇聚合物浸润装置、交联缩醛装置、循环热处理装置、清洗装置、循环烘干装置的个数均为多个，多个所述多元醇聚合物浸润装置彼此并排而设。

7.根据权利要求1-6任一项所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备，其特征在于，还包括与所述放丝装置连接的e-PTFE中空纤维膜丝制备装置。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的e-PTFE中空纤维膜丝的连续化改性设备进行亲水改性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用乙醇对e-PTFE中空纤维膜丝进行浸润，得到浸润后的e-PTFE中空纤维膜丝；

将多元醇聚合物溶液加压注入浸润后的e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内，得到多元醇处理后的e-PTFE中空纤维膜丝；

将多元醇处理后的e-PTFE中空纤维膜丝置于醛类有机物、盐酸混合溶液中，以使得多元醇聚合物溶液与醛类有机物、盐酸混合溶液发生交联缩醛反应，进而在所述e-PTFE中空纤维膜丝的壁孔内生成缩醛聚合物。

9.根据权利要求8所述的亲水改性的方法，其特征在于，所述多元醇聚合物溶液选自聚乙烯醇类、聚乙二醇类、聚丙二醇类中的一种或多种的水或乙醇溶液。

10.根据权利要求8所述的亲水改性的方法，其特征在于，所述醛类有机物由烃基和醛基相连所构成。

Images