[发明专利]一种中空纤维多孔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空纤维多孔膜的制备技术，具体为一种高强度、大通量的 中空纤维多孔膜及其熔融纺丝的制备方法，国际专利分类号拟为Int.Cl..D01F 6/00(2006.01)I。

背景技术

关于熔融纺丝制备中空纤维多孔膜的方法，已有许多文献报道。其中包 括一类采用PP、PE等硬弹性聚合物材料制备中空纤维多孔膜的相关技术，例 如，中国专利(ZL901003174)介绍了一种PP中空纤维多孔膜的制备方法， 主要是将本体聚合物PP直接熔融，经过中空纤维纺丝组件得到中空纤维，待 其结构稳定后，经过后拉伸使其晶区与非晶区发生微相分离，从而形成微孔 结构，但这种方法所得中空纤维多孔膜的孔隙率通常较低，且所得膜的亲水 性也较差，水通量较低，多适用于做气体分离膜，如人工肺等；又如，日本 旭化成株式会社公开的一种制备聚偏氟乙烯多孔膜的方法(ZL98807444.3)， 该方法包括将聚偏氟乙烯树脂与有机液体和无机粒料混合，在所述树脂的熔 点以上60℃或更高的温度下将所得的混合物加热熔融，将熔融的混合物挤 制成中空纤维的形式，再使所得中空纤维型的挤出物在空气中通过，并将所 述的挤出物卷取，但这种方法的纺丝温度通常相对较高(按专利所述，应在聚 合物基质相熔点的60℃或更高的温度下)，且由于所用有机液体在室温下 为聚合物的不良溶剂，如果为提高水通量而加入大量有机液体，则混合物的 可纺性将相应变差，从而在实际制备过程中工艺较难控制。中国专利公开 (CN1899678A)介绍了一种将非溶剂、高分子致孔剂及表面活性剂进行共混， 经高温(高于聚合物熔融温度10-50℃)熔融挤出，制备中空纤维膜的方法。 该方法为赋予中空纤维膜通透的微孔结构，采用异丙醇、乙醇等有机溶剂对 非溶剂进行萃取，但由于萃取过程需要使用其他有机溶剂，势必提高生产成 本并易于造成二次污染。中国专利文献(CN1510180A)介绍了仅依靠聚合物 与高分子致孔剂及稀释剂等进行共混，经熔融纺丝工艺制备中空纤维多孔膜 的方法。但该方法由于水溶性聚合物如聚氧乙烯等与聚偏氟乙烯(PVDF)的相 容性差异及熔融纺丝制膜温度下的粘度差异，实际制备过程中很难形成均匀 的微孔结构，从而导致PVDF中空纤维多孔膜综合性能的下降。在申请人检索 范围内，尚未见与本发明下述中空纤维多孔膜熔融纺丝制备方法相同的技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种中空纤维 多孔膜及其制备方法。该中空纤维多孔膜强度高，通量大，成本低，便于熔 融纺丝制备；该制备方法工艺简单，适用性好，有利于降低成本和推广实施。

本发明解决所述中空膜技术问题的技术方案是，设计一种中空纤维多孔 膜，该膜的多相成膜体系重量百分比配方为：

聚合物基质相              40-60％；

有机复配液体              20-30％；

水溶性物质                20-40％，其中，

所述的聚合物基质相为能够被有机溶剂溶解且可熔融加工的聚合物；所述的 有机复配液体为占其总重量60-90％的良溶剂与占其总重量40—10％的非溶 剂物质的混合物，所述的良溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚 砜；所述的非溶剂物质为吐温、三缩四乙二醇、二缩三乙二醇、1，3-丁二醇、 1，4-丁二醇和水中的至少一种；所述的水溶性物质为水溶性聚合物或低分子 水溶性粒子、或者这两者任意配比的混合物，所述的水溶性聚合物为聚氧化 乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇及聚乙烯醇中的至少一种，所述的低分 子水溶性粒子为微米级的无机粒子或/和微米级的有机粒子，所述无机粒子为 氯化锂、氯化钾、氯化钠和氯化钙中的至少一种，所述的有机粒子为尿素、 蔗糖和谷氨酸钠中的至少一种。

本发明解决所述制备方法技术问题的技术方案是，设计一种本发明所述 中空纤维多孔膜的制备方法，该制备方法采用本发明所述多相成膜体系重量 百分比配方和如下熔融纺丝工艺，包括：

(1)将所述的良溶剂和非溶剂物质按比例进行均匀混合，制备有机复配 液体；

(2)对于使用低分子水溶性粒子的多相成膜体系，先将配方所述粒子与 所制备的有机复配液体按所述比例混合均匀，然后再将所得混合物与聚合物 基质相按所述比例均匀共混；或者，