CN113773530A - 一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，包括竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、热熔胶。本发明利用阳离子聚丙烯酰胺与竹纤维以氢键链接，形成架桥；多聚磷酸钠与阳离子聚丙烯酰胺通过分子间静电引力作用交联，提升了拉伸强度，同时形成少量聚丙烯酰胺‑竹纤维纳米微粒，提升了管式膜的强度和韧性；再通过紫外光接枝的方法，在聚丙烯酰胺上接枝了聚乙烯，使之与竹纤维结合成为一体；当管式膜外压大于内压时，水会向管式膜渗透，多聚磷酸钠会吸附水而膨胀，堵塞管式膜空隙，避免水进入管式膜内部，与聚乙烯协同防水；利用双螺杆挤出熔融加工，经过拉伸符合成卷，制成管式膜，节省工艺步骤，节约能源，无废水产生。

Description

一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体为一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法。
背景技术
随着中国城镇化和工业化程度的不断提高，用水量日益增加，产生的污水量也随之增加。国家对排污标准及监管也提出了更高要求，进而使得运营成本增加。
膜曝气生物膜反应器(MABR)系统通常利用微生物来去除存在于待处理水中的有机污染物。在一些膜曝气生物膜反应器系统中，通过为生物膜提供氧气和可溶性有机化合物，生物膜在透气膜上生长。膜曝气生物膜反应器的使用减少了曝气量，大大节省了能源，而膜曝气生物膜反应器的核心关键技术就是透气不透水的膜材料。
很多膜曝气生物膜反应器使用中空纤维膜做为生物膜，但在没有供气工作情况下，水压较大的情况下容易进水。因此，设计抗菌和防水效果好的一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，以提升膜曝气生物反应器的实际使用效果，抗菌，使用寿命长，防水效果好，解决高水压下膜进水的问题。
本发明提供如下技术方案：一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，包括以下重量成分组成：竹纤维5-10份、阳离子聚丙烯酰胺2-7份、聚乙烯2-8份、多聚磷酸钠3-6份、热熔胶0.05-0.5份。
一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：取干燥的竹子，粉碎，加入溶解剂，超声波震荡1-10分钟，静止0.5-2小时溶解；
步骤二：抽滤回收溶解剂，并于40-60℃下烘干竹纤维至恒重；
步骤三：按重量份分别称取各原料，将竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、水经混料机混合，光辐射20-40分钟；
步骤四：将步骤三处理后的混合料烘干处理后送入双螺杆挤出熔融机，通过单层口膜流延成型为4-12丝厚的均匀片层，片层再穿过成型辊组，降温至50-80℃；
步骤五：将降温后的片层送入拉伸辊组，片层通过拉伸辊组进行1.2-2.5倍的纵向拉伸成型为膜片，进入复合机并采用热熔胶均匀复合，成品收卷，制成管式膜。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物，使用纯度50-80%。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物回收采用双效蒸发法回收。
根据上述技术方案，所述光辐射采用紫外线光照射，照射距离为15-30cm。
根据上述技术方案，所述熔融机挤出机温度180-260℃。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，
（1）以竹基纤维素为原料, 以N-甲基吗啉-N-氧化物溶剂，充分溶解竹纤维；再添加阳离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺与竹纤维以氢键链接，形成架桥；竹纤维具有很好的抗菌特性，使之制得的管式膜具有抗菌性，延长管式膜使用寿命；
（2）交联剂多聚磷酸钠在水溶液中是聚阴离子，阳离子聚丙烯酰胺带有正电荷，与聚阴离子发生分子间静电引力作用交联，增加了交联密度，拉伸强度在一定程度上得到提高；同时形成少量聚丙烯酰胺-竹纤维纳米微粒，这些微粒在膜中起到了一定的增强和增韧作用，使膜的性能得到了明显提升；
（3）通过紫外光接枝的方法，利用阳离子聚丙烯酰胺的特性接枝了聚乙烯，使聚乙烯与竹纤维结合成为一体，提升管式膜的防水性与耐腐蚀性；多聚磷酸钠具有良好的吸水特性，当管式膜外压大于内压时，水会向管式膜渗透，这时多聚磷酸钠会吸附水而膨胀，堵塞管式膜空隙，避免水进入管式膜内部，与聚乙烯协同防水；
（4）利用双螺杆挤出熔融加工，经过拉伸符合成卷，制成管式膜，节省工艺步骤，节约能源，无废水产生。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的 所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供技术方案：一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，包括以下重量成分组成：竹纤维5-10份、阳离子聚丙烯酰胺2-7份、聚乙烯2-8份、多聚磷酸钠3-6份、热熔胶0.05-0.5份。
一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：取干燥的竹子，粉碎，加入溶解剂，超声波震荡1-10分钟，静止0.5-2小时溶解；
步骤二：抽滤回收溶解剂，并于40-60℃下烘干竹纤维至恒重；
步骤三：按重量份分别称取各原料，将竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、水经混料机混合，光辐射20-40分钟；
