[发明专利]一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜及其制备方法

权利要求书

1.一种不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：中空纤维纺丝液的配制：在冰浴和氮气保护下，将二胺与溶剂混合搅拌至澄清得到第一混合液；将二酐分批与所述第一混合液混合反应，得到第二混合液；将所述第二混合液与无机盐、低沸点非溶剂和强非溶剂性非溶剂混合搅拌得到中空纤维纺丝液；所述无机盐选自氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化锂、硫酸锂和硝酸锂中的至少一种；

S2：聚酰胺酸中空纤维膜的制备：将所述中空纤维纺丝液进行脱泡处理后，与芯液一起依次经过喷丝板、空气间隙和凝固浴处理，得到中空纤维；将所述中空纤维依次经过纺丝过程、水浸泡、多次溶剂交换和晾干处理，得到所述聚酰胺酸中空纤维膜；所述芯液为有机溶剂与水的混合物；所述纺丝过程的收丝步骤通过收丝轮完成，所述收丝轮的收丝速度为10-60m/min；

S3：聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备：将所述聚酰胺酸中空纤维膜丝进行热亚胺化处理，得到所述聚酰亚胺中空纤维气体分离膜。

2.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S1中，以所述步骤S1所用全部物质的用量的总重量计，所述二胺的用量为9-20wt%，所述二酐的用量为9-20wt%，溶剂的用量为10-75wt%，所述无机盐的用量为1-10wt%，所述低沸点非溶剂的用量为1-15wt%，所述强非溶剂性非溶剂的用量为15-25wt%。

3.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S1中，

所述二胺选自4,4'-二氨基二苯醚、4,4'-二氨基二苯甲烷、对苯二胺、3,5-二氨基苯甲酸和2,3,5,6-四甲基-1,4-苯二胺中的至少一种；

所述二酐选自1,2,4,5-均苯四甲酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四酸二酐、双酚A型二醚二酐、联苯二酐、二苯醚四酸二酐和4,4'-(六氟异丙烯)二酞酸酐中的至少一种；

所述溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的至少一种；

所述低沸点非溶剂选自甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、四氢呋喃、石油醚和二氯甲烷中的至少一种；

所述强非溶剂性非溶剂选自甘油、正丁醇、异丙醇、正己烷、水、丙酸和乙二醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S1中，

所述二胺与所述溶剂混合搅拌的时间为3-10min；

所述二酐与所述第一混合液混合反应的时间为8-20h；

所述第二混合液与所述无机盐、所述低沸点非溶剂和所述强非溶剂性非溶剂混合搅拌的时间为3-24h。

5.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S2中，所述脱泡处理的时间为6h-36h，温度为10℃-75℃。

6.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S2中，

有机溶剂与水的质量比为（1-7）：（1-6）；

所述喷丝板为同心圆结构，所述芯液从所述喷丝板的内圆通过，所述中空纤维纺丝液从所述喷丝板的外圆通过；

所述空气间隙的距离为3-30cm；

所述凝固浴处理的温度为10℃-50℃。

7.根据权利要求6所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，所述有机溶剂选自N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的不溶型聚酰亚胺中空纤维气体分离膜的制备方法，其中，在步骤S2中，

所述水浸泡的时间为6-18h；

用于所述溶剂交换的溶剂为异丙醇-正己烷溶剂；所述溶剂交换的次数为1-12次；

所述晾干处理的时间为1-5天。