[发明专利]一种编织管增强型中空纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理膜制备技术领域，更具体地说，是涉及一种编织管增强型中空纤维膜的制备方法。

背景技术

随着水处理行业对中空纤维膜使用寿命要求的不断提高，各类编织管增强型中空纤维膜的开发引起业界的广泛关注。通常编织管增强型中空纤维膜的制备方法是将溶液纺丝法基质相成膜体系直接涂覆于中空编织管外表面，然后进入凝固浴如水中进行固化成孔，继而得到编织管增强型中空纤维膜。为确保编织管增强型中空纤维膜在使用过程中不发生脱皮现象(即发生膜体与编织管之间的分离)，通常需要通过工艺参数如涂覆时间延长(指从料液与编织管接触到入水凝固成孔的时间)和料液粘度的下降等调整，来实现深度涂覆的目的。尽管通过上述手段可以实现深度涂覆，但始终存在这涂覆深度增加与膜丝通量下降之间的矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术中存在的不足，提供一种一种编织管增强型中空纤维膜的制备方法。

本发明一种编织管增强型中空纤维膜的制备方法，通过下述技术方案予以实现，将中空编织管先经过碳酸钙的水性浆料浸泡，使中空编织管纤维结构中掺入碳酸钙纳米粒子，所述碳酸钙水性浆料为采用亲水性纳米碳酸钙与水进行搅拌混合得到，其中纳米碳酸钙在悬浮液中的质量分数为5％-20％；然后于20-50℃加热烘干0.5-6h后，采用现有的中空编织管膜制备技术将中空编织管通过喷丝板挤出并在中空编织管外表面涂覆一层功能层成膜料液，最后使浸润成膜料液的中空编织管进入10-30℃含有酸的水相凝固浴中凝固5-20s后，得到编织管增强型中空纤维膜。

所述纳米碳酸钙水性浆料应在均匀搅拌的状态下对编织管进行浸润渗透，从而实现纳米碳酸钙粒子在编织管横截面纤维之间的深度均匀分布。所述纳米碳酸钙粒子的粒径为20-90nm。所述含有酸的水相凝固浴可以是1000ppm-10000ppm的盐酸或硫酸水溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述方法的原理在于，在成形过程中，成膜料液与中空编织管非互传的部分首先形成了起到分离作用的功能层，然后随着固化过程的深入，成膜料液与中空编织管相互贯穿的部分(以下简称互穿层)由料液和纳米碳酸钙粒子组成，遇到酸性水溶液纳米碳酸钙生成二氧化碳气体，这种微气泡赋予互穿层多孔结构，从而在不影响互穿深度的情况下，实现了无分离作用海绵层的疏松化，继而提高了所得膜的通透性能。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

取一卷聚酯纤维编织管(以下简称编织管)，将其浸入事先配好碳酸钙水性浆料(碳酸钙的质量分数为10％，碳酸钙粒径为40nm)，浸泡1h后将编织管从浆料中取出，放入烘箱内加热至25℃烘干0.5h后取出并安置在卷绕轮上，采用现有的编织管膜制备技术将编织管通过喷丝板挤出并在编织管外表面涂覆一层功能层成膜料液，而后将经涂覆浸润后成膜料液的编织管牵引至盛满2000ppm盐酸的凝固浴槽中并在凝固浴中固化10s，得到编织管增强型中空纤维膜。

所得编织管增强型中空纤维膜的力学性能达到600N，平均孔径为40nm，通量达到1600LMH，在确保了膜丝力学性能、膜表面功能层与编织管增强体之间的结合强度的同时使膜丝通量得到有效提升。

对比例1

取一卷聚酯纤维编织管(以下简称编织管)安置在卷绕轮上，采用现有的编织管膜制备技术将编织管通过喷丝板挤出并在编织管外表面涂覆一层功能层成膜料液，而后将经涂覆浸润后成膜料液的编织管牵引至盛满水的凝固浴槽中并在凝固浴中固化10s，得到编织管增强型中空纤维膜。

所得编织管增强型中空纤维膜的力学性能达到600N，平均孔径为40nm，通量仅为900LMH，膜表面功能层与编织管增强体之间的结合强度与膜丝通量无法得到兼顾。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。