[发明专利]基于LabView控制的中空纤维膜涂敷设备

说明书

技术领域

本发明涉及合成(或聚合物)纤维制备及涂敷设备，具体为一种基于LabView的控制用于中空纤维膜连续涂敷设备。国际专利主分类号拟为Int.Cl`B29C70/50。

背景技术

世界性水资源短缺和各种气体污染等环境问题正严重影响着人类的生存和社会经济的发展。反渗透复合膜是一种新型高效的分离膜，是目前世界上最先进的膜分离技术之一。与常规分离技术相比，具有节能、集成、分离效率高，操作方便，自动化程度高，不可替代性等优点。本发明可用于制备超滤膜、纳滤膜、反渗透膜，制备复合膜用于水处理、分离纯化等工业。

常用的分离膜主要有平板型、管式、螺旋式及中空纤维型等。与平板膜相比，中空纤维膜具有单位体积装填密度大、无需任何支撑体、结构简单、易于清洗等优点而广泛地用于大规模的海水淡化、污水处理、气体分离、食品、医药等领域。随着社会的发展，膜技术应用领域的不断扩大，对膜的性能要求也在不断提高。目前，复合分离膜以平板或卷式膜为主，主要由两部分构成-多孔支撑底膜(基膜)和具有凸凹不平表面的超薄功能层。由于中空纤维膜的应用有其独特的优势，尤其是发展具有高气体渗透率、高渗透选择性、化学稳定性以及热稳定性的新型中空纤维基膜材料及其制膜工艺装备是未来的发展趋势。

聚合物中空纤维膜分离膜的制备方法大致可以分为三类：溶液纺丝、熔融纺丝和半熔融纺丝。目前，中空微滤或超滤分离膜通常采用溶液纺丝法制备，如果要形成复合膜，需要进一步利用界面聚合等技术形成的超薄功能层。界面聚合法的优点有：反应具有自抑性；通过改变两种溶液的单体浓度，可以很好地调控选择性膜层的性能。影响界面聚合反应的因素主要有：两相溶液中的单体浓度，界面聚合反应的温度和时间，添加剂的种类及浓度等。界面聚合法制得的超薄脱盐层的厚度可以小于50nm，可得到高通量的复合膜。该法的关键是选取好基膜，选择好两相溶液中的浓度配比，控制好反应物在两相中的扩散速率，以使膜表面的疏松程度合理化，获得理想分离性能的膜。

反渗透膜是一种新型高效复合膜，主要由两部分构成-多孔支撑底膜(基膜)和具有凸凹不平表面的超薄功能层。利用界面聚合技术形成的超薄功能层最薄可达几个纳米，使膜通量大大提高，适合大规模的工业化生产，可以降低成本，具有广阔的前景。美国专利US5152901将聚醚砜溶液涂敷在聚酯的无纺布上作支撑层，界面聚合的水相含丁二烯-苯乙烯树脂，带氨基的哌嗪及氢氧化钠水溶液，有机相是含有交联剂的乙烷溶液。用膜作底层，用活性交联的多孔亲水高聚物作涂层。虽然这些专利技术设计或提及以中空纤维作为基膜制备中空纤维复合膜，没有提及装备，不能真正得到稳定的中空纤维复合膜产品。因此目前只有平板复合膜产品。美国专利US4214020报道了一种中空纤维集束的，首先把集束的中空纤维膜放入水相中一定时间，然后在一定的真空度下放入有机相中一定时间完成涂敷。中国专利CN1864827涉及中空纤维复合膜涂敷机及中空纤维复合膜的制造方法和制品，包括设置在水相槽中的喂丝辊，与水相槽依次工艺连接的前干燥管、反应管、后干燥管、导丝辊和受丝辊；喂丝辊和受丝辊分别与PLC控制器及与PLC控制器连接的两个变频调速电机连接。但该装置仅包含一个反应釜，自动化程度较低。

目前，市场上分离复合膜主要是平板膜，这主要是缺乏自动化和信息化程度高的中空纤维微孔基膜涂敷成套设备及方法。

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：提供一种设备和工艺实现中空纤维基膜表面预处理、界面聚合反应、后整理等多道工序为一体，达到连续涂敷。涂敷速度可以调节，继而可以准确控制反应时间，控制在其表面形成超薄功能层，从而制备出高性能的中空纤维复合膜。本发明可用于制备超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。所制备的复合膜用于水处理、分离纯化等工业。

按照本发明通过一种具有权利要求1特征的设备达到该目的。通过诸从属权利要求的特征和特征组合阐明本发明。