[发明专利]高性能超滤中空纤维膜的制备

权利要求书

1.多元聚合物浓液，包含：

极性溶剂；

水；

聚醚砜(PES)；

第一聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)；和

第二PVP，所述第一PVP的分子量大于所述第二PVP的分子量。

2.权利要求1的多元聚合物浓液，其中所述第一PVP是PVP K90，所述第二PVP是PVP K30。

3.权利要求1的多元聚合物浓液，其中所述第一PVP具有50,000-2,000,000的分子量，所述第二PVP具有10,000-1,000,000的分子量。

4.权利要求1的多元聚合物浓液，其中所述第一PVP的量与所述第二PVP的量之比为1∶6。

5.纤维膜，包含：

疏水聚醚砜基体；

固定在所述基体上的亲水聚乙烯基吡咯烷酮；和

吸附在所述亲水聚乙烯基吡咯烷酮上的水，其中所述纤维膜是包括薄内皮层和多孔外层载体结构的中空圆筒体。

6.权利要求5的中空纤维膜，其中所述纤维膜不包括带电的阳离子聚合物。

7.权利要求5的中空纤维膜，其中该外层的厚度足以使所述中空圆筒体在20psig的跨膜压力下承受至少500lmh-1000lmh的纯水通量。

8.权利要求5的中空纤维膜，其中所述膜将混浊水过滤到小于0.10NTU的水平和小于3的污泥密度指数，以及其中该膜耐受至少7.0kg/cm²的爆破强度。

9.权利要求5的中空纤维膜，其中所述中空圆筒体具有0.6-1.6mm的内径和0.9-2.5mm的外径。

10.权利要求5的中空纤维膜，其中所述中空纤维膜具有3-5MPa的拉伸强度和至少30％的伸长率特征。

11.生产用于制备中空纤维膜的多元聚合物溶液的方法，包括：

将极性溶剂和水混合，其中计算水的量以在添加PES之后实现接近浊点的条件；

将第一PVP溶解在该水和极性溶剂的混合物中；

将第二PVP溶解在该第一PVP、水和溶剂的溶液中，其中所述第二PVP的分子量小于所述第一PVP的分子量；

添加另外体积的极性溶剂；

将PES溶解在该混合物中；

任选地添加另外体积的极性溶剂；

在10℃-50℃的温度将该混合物搅拌5-50小时，以形成用于制备中空纤维膜的多元聚合物溶液。

12.权利要求11的方法，其中所述第一PVP是K90，所述第二PVP是K30。

13.权利要求11的方法，进一步包括在该极性溶剂、水、第一PVP和第二PVP的系统中测定PES的浊点的步骤。

14.用于制备中空纤维膜的方法，包括：

将极性溶剂和水混合，其中计算水的量以在添加PES之后实现接近浊点的状态；

将第一PVP溶解在该水和极性溶剂的混合物中；

将第二PVP溶解在该第一PVP、水和溶剂的溶液中，其中所述第二PVP的分子量小于所述第一PVP的分子量；

添加另外体积的极性溶剂；

将PES溶解在该混合物中；

任选地添加另外体积的极性溶剂；

在10℃-50℃的温度将该混合物搅拌5-50小时，以形成用于制备中空纤维膜的多元聚合物溶液；

将该溶液过滤通过筛网；

将该溶液转移到纺丝储罐中；

将该溶液在15℃-40℃的温度脱气；

将该溶液纺丝成中空纤维膜。

15.权利要求14的方法，进一步包括以下步骤：

用次氯酸钠溶液处理该中空纤维膜；和

将该中空纤维膜储存在甘油和硫酸氢钠溶液中。

16.权利要求14的方法，其中通过将所述溶液纺丝通过包括中心孔的同心孔喷丝头而进行所述纺丝步骤，其中凝固流体通过所述喷丝头的中心孔，所述配制剂挤出通过环状间隙。

17.权利要求15的方法，其中借助于孔流体罐和纺丝储罐进行所述纺丝步骤，其中所述罐和储罐与包括用于供给孔流体和所述溶液的尖端的喷丝头连接。