[实用新型]一种纤维丝增强复合中空纤维膜

说明书

技术领域

本实用新型公开一种纤维丝增强复合中空纤维膜，按国际专利分类表(IPC)划分属于水处理膜结构制造技术领域。

背景技术

中空纤维膜广泛用于工业及市政污水的处理、饮用水净化、中水回用、食品加工和生物医药等各种领域的过滤或透析。采用纤维增强复合膜设计，可分别研究与选择内层、涂布层和纤维丝等材料，易于得到高强度、高通量的分离膜，因此，纤维增强复合中空纤维膜技术已成为高功能分离膜制备技术中的一个重要发展方向。

目前中空纤维膜在使用过程中主要存在以下问题：（1）膜的强度低，易断丝；（2）亲水性差、易污染；（3）膜的水通量和截流率无法同时提高。本发明的目的就是通过制备纤维丝增强复合中空纤维膜的方法以解决力学强度不高的问题。

[膜科学与技术]（2008年28卷第六期）的“高强度复合型PVDF中空纤维膜的制备研究”介绍了在纤维编织管外表面涂覆一层PVDF铸膜液，通过溶液相转化法得到中空纤维膜。

加拿大Zenon公司的专利（US Patent No.5,427,607；WO 00/78437 A1）在其专利中公开的制备PVDF中空纤维复合微孔膜的方法为：在纤维编织支撑管的外表面涂覆一层很薄的PVDF膜，通过溶液相转化法得到PVDF中空纤维复合微孔膜。通过该方法制制备的PVDF中空纤维复合微孔膜虽大大提高了膜的拉伸断裂强度，但在使用过程中需要用清洗剂对膜进行反洗，因此编织支撑管与PVDF膜的界面结合力显得非常重要。US Patent No.5,427,607公开的的编织管所用纤维为涤纶、尼龙、聚烯烃纤维、聚胺纤维、氨纶、聚砜纤维、醋酸纤维素纤维。以上所述的聚合物纤维与PVDF的相溶性都是较差的因此所制备的中空纤维复合微孔膜中纤维编织支撑管与与PVDF膜的界面结合力较弱。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种高强度、高通量的亲水性纤维丝增强复合中空纤维膜。

为达到上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种纤维丝增强复合中空纤维膜，由内层膜、复合涂布层和至少一条纤维束组成，纤维束紧贴于内层膜上并均匀分布于其表面，复合涂布层粘设于内层膜及纤维束的外周并复合为管状膜体，其中内层膜与复合涂布层的厚度之比为1：2~8：1。

进一步，所述的内层膜与复合涂布层的厚度之比为1：1~5：1。

进一步，所述的管状膜体外径为0.5~3mm，壁厚为0.06~1.2 mm，孔隙率为50~90%。

进一步，所述的膜分离孔径为0.005~0.5微米，拉伸断裂强度为1~10 MPa，在0.1 MPa，25℃的测试条件下，纯水通水量为200~5000 L/m²*hr。

进一步，所述纤维丝增强复合中空纤维膜的外表面孔径远小于内表面孔径，为不对称结构。

本复合纤维膜主要通过对纤维丝的表面处理来提高高强度中空纤维膜的内层、纤维丝与外涂布层之间具有强界面结合力，并通过溶液相转化法制备强界面结合力的纤维增强复合中空纤维膜，该膜具有高力学强度和大通量、高截留率、亲水性、抗污染等优异性能，可应用于工业和市政污水的处理、饮用水净化、中水回用、食品行业、电子用高纯水、生物医用等许多领域。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1） 通过增加贴合的纤维丝，可以大大提高膜丝的力学强度，不但在使用过程中不易断丝，而且可大大提高膜的曝气压力，使其在清洗过程中不易断丝；

（2） 采用外涂层为PVDF，并加有亲水的开孔剂，膜的亲水性好，抗污能力强；

（3） 外涂布层的成膜过层中只有凝固液和溶剂之间的一种交换过程，膜结构的控制更为稳定、可重复性高；

（4） 所制备的纤维丝增强复合中空纤维膜的外表面孔径远小于内表面孔径，为不对称结构，具有该结构的膜被污染后更易清洗；

（5） 所得PVDF超滤膜同时具有高力学强度、大通量、高截留率、亲水性和抗污染性强；

本复合纤维膜可以为各种高功能超滤膜、纳滤膜及气体分离膜等。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：