[发明专利]一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜及制备方法在审

专利信息
申请号: 202110805244.7 申请日: 2021-07-16
公开(公告)号: CN113457465A 公开(公告)日: 2021-10-01
发明(设计)人: 尤健明;阮万民;檀基元;周慧亮;潘少杰 申请(专利权)人: 桐乡市健民过滤材料有限公司
主分类号: B01D69/08 分类号: B01D69/08;B01D61/14;B01D71/34
代理公司: 杭州中港知识产权代理有限公司 33353 代理人: 张晓红
地址: 314511 浙江省嘉*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 一种 聚偏氟 乙烯 中空 纤维 超滤膜 制备 方法
【说明书】:

一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜及制备方法,属于超滤分离膜材料技术领域。其膜内表层、膜外表层分布设置微孔;膜中部为致密分离层,平均孔径为0.01‑0.03μm;由中部向膜层两端的微孔孔径逐渐增大,致密分离层两侧的微孔平均孔径为0.03‑0.2μm。上述一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜及制备方法,其膜断面微孔呈完全的非对称海绵状,无大空腔,微孔均匀分布在内、外表面上,膜中部为分离层,由中部向膜层两端的微孔孔径逐渐增大,使用中不易因擦伤或者刮伤而影响其分离效果,断面的海绵孔结构有效提高膜的强度;该纺丝工艺控制易实现,膜性能重复性好,便于大规模生产。

技术领域

本发明属于超滤分离膜材料技术领域,具体为一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜及制备方法。

背景技术

近年来,我国对污水处理和饮用水健康高度重视,而超滤分离膜材料在污水处理和饮用水净化中的应用越来越受到青睐,同时对超滤膜性能要求也越来越高。

目前国内已商品化的超滤膜及应用较广泛的品种主要有醋酸纤维素超滤膜(CA),这类膜亲水性好,但强度较差,不能满足工业水处理应用;聚砜类超滤膜,如聚醚砜(PES)这类膜具有良好的化学稳定性和热稳定性,比较广泛应用在家用净水,食品饮料和生物医疗等行业,因为其机械强度不高很少应用于工业水处理;聚烯烃类,如聚丙烯(PP)拉伸式超滤滤膜和聚丙烯(PP)纤维式深层过滤膜。目前的商品膜有平板式和中空式等多种构型;聚氟类,如聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜。这类超滤膜化学稳定性优异,耐酸耐碱和各种有机溶剂,机械强度高,非常适合应用于工业污水处理和饮用水净化。

专利CN103111189A公开了一种高通量聚偏氟乙烯中空纤维膜,采用干-湿法纺丝工艺制备而成双排指状孔结构的膜断面,但没有公开微观结构扫描电镜图。美国专利US6074718 公开了一种偏氟乙烯中空纤维膜及制备方法,该膜的指状孔结构贯穿整个断面。以上公开的的膜断面均存在指状孔结构,很大程度上降低了膜的机械性能;另外其分离层均在膜表面,在膜器件制作或使用过程中很容易被外物擦伤或刮伤而影响膜的分离效果。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于设计提供一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜及制备方法的技术方案,其膜断面微孔呈完全的非对称海绵状,无大空腔,微孔均匀分布在内、外表面上,膜中部为分离层,由中部向膜层两端的微孔孔径逐渐增大,使用中不易因擦伤或者刮伤而影响其分离效果,断面的海绵孔结构有效提高膜的强度;该纺丝工艺控制易实现,膜性能重复性好,便于大规模生产。

所述的一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜,包括膜内表层、膜外表层,其特征在于膜内表层、膜外表层分布设置微孔;膜中部为致密分离层,平均孔径为0.01-0.03μm;由中部向膜层两端的微孔孔径逐渐增大,致密分离层(3)两侧的微孔平均孔径为0.03-0.2μm。

所述的一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜,其特征在于该超滤膜断面微孔呈完全的非对称海绵状,无大空腔,膜的孔隙率≥85%。

所述的一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜,其特征在于膜内表层、膜外表层的厚度为50-80μm。

所述的一种聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的制备方法,其特征在于包括以下步骤:

1)将质量百分比16-24%聚偏氟乙烯、5-20%增稠剂、10-25%致孔剂、1-3%亲水改性剂、40-65%有机溶剂加入搅拌罐中, 65-75℃下搅拌11-13小时,过滤、真空脱泡11-13小时得到铸膜液;

所述增稠剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯、聚氨酯、羟乙基纤维素中的一种或两种;

所述致孔剂为乙醇、乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇、一缩二乙二醇、甘油中的一种或两种;

所述亲水改性剂为磺化聚偏氟乙烯、二醋酸纤维素、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物、改性壳聚糖中的一种或两种;

所述有机溶剂为磷酸三乙酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲级吡咯烷酮中的一种或两种;

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