[发明专利]一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的回收利用领域，尤其涉及聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法。

背景技术

随着膜技术的发展，中空纤维分离膜已经在气体、液体混合物的分离等领域得到日益广泛地应用。为了提高中空纤维膜的使用寿命，膜材料一般选自化学稳定性和耐候性好的高分子材料，在常温下不被酸、碱、强氧化剂或卤素腐蚀，可长时间暴露在室外而无老化现象，因此也给大量应用所产生的废膜丝处理带来难题。

聚偏氟乙烯（PVDF）作为一种半结晶型聚合物，晶区赋予膜具有很好的热稳定性和机械强度，而它的无定形区使得膜更柔韧。此外，聚偏氟乙烯（PVDF）具有很好的化学稳定性，在室温下不被酸，强氧化剂和卤素所腐蚀，对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂也很稳定，并且耐γ射线和紫外线辐射，可长时间暴露在室外而无老化现象。聚偏氟乙烯（PVDF）的这些特性使其在膜分离技术中逐渐得到重视和应用，目前广泛应用于食品工业、生化工程、医药行业及水处理，尤其是使用条件极为恶劣的污水处理。

聚偏氟乙烯（PVDF）在水处理领域中的用量增长极快，目前全世界每年聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的产能达到上亿平方米，而其使用寿命约为3-8 年，伴随着每年膜材料更换，将会产生大量废膜丝。由于聚偏氟乙烯（PVDF）具有极强的稳定性，不能用常规方法处理，如深埋和焚烧，处理不当将造成严重的环境污染。本发明方法通过回收利用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，避免其废膜造成的环境污染，最大程度地利用了资源。

发明专利CN101422708B(2011-8-31)提供了一种聚偏氟乙烯中空纤维膜的回收方法，主要包含以下步骤：a. PVDF 废膜丝前处理：包括漂洗，干燥及粉碎；b.纺丝液的配制；c.过滤除去PVDF 膜溶液中的固体物和杂质；d.用干- 湿法纺丝工艺把PVDF 纺丝液纺制成中空纤维膜。然而该专利在聚偏氟乙烯废丝回收过程中最为重要的预处理过程未作详细阐述。

发明内容

本发明的目的是提供一种能有效清洗回收利用中空纤维废丝中的聚偏氟乙烯原料的聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法，其依次包括以下废丝预处理步骤：

a.   清洗：包括对制造过程中产生的废丝清洗和/或对污水厂替换下来的废丝清洗；

其中，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500-2500ppm 35-45℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；

对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.15-0.35wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用1500-2500ppm次氯酸钠和0.05-0.15wt%氢氧化钠混合液在35-45℃浸泡处理12-24小时，再用30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；

b.   溶解和凝胶固化：将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8-1.2配比混合并在70-80℃溶解，然后150-250目离心过滤后进入50-70℃纯水中凝胶固化；

c.   干燥：将所得凝胶固化物在60-95℃干燥6-12小时至含水率≤0.5%；

d.   粉碎；

e.   造粒：180-200℃挤出造粒，获得粒度直径0.5-2mm、长度0.5-2.5mm的聚偏氟乙烯回收料粒。

本发明采用特定的废丝清洗方法，尤其是对制造过程中产生的废丝和对污水厂使用后替换下来的废丝采用不同的清洗方法，从而获得清洁度较高的、PVDF含量较大的废丝，有利于后续的溶解、过滤和凝胶固化，从而回收获得能进行后续PVDF中空纤维膜制备所用的PVDF回收粒料，有效避免废丝中的杂质对后续PVDF中空纤维膜制备的膜丝造成的不良影响；从而在减轻环境污染的同时，能极大地降低膜丝制备的生产成本。

作为优选，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用2000ppm 40℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在40℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；然后将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:1配比混合并在75℃溶解，然后离心过滤后在水中凝胶固化。

采用该方法更有效地去除制造过程中产生的废丝中的杂质，回收废丝中的有效PVDF成分。