[发明专利]一种环境友好型中空纤维膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及膜分离领域，特别涉及一种环境友好型中空纤维膜的制造方法。

背景技术

中空纤维膜广泛应用于工业及市政污水的处理、饮用水净化、中水回用、食品加工和生物医药等各种领域的过滤或透析。采用玉米聚乳酸共混膜设计，可分别研究与选择不同的共混高分子，易于得到高亲水性、高通量、抗菌性、环境友好的分离膜，因此，玉米聚乳酸共混中空纤维膜技术已成为高功能分离膜制备技术中的一个重要发展方向。

目前中空纤维膜在使用过程中主要存在以下问题：（1）不易降解，易造成环境污染；（2）抗菌性差，膜面易长生物菌，易污染，不易清洗；（3）原料是石化产品，不易再生。申请号为200810031016的中国发明专利申请公开的一种亲水性PVB共混中空纤维膜及其制备方法为：将PVB与其它高分子聚合物共混，加入溶剂、成孔剂等配成铸膜液纺丝制成中空纤维膜。《广西纺织科技》（2007年第36卷第1期）中的《玉米纤维》也介绍了用玉米聚合物纺丝制造玉米纤维，具有良好的抗菌性、吸水性（亲水性）和高强度，是一种极具发展前景的环保材料。美国HANZSCH BERND等在2003年8月21日公开的美国专利US2003158260报道了一种发酵淀粉类农产品（玉米）制得聚乳酸（玉米聚乳酸）。中国生物技术信息网2004年9月12日介绍了美国杜邦公司玉米聚合物（聚乳酸）纺织新面料面市，玉米聚合物来源于玉米，安全环保，有利于资源再生。目前，将玉米聚乳酸用于制备中空纤维膜还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的就是通过制备玉米聚乳酸共混中空纤维膜以解决膜易污染、难清洗和环境污染、不可再生的问题。

为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种环境友好型中空纤维膜的制造方法，其特征在于：包括如下步骤： 

步骤1：将聚乳酸和聚偏氟乙烯或聚醚砜、溶剂、成孔剂按以下重量比例混合：

聚乳酸              2-20%；

聚偏氟乙烯或聚醚砜  2-20%；

溶剂                50-86%；

成孔剂              0.5-25%；

步骤2：将上述溶液搅拌、加热溶解均匀制得的铸膜液，通过中空纤维纺丝机的纺丝头和在纺丝头中心管孔的芯液同时压出，然后进入外凝固液中，纺丝液中的溶剂和成孔剂进入凝固液相，而共混聚合物由于相转移而沉析成共混中空纤维膜。

进一步，所述的溶剂优选强极性溶剂，即可以为下述一种或多种溶剂的混合物：二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、三氯乙烷、丙酮或甲苯等。

进一步，所述的芯液可以为水或水和纺丝溶剂的混合液。

进一步，所述的凝固液为纯水和有机溶剂的混合溶液，其中有机溶剂的重量百份比浓度为0-30%，所述的有机溶剂优选乙醇或异丙醇。

进一步，所述的成孔剂是无机成孔剂或有机高分子成孔剂或为二者的混合物。

优选的，所述的无机成孔剂为下述一种或多种的混合物：氯化锂、硝酸锂、氯化钠、氯化钙、硝酸钙、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝等,无机成孔剂在铸膜液中的含量为0.5-20wt%，优选为1-10 wt%，无机成孔剂的粒度小于5微米，最好为纳米级。

进一步，当采用无机成孔剂时，可以在纺丝后再用碱、酸、水或有机溶剂等将无机成孔剂溶出。

进一步，所述的有机高分子成孔剂为下述一种或多种的混合物：聚乙二醇、乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等水溶性高分子聚合物，其中聚乙二醇的分子量最好为200-30000道尔顿，聚乙烯吡咯烷酮的分子量最好为200-30000道尔顿。有机高分子成孔剂在铸膜液中的含量为1-25wt%，优选为3-10wt%。

采用本发明所述的玉米聚乳酸共混中空纤维膜的制备方法，制得的中空纤维膜，其外径为0.5-3.5mm，内径为0.2-2.5mm，孔隙率为50-85%。膜分离孔径为0.001-1微米，在0.1MPa，25℃的测试条件下，纯水通水量为100-8000L/m2*hr。

本方法可以用于研制各种高功能超滤膜、纳滤膜、微滤膜及气体分离膜等，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)  通过采用玉米聚乳酸为主原料之一，原料来源充分而且可再生，且具有生物可降解性，对环境友好；

2)  玉米聚乳酸具有很好的亲水性，可以提高产品的通水量和抗污能力；