[发明专利]一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种中空纤维膜，特别涉及一种主要是用在废水处理中亲水性的中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

现有技术中提高聚偏二氟乙烯的亲水性，就是将聚偏二氟乙烯与其它亲水性高分子材料混合，例如聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维、磺化聚磺胺、单乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯或磺化聚醚酮。然而，由于这些亲水的高分子材料与聚偏二氟乙烯没有共价键，这些亲水物质会逐渐丢失，从而造成膜的性能也会随时间而衰退。

申请号为CN200910069277.9的中国发明，提供一种中空纤维多孔膜的制备方法，该制备方法以聚四氟乙烯为聚合物，包括以下工艺步骤：A.制备纺丝液，将纺丝载体与聚四氟乙烯浓缩分散乳液、无机物微粉按5-15∶45-80∶8-50的重量百分比混和均匀，并加入0.03-0.06％混和液重量百分比的粘度调节剂制得纺丝液；B.制备混合中空纤维，采用常规的干-湿法纺丝设备和工艺，经中空喷丝头纺丝，以碱性的硫酸钠水溶液为凝固介质，干燥后，即制得聚四氟乙烯混合中空纤维；C.制备中空纤维多孔膜，将所得聚四氟乙烯混合中空纤维依次经高温烧结、萃洗和拉伸工艺，即制得所述的中空纤维多孔膜。此发明所述的制备方法相对烦琐，而且多孔膜的过滤性不高，使得处理能力下降。发明内容

本发明采用亲水性的中空纤维膜及其制备方法，将疏水的高分子与亲水高分子混合，并通过加入交联剂增强亲水高分子的稳定性，从而使膜的性能得以改善。

 

上述技术问题本发明主要是通过下述技术方案得以解决的： 

    一种亲水性的中空纤维膜，其是由下述质量百分比的原料制备而成： 40～80%的疏水性高分子材料、5～40%的亲水性有机物、1～10%的化学交联剂和1～15%的氯化锂 。

作为优选，所述的疏水性高分子材料为聚偏二氟乙烯。

 作为优选，所述的亲水性有机物为聚乙烯吡咯烷酮。

作为优选，所述的化学交联剂为三氯化铬、三氯化铝、三氯化铁或甘油中的一种或几种混合物。

一种亲水性的中空纤维膜的制备方法：

将权利要求1所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在30～96℃的温度下搅拌3～48个小时，然后静置脱泡3～48个小时后得到铸膜液，将铸膜液在0～50℃的温度下采用中空纤维纺丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中浸泡2～50个小时，然后在相对湿度为30～380%和温度为20～80℃的条件下干燥2～30个小时即可。

作为优选，所述铸膜液中有机溶剂的质量浓度为50～95% 。

作为优选，所述的铸膜液的粘度为50～700000厘泊；所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶液。

作为优选，所述的凝固浴介质为20～80℃温度的水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙醇、酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶液。

作为优选，所述的保护液的质量浓度为10～80%的甘油水溶液或1～25%的吐温水溶液。

作为优选，所述的吐温水溶液中的吐温为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温-80中的一种或几种的混合物。 

聚乙烯吡咯烷酮中的羰基上的双键氧原子又具有局部负电荷。氧的强烈电负性以及氧氮之间轨道上的不对称电子运动产生局部集中负电荷。电子的局部聚集使氧原子可以用作质子受体。因此聚乙烯吡咯烷酮可以与包含质子供体的物质通过氢键进行连接，甘油包含质子供体。甘油具有三个羟基，并且在每个羟基的氢原子上分布有局部正电荷。这些氢键为聚乙烯吡咯烷酮提供物理交联或纠缠结构；因此可同样降低聚乙烯吡咯烷酮的水溶性，使聚偏二氟乙烯膜的过滤性能得到提高。

多孔膜的断裂拉伸强度为200-700psi，在20psi的压力下，所述多孔膜的纯水通量为大约100gfd-1200gfd，对150k葡聚糖的截流率为5％ - 99.99％，多孔膜包括超滤膜，微滤膜，以及纳滤膜。

因此，本发明提供的一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法，氯化锂与化学交联剂结合增强了聚乙烯吡咯烷酮的稳定性并且大大提高了所述多孔膜的过滤速度，用在废水处理时，提高废水处理能力。

具体实施方式

下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1： 

    按表1实施例1备料，并按下述方法制备亲水性的中空纤维膜：