[发明专利]一种增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜的制备方法，具体步骤包括：铸膜液的配制；支撑体的制备；外凝固液的配制；纺丝；漂洗置换；热处理。本发明采用热致相分离与溶液相转化法相结合的方法制备增强型PVDF中空纤维微孔滤膜，与溶液相转化法相比，消除了指状孔，膜的微观结构更合理，与热致相分离法相比，简化了操作，不用溶剂萃取，降低了成本；在铸膜液配方中加入纳米玻璃粉或纳米碳化硅等无机添加剂，增加了膜丝的强度，特别增加了膜丝的耐压和耐磨性能。

技术领域

本发明属于水处理用膜材料技术领域，具体涉及一种增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜及其制备方法。

背景技术

聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的热稳定性和化学稳定性、突出的耐候性和耐老化性以及良好的机械性能，因此PVDF中空纤维微孔滤膜在分离行业尤其是污水处理行业得到了广泛的应用。

用于污水处理的PVDF中空纤维滤膜，对膜的通量、抗污染性能和强度要求比较高。

膜通量和抗污染性能与膜的亲水性能有关，通常采用共混改性的方式增加膜的亲水性。专利CN200710110891.6，CN200710178460.3，CN200810243108.8，CN201110383379.5，CN201210348071.1，CN201210401611.8，CN201310492612.2等公开了有关通过共混改善PVDF膜的亲水性和抗污染性能的方法。专利CN201410202695.1则通过嵌段聚合物对膜进行亲水改性，专利CN201410854869.2通过接枝改性改善膜的亲水性。

关于膜强度的提高有三种思路，一种是在膜丝中增加一根或几根纤维，形成所谓的“砼式膜”，中国专利CN200510013255.2，CN201010209047.0，CN201110119197.7，CN201110243287.7，CN201410007868.4，CN201410423395.6，CN201510175832.1，CN201510425431.7等公开了类似采用纤维丝对膜的强度增强的方法。经过该方法增强的中空纤维膜，只能在轴向起到加强作用，在膜的径向根本起不到任何加强作用。另一种中空纤维膜增强的方法是通过在编织管的外边涂膜，形成具有支撑层的复合膜，中国专利CN200910097143.8，CN201110411620.0，CN201210280967.0，CN201310395624.3，CN201510254916.4，CN201610472418.1，CN201610466248.6，CN201610680345.5等均采用该思路对中空纤维膜进行增强。该方法的关键在于如何增加膜层与支撑编织物之间的亲和力，防止膜层在使用过程中剥离。第三种增加中空纤维膜强度的方法，是从膜层本身想办法，增加膜丝的强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于污水处理的增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜及其制备方法，采用该方法得到的增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜强度高，水通量大，抗污染性能好，且膜层与支撑层结合牢固，生产过程简单。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种增强型聚偏氟乙烯中空纤维微孔滤膜的制备方法，具体步骤如下：

（1）铸膜液的配制：将PVDF树脂、铸膜液溶剂、铸膜液非溶剂、亲水改性剂、无机添加剂按质量比1:（1.6-3.0）:（0.02-0.4）:（0.01-0.2）:（0-0.1）的比例加入到搅拌釜中，于128-186℃下加热溶解，静置脱泡4-6小时，形成铸膜液；

（2）支撑体的制备：将复丝纤维用编织机编织成外径为0.8-3.2mm的圆形中空编织物，洗涤去除编织物表面的油污和污染物，并用柔顺剂处理，晾干，得到支撑体；

（3）外凝固液的配制：将外凝固液溶剂、外凝固液非溶剂和水按质量比1:（0.5-2.0）:（0-0.1）的比例加入到凝固浴槽中，于室温下搅拌均匀，得到外凝固液；