步骤四：将步骤三处理后的混合料烘干处理后送入双螺杆挤出熔融机，通过单层口膜流延成型为4-12丝厚的均匀片层，片层再穿过成型辊组，降温至50-80℃；
步骤五：将降温后的片层送入拉伸辊组，片层通过拉伸辊组进行1.2-2.5倍的纵向拉伸成型为膜片，进入复合机并采用热熔胶均匀复合，成品收卷，制成管式膜。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物，使用纯度50-80%。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物回收采用双效蒸发法回收。
根据上述技术方案，所述光辐射采用紫外线光照射，照射距离为15-30cm。
根据上述技术方案，所述熔融机挤出机温度180-260℃。
实施例1
一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，包括以下重量成分组成：竹纤维8份、阳离子聚丙烯酰胺2份、聚乙烯3份、多聚磷酸钠3份、热熔胶0.1份。
一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：取干燥的竹子，粉碎，加入溶解剂，超声波震荡8分钟，静止1.6小时溶解；
步骤二：抽滤回收溶解剂，并于60℃下烘干竹纤维至恒重；
步骤三：按重量份分别称取各原料，将竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、水经混料机混合，光辐射35分钟；
步骤四：将步骤三处理后的混合料烘干处理后送入双螺杆挤出熔融机，通过单层口膜流延成型为12丝厚的均匀片层，片层再穿过成型辊组，降温至65℃；
步骤五：将降温后的片层送入拉伸辊组，片层通过拉伸辊组进行2.5倍的纵向拉伸成型为膜片，进入复合机并采用热熔胶均匀复合，成品收卷，制成管式膜。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物，使用纯度70%。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物回收采用双效蒸发法回收。
根据上述技术方案，所述光辐射采用紫外线光照射，照射距离为20cm。
根据上述技术方案，所述熔融机挤出机温度230℃。
实施例2
一种抗菌透气不透水管式膜及其制备方法，包括以下重量成分组成：竹纤维10份、阳离子聚丙烯酰胺3份、聚乙烯3份、多聚磷酸钠3份、热熔胶0.08份。
一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：取干燥的竹子，粉碎，加入溶解剂，超声波震荡5分钟，静止2小时溶解；
步骤二：抽滤回收溶解剂，并于60℃下烘干竹纤维至恒重；
步骤三：按重量份分别称取各原料，将竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、水经混料机混合，光辐射30分钟；
步骤四：将步骤三处理后的混合料烘干处理后送入双螺杆挤出熔融机，通过单层口膜流延成型为8丝厚的均匀片层，片层再穿过成型辊组，降温至60℃；
步骤五：将降温后的片层送入拉伸辊组，片层通过拉伸辊组进行1.9倍的纵向拉伸成型为膜片，进入复合机并采用热熔胶均匀复合，成品收卷，制成管式膜。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物，使用纯度60%。
根据上述技术方案，所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物回收采用双效蒸发法回收。
根据上述技术方案，所述光辐射采用紫外线光照射，照射距离为25cm。
根据上述技术方案，所述熔融机挤出机温度220℃。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗菌透气不透水管式膜，包括以下重量成分组成：竹纤维5-10份、阳离子聚丙烯酰胺2-7份、聚乙烯2-8份、多聚磷酸钠3-6份、热熔胶0.05-0.5份。
2.一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，包括以下具体步骤：
步骤一：取干燥的竹子，粉碎，加入溶解剂，超声波震荡1-10分钟，静止0.5-2小时溶解；
步骤二：抽滤回收溶解剂，并于40-60℃下烘干竹纤维至恒重；
步骤三：按重量份分别称取各原料，将竹纤维、阳离子聚丙烯酰胺、聚乙烯、多聚磷酸钠、水经混料机混合，光辐射20-40分钟；
步骤四：将步骤三处理后的混合料烘干处理后送入双螺杆挤出熔融机，通过单层口膜流延成型为4-12丝厚的均匀片层，片层再穿过成型辊组，降温至50-80℃；
步骤五：将降温后的片层送入拉伸辊组，片层通过拉伸辊组进行1.2-2.5倍的纵向拉伸成型为膜片，进入复合机并采用热熔胶均匀复合，成品收卷，制成膜管。
3.根据权利要求2所述的一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，其特征在于：所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物，使用纯度50-80%。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，其特征在于：所述竹纤维溶解剂为N-甲基吗啉-N-氧化物回收采用双效蒸发法回收。
5.根据权利要求2所述的一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，其特征在于：所述光辐射采用紫外线光照射，照射距离为15-30cm。
6.根据权利要求2所述的一种抗菌透气不透水管式膜的制备方法，其特征在于：所述熔融机挤出机温度180-260℃。
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