[发明专利]一种微波浪形状中空纤维纳滤膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种微波浪形状中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，1)将铸膜液和芯液分别从喷丝头的铸膜液口和芯液口挤出形成中空管状液膜；2)液膜经过空气间隙后进入凝胶装置形成凝胶态的初生膜丝，凝胶装置中设置有绕丝栅栏，初生膜丝经过绕丝栅栏形成微波浪形状的膜丝，微波浪形状的膜丝出凝胶装置后经过水洗、固化得到微波浪形状中空纤维超滤基膜。本发明微波浪形状的膜丝与膜丝之间可以紧密排列，自由度较低，减小水流对某些位置的冲击，很好的避免了断丝情况；增加滤芯中纳滤膜的有效面积，提高滤芯通量；该制备方法简单，投资小，便于产业化。

技术领域

本发明属于过滤膜技术领域，具体涉及一种微波浪形状中空纤维纳滤膜的制备方法。

背景技术

纳滤膜是近几年发展较快的新型膜分离技术。中空纤维纳滤膜结合了中空纤维和复合纳滤膜的诸多优点，呈自支撑结构，膜组件操作压力低，膜装填密度较大，预处理和维护都比卷式膜更为简单，可广泛应用于软化水、苦咸水淡化、食品加工及电子工业等领域，是近些年纳滤膜领域研究的一个热点。目前的中空纤维纳滤膜都是直直的圆筒状，在滤芯组件结构中，膜丝与膜丝之间缝隙较大，在水流动过程中，膜的自由度高，容易断丝；另外直筒膜的有效面积有限，这样组装的滤芯组件通量小。

中国发明专利CN111282455A(专利号为CN202010125683.9)公开了一种外压式中空纤维工业纳滤膜的制备方法，包括以下步骤：将铸膜液和芯液分别通过齿轮泵由铸膜液通道和芯液通道注入一个喷丝头，并经由喷丝头的铸膜液口和芯液口挤出中空管状液膜，液膜经过空气间隙后先后通过两个凝固浴池后缠绕在绕丝轮，相变形成外压式中空纤维纳滤膜丝，对中空纤维膜丝依次经过水，甘油的浸泡，而后在空气中晾干，其中铸膜液包括亲水性高分子，料液溶剂和助剂，其中铸膜液包括高分子聚合物，亲水性高分子，料液溶剂和助剂，其中高分子聚合物至少包括聚醚砜，聚砜的一种；亲水性高分子至少包括磺化聚醚砜，磺化聚砜，聚乙烯亚胺的一种，该亲水性高分子溶质的含量为5-30wt％，分子量介于500000-800000Da；料液溶剂包括二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮的至少一种，助剂包括聚乙二醇，乙二醇，氯化锂，溴化锂的至少一种。该方案中液膜经过空气间隙后先后通过两个凝固浴池后缠绕在绕丝轮，该方法制备出的中空纤维纳滤膜为直的圆筒状，在滤芯组件结构中，中空纤维纳滤膜易断丝且组装的组件通量小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术现状提供一种能够增加滤芯组件中纳滤膜的有效面积，提高滤芯通量的微波浪形状中空纤维纳滤膜的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种微波浪形状中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将铸膜液和芯液分别从喷丝头的铸膜液口和芯液口挤出形成中空管状液膜；

2)液膜经过空气间隙后进入凝胶装置形成凝胶态的初生膜丝，凝胶装置中设置有绕丝栅栏，初生膜丝经过绕丝栅栏形成微波浪形状的膜丝，微波浪形状的膜丝出凝胶装置后经过水洗、固化得到微波浪形状中空纤维超滤基膜；

3)将微波浪形状中空纤维超滤基膜浸入水相溶液中一段时间，取出干燥后去除多余水分，之后将基膜浸入配置好的油相溶液中发生界面聚合反应，后取出并加热干燥，得到微波浪形状中空纤维纳滤膜。

作为优选，所述步骤1)中铸膜液压力为0.5～2bar、温度为45～60℃、流速为5～15g/min，芯液压力为0.1～0.5bar、温度为45～60℃、流速为0.5～1g/min；喷丝头的内径为0.2～0.4mm，喷丝头的外径为0.4～0.6mm，喷丝头温度为45～65℃；所述步骤2)中空气间隙高度为5～10cm、温度为20-30℃；凝胶装置温度为40～60℃，水洗为四级，温度分别为75～80℃、80～85℃、85～90℃、90～95℃。