[发明专利]聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种多孔膜制造方法，特别是具有非对称结构的高抗污染、高韧性、高通量、易清洗聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法。

背景技术

目前，膜分离技术已经得到迅猛的发展，膜法分离已经成熟运用于污水处理、石油化工、食品医药、钢铁、电力等诸多领域。用于过滤的多孔膜主要有以下几种材料：(一)醋酸纤维素多孔膜，它的耐酸碱性比较差，PH值范围为4-9，使用的范围比较窄，且容易被细菌和微生物侵蚀；(二)聚砜和聚醚砜多孔膜，由于其韧性较差一般制成为内压过滤膜，应用方式受到极大限制，不能使用优秀的气动清洗工艺，只能用大通量反洗工艺，使得产水率大大降低；(三)聚氯乙烯多孔膜，这是近几年在净水行业发展较快的一种膜材料，它的优势是膜丝成本价格较低，强度较好，但其抗污染能力较差，所以一般用于水质较好的过滤领域，如家庭净水和自来水二次过滤等；(四)聚丙烯多孔膜，它的孔隙率较低，通常不超过60％，水通量较低，只能用熔融拉伸纺丝方法制膜，能耗和生产成本相对较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低、性能较好的聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法.

本发明的技术方案：

一种聚偏氟乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征是：包括下列步骤：

(1)膜液的制备：

将下列重量百分比的组分搅拌混合得到膜液：

聚偏氟乙烯       9～23％

溶剂             62～90％

添加剂           0.5～15％；

(2)中空纤维膜的制备：

配置内凝胶介质：内凝胶介质采用1％～80％的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液、N-甲基吡咯烷酮水溶液、脱盐水中的一种或几种；

配置外凝胶介质：外凝胶介质采用脱盐水；

将步骤(1)制得的膜液和内凝胶介质同时通过纺丝喷头注入到外凝胶介质中成膜，即得产品；其中内凝胶介质的用量为膜液和内凝胶介质二者重量之和的8％～95％。

步骤(2)中空纤维膜制备时，膜液温度为10～90℃，内凝胶介质温度为5～70℃，外凝胶介质温度为5～70℃。

步骤(2)中纺丝喷头与外凝胶介质液面的距离为1～100mm。

聚偏氟乙烯的分子量为20万～30万。

步骤(1)中溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种。

步骤(1)中添加剂为聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5％氯化锂溶液、水中的一种或几种。

采用以上方法所制备的中空纤维膜具有非常好的性能，孔隙率达到85％以上，膜丝伸长率达到100％以上，具有很好的抗污染性和很高的韧性，通量高达400-1000L/m²·h，膜丝同时具备良好的亲水性，在具体应用中有非常好的抗污染性能。除此之外，聚偏氟乙烯是一种膜行业目前公认的最优异的制膜新材料，它与其它制膜材料相比，具有如下优点：

1)制作工艺简单，容易掌握，制造成本相对于加热熔融(热致相TIPS)法相比要低很多；

2)化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐氧化，可以用最常用的酸、碱及氧化剂进行化学强化清洗，使膜丝通量得到良好的恢复，且清洗成本较低；

3)耐生物降解，耐温度、耐紫外及γ射线辐射，PVDF的这些性能使得膜丝经久耐用，使用寿命可高达3-5年甚至更长。

4)聚偏氟乙烯(PVDF)材料本身是疏水性，可能经过加入添加剂进行亲水改性，改性后其亲水性可以达到令人相当满意的程度，使得膜丝通量一直保持较高的水平。

根据本发明可以生产出不同应用领域和截留性能的分离膜，具有广阔的工业和民用市场空间。例如工业污水和民用生活污水处理及回用；钢铁、电厂给水前处理；石化行业废水处理及生物医药发酵分离等。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明予以进一步说明：

实施例1