[发明专利]一种膜吸收用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空纤维膜的制备方法，具体涉及一种膜吸收用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，随之而来的环境污染问题日益严重，尤其是水污染。《国家环境保护“十二五”规划》指出，“改善水环境质量”是当前切实需要解决的突出环境问题之一。我国已经将水污染的治理列为重中之重。

膜吸收技术是将传统的化工吸收法和膜分离技术相结合的一种新型膜分离技术。与传统的膜分离技术不同，微孔膜材料只是起到隔离气体和吸收液的作用，气体从膜一侧的气相穿过膜的微孔扩散到另一侧的液相，被液相吸收，特别适宜分离、回收和浓缩溶液中的无机和有机挥发性物质。具有吸收效率高、操作简便（无泡沫、无液泛）、设备体积小、能耗低、可回收有用物质等优点。膜吸收技术可用于处理废水中的氨氮、酚等污染物。

膜吸收技术的核心部件就是疏水性中空纤维膜材料。专利CN 101037244A采用聚丙烯PP或聚偏氟乙烯PVDF与丙纶或腈纶织物制备双相分离膜，预先在高浓度氨氮废水中投加催化剂和微波辐照，然后进行处理。专利CN 101381127A 公开了一种采用膜吸收法回收丙烯腈废水中氰化物和氨氮的方法，其中采用的膜为聚丙烯PP或聚偏氟乙烯PVDF材料。专利CN1546393A公开了一种采用膜基吸收法处理氨氮废水的技术，其中采用的膜为聚丙烯PP中空纤维管。

随着污染的日益严重，废水的成分日趋复杂，尤其是高浓度工业废水、难降解工业废水，这些都对膜吸收用中空纤维膜材料提出了更苛刻的要求。聚四氟乙烯（PTFE）被称为“塑料王”，材料本身具有耐酸碱、耐高低温、耐微生物侵袭、抗氧化性等突出的特点。采用PTFE材料制备的中空纤维膜具有膜丝强度高、孔隙发达、柔韧性好、耐腐蚀等优势，被业界称为第四代膜材料，在膜分离过程中应用广泛。专利CN102284251A通过在聚酯（PET）纤维编织管支撑体上连续包缠聚四氟乙烯平板膜的方法制备聚四氟乙烯中空纤维膜，有效提高了聚四氟乙烯中空纤维膜的孔隙率。但该法引入疏水性较差的PET纤维编织管作为支撑体，在长时间的膜吸收处理过程中，PET纤维编织管易被水润湿，从而导致膜吸收处理的废水的质量大大下降。专利CN102266725A、CN202129031U首先分切微孔聚四氟乙烯平板膜，得到微孔聚四氟乙烯膜包缠带，然后将其浸渍在聚全氟乙丙烯水分散液中，最后将浸渍后的微孔聚四氟乙烯膜包缠带包缠在聚四氟乙烯中空纤维外环壁，在270-300℃进行热处理得到微孔聚四氟乙烯中空纤维膜。该法可缩小聚四氟乙烯中空纤维膜的孔径，同时提高孔隙率（大于60%）。但此法需要额外制备聚四氟乙烯平板膜或者额外购买，同时需要添置专门的分切设备和包缠设备，工艺相对来说比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜吸收用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法，该方法是将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂、醇类有机试剂混合，然后经过压坯、挤出、纵向拉伸、热定型得到聚四氟乙烯中空纤维膜。

本发明采用的技术方案的步骤如下：

（1）混料：选择聚四氟乙烯分散树脂粉末，将聚四氟乙烯分散树脂粉末、助挤剂、醇类有机试剂按质量比1：(0.2~0.4)：(0.01~0.3)混合均匀，在20~40℃静置60~100小时，然后在40~80℃静置10~20小时，使聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂、醇类有机试剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；

（2）压坯：将所述的聚四氟乙烯物料在压坯机上，常温下压制成圆柱形毛坯；

（3）挤出：将所述的圆柱形毛坯通过推压机，在40~60℃下挤出形成聚四氟乙烯中空管，挤出速度为100~300厘米/分钟；

（4）纵向拉伸：将所述的聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯中空纤维膜，拉伸倍数为0.5~5倍，烘箱温度为250~320℃；

（5）热定型：将所述的聚四氟乙烯中空纤维膜置于烘箱进行烧结热定型，烘箱温度为320~400℃，烧结时间为20~80秒，制备出膜吸收用聚四氟乙烯中空纤维膜。

所述的聚四氟乙烯分散树脂粉末的分子量为200万~1000万，如市售的日本大金公司的F106，浙江巨化集团的188。

所述的助挤剂为液态石蜡、石油醚或煤油。

所述的醇类有机试剂为乙醇、异丙醇、戊醇、己醇、正丁醇或叔丁醇。

与背景技术相比，本发明具有的有益效果是：