[发明专利]一种分离膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型形状结构的分离膜及其制备方法。

背景技术

目前，分离膜按其形状分，有平板膜、管式膜和中空纤维膜。管式膜组件分为内管式和外管式，在膜制备时，将膜材料涂覆在支撑管的外周或内周壁上，管式膜组件装填密度低，设备体积庞大。平板膜组件分为板框式和卷式，由于膜材料自身强度问题，在膜基材中都必须有支撑体，在膜制备时，将膜材料涂覆在无纺布等基体支撑材料上。中空纤维膜组件在单位体积内的膜装填密度最大，在强度方面属于自支撑材料，因此中空纤维膜在使用中的最大问题是膜丝强度问题。如在污水处理方面的膜生物反应器中，使用平板膜时，装填密度低，并且不能采取反向清洗方式，使用中空纤维膜时，虽然设备体积小，造价低，但易发生膜丝根部破损、膜丝缠绕导致的局部受力破损和膜丝积泥板结现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明结合平板膜与中空纤维膜的优点，设计一种新型结构的膜形状及其制备方法。

本发明提供一种分离膜，其特征在于：分离膜为有中空孔的条状分离膜，每片条状膜中至少有一排平行排布的中空孔。每排中空孔的数量为2～100个，中空孔内径为0.1～3mm。

膜材料中埋有增强筋线。

条状膜的中空孔可为多层，层数为1～20。

条状膜外形为平直状。

条状膜外形为圆弧状。

分离膜材料包括：聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、或聚丙烯腈等

本发明膜的形状为有中空孔的条状分离膜，膜的断面截面积较大，因而可以解决中空纤维膜丝根部摆动造成的破损、膜丝细因而易发生缠绕导致的局部受力破损等问题，防止中空纤维膜丝的积泥板结现象，可以采用中空纤维膜常用的空气清洗和反洗方式。与圆形的七孔膜或四孔膜相比，膜的外表面接触面积更大。

本发明新型结构的优点是：

1、类似中空纤维膜的自支撑结构，无须平板膜的无纺布等支撑体，因而可以采用反洗方式，并且，膜组件装填密度大于平板膜。

2、可以制备内压式和外压式条状膜。

3、膜的断面面积大，抗拉强力大于中空纤维膜。

4、在制备膜组件时，条状膜片有一定刚度，膜片之间容易均匀排布，克服了由于中空纤维膜丝细导致的容易膜丝缠绕问题，同时，有利于在使用时，使气体和液体在膜片周围均匀分布，克服中空纤维膜丝在使用中的膜丝粘连积泥问题。

5、可以采用溶液相转移方法和熔融挤出方法等常规制膜方法，制备容易。

6、可以在膜片中埋置筋线，类似钢筋水泥预制板原理，进一步增加分离膜的机械强度。

7、条状物体表面积大于圆形，增加过滤面积。

附图说明

图1为本发明条状分离膜断面结构示意图；

图2为本发明带有加筋的增强型条状分离膜断面结构示意图；

图3为本发明带有多层中空孔的条状分离膜断面结构示意图；

图4为本发明条状膜的制膜喷口制膜液出口结构示意图，直接挤出片状成膜物料；

图5为本发明条状膜的制膜喷口制膜液出口结构示意图。圆环形制膜喷口挤出圆柱状成膜物料后，再使圆柱状成膜物料溶合或熔合，形成条片状。

具体实施方式

根据本发明新型结构的膜形状，分离膜形状为有中空孔的条状分离膜。每片条状膜中，至少有一排平行排布的中空孔，每排中空孔数量为2～100个，中空孔内径为0.1～3mm。膜材料中可以埋有增强筋线。中空孔可以为多层，层数可以为1～20。

根据本发明的制备方法，采用类似中空纤维纺丝机的设备来制备有中空孔的条状分离膜，将纺丝喷头改为带有插入管的专用制膜喷口。根据需要的中空孔平行排布数量、层数和增强筋线，加工专用的制膜喷口。将成膜材料从制膜喷口挤出，定型，制备出有中空孔的条状分离膜。

条状膜成形方法：可以从条状制膜喷口直接挤出片状成膜物料，也可以从类似中空纤维膜的圆环形制膜喷口挤出圆柱状成膜物料后，再使圆柱状成膜物料溶合或熔合，形成条片状。

本发明适用的分离膜材料包括：成膜材料可以为常用的聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈等。

本发明的成膜机理是：可以采用溶液相转移方法、热致相转移方法、熔

融挤出方法等常用中空纤维膜的成膜机理。

图1为条状分离膜断面结构示意图，成膜材料2内形成有中空孔部分1。每片条状膜中至少有一排平行排布的中空孔，每排中空孔数量为2～100个，中空孔内径为0.1～3mm。条状膜外形可以为平直状(如图1上半部分)或圆弧状(如图1下半部分)，圆弧状可以增加膜片的外表面接触面积。