[发明专利]一种大通量加强型中空纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大通量加强型中空纤维膜，其中分离膜层由如下重量份数的组分组成：聚偏氟乙烯22‑30份、亲水剂10‑20份、极性溶剂50‑60份、致孔剂10‑20份、助剂5‑10份，亲水剂包含三乙醇胺。本发明采用亲水剂、助剂和聚偏氟乙烯在极性溶剂下共混改性，降低膜表面和膜孔内壁的表面张力，改善聚偏氟乙烯的亲水性，且亲水剂中的三乙醇胺能够与助剂当中的极性键产生氢键作用，从而能够长期维持亲水性，提高中空纤维膜的抗污染性，持久地保持较高的运行通量，同时铸膜液中多余的三乙醇胺还能够以氢键作用力吸附在中空纤维材料表面，从而增强分离膜层与中空纤维的粘附强度，而增加中空纤维作为支撑可使膜材料不会出现断丝现象。

技术领域

本发明涉及超滤膜技术领域，特别是涉及一种大通量加强型中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

超滤是一种以压力差为驱动力，根据物质大小的不同，利用筛分机理截留大分子溶质，实现与溶剂或小分子溶质分离的膜分离过程，所用的超滤膜的有效孔径在2～100nm之间。利用超滤膜表面微孔的筛选作用，可以实现对不同分子量物质的分离、提纯，对微粒、胶体、细菌和多种有机物的去除具有较好的效果，近年来广泛应用于水处理、食品、电子、机械、化工、石油、环保、医药和生物技术等相关领域。

目前，超滤膜主要由高分子材料制得，因其具有种类多、化学组成和结构可控、价格低、成膜性好等优点，是超滤膜的主要材料，占总膜材料的90%以上。商品化高分子膜材料主要有醋酸纤维素、硝酸纤维素、再生纤维素、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚芳醚砜、聚碳酸甲酯等。因此开发高分子超滤膜的制备技术至关重要。

现有技术中的中空纤维膜，均存在一些缺陷：1、无支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜皮层厚，容易发生断丝，处理效率低；2、内衬增强中空纤维膜分离层粘结强度低，皮层脱落影响处理效果和使用寿命；3、聚偏氟乙烯中空纤维膜亲水性差，使用过程中容易吸附污染物质，降低处理效率等缺陷。分离层的粘结强度和表面亲水性是影响内衬增强中空纤维膜分离性能的两个重要因素，由此可见，现有技术的中空纤维膜性能有待进一步的改善。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提供一种大通量加强型中空纤维膜及其制备方法。

本发明采用的技术解决方案是：

一种大通量加强型中空纤维膜，由中空纤维及包裹于中空纤维外的分离膜层组成，所述分离膜层由如下重量份数的组分组成：聚偏氟乙烯22-30份、亲水剂10-20份、极性溶剂50-60份、致孔剂10-20份、助剂5-10份，其中所述亲水剂包含三乙醇胺。

优选地，所述中空纤维为聚酯纤维、聚丙烯腈纤维或聚酰胺纤维。

优选地，所述极性溶剂为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。

优选地，所述致孔剂为聚维酮K30、聚维酮K60、聚乙二醇300、聚乙二醇600中的一种或多种组成。

优选地，所述聚偏氟乙烯的分子量为50万-70万道尔顿。

优选地，所述亲水剂包含质量占比达50％～100％的三乙醇胺。

优选地，所述亲水剂还包括聚乙二醇、聚山梨酯、醋酸纤维素、环氧丙烷-环氧己烷共聚物、油酸三乙醇胺、丁二酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸钠、鲸硬醇硫酸钠中的一种或多种。

优选地，所述助剂为聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯酰胺、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。

本发明还提供一种大通量加强型中空纤维膜的制备方法，具体包括如下步骤：

S1、聚偏氟乙烯、溶剂、亲水剂、致孔剂和助剂分别按照配比添加入搅拌釜搅拌混合24h，温度控制在90℃～95℃，搅拌速度为100HZ，得铸膜液；