[发明专利]一种聚偏氟乙烯中空纤维干膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及中空纤维干膜的制备技术领域，特别是一种聚偏氟乙烯中空纤维干膜的制备方法。

背景技术

目前水资源短缺已成为一个全球化的问题，因此迫切需要发展各种高效的废水深度处理及回用技术。

膜分离技术具有分离效率高、设备简单、操作方便等优点，在水处理行业有极大的应用潜力。而有机高分子膜具有制备工艺简单、膜材料种类多、柔韧性好等特点得到广泛研究和应用。

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种氟碳热塑性塑料，其热分解温度在360℃以上，使用温度范围50℃-150℃，在室温下不受酸、碱等强氧化剂腐蚀，是一种高效分离膜品种。目前常用干-湿法制备聚偏氟乙烯中空纤维膜，而干-湿法制备的聚偏氟乙烯中空纤维膜需要用甘油进行保护，且膜一旦被浸润再晾干，其性能会下降很快，这已经成为制约聚偏氟乙烯中空纤维膜应用的瓶颈。

针对上述问题，本发明设计了一种聚偏氟乙烯中空纤维干膜的制备方法,该方法所制得的聚偏氟乙烯中空纤维膜可以在干态下直接进行保存不用甘油保护且反复润湿晾干后性能基本不变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚偏氟乙烯中空纤维干膜的制备方法。该方法所制得的聚偏氟乙烯中空纤维膜可以在干态下直接进行保存不用甘油保护且反复润湿晾干后性能基本不变。

一种聚偏氟乙烯中空纤维干膜的制备方法，本发明的要点在于将聚偏氟乙烯、磺化聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和膜之素共混，通过浸渍沉淀相转化法成膜。具体步骤为：

(1)将聚偏氟乙烯、磺化聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯与膜之素混合，聚偏氟乙烯质量分数为60％-90％、磺化聚砜质量分数为5％-30％、聚甲基丙烯酸甲酯质量分数为5％-30％、膜之素质量分数为5％-30％混合，形成共混聚合物；

(2)将步骤(1)中形成的共混聚合物与溶剂和添加剂共混，共混聚合物的质量分数为15％-30％，添加剂的质量分数为5％-30％，溶剂补齐；

(3)用干-湿法纺丝工艺进行纺丝，外凝胶浴浓度为0％-80％，温度为20-70℃，内凝胶浴浓度为0％-90％，温度为20-70℃，干纺程为1-20cm，挤出体积流速为6-25ml/min，纺丝液温度为25-80℃。

进一步的，所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。

进一步的，所述的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)或者聚乙二醇(PEG200、PEG400、PEG600、PEG1000、PEG8000)或者二者的任意比例混合物。

本发明的有益效果在于采用本发明制得的聚偏氟乙烯中空纤维干膜与传统方法相比，所制得的聚偏氟乙烯中空纤维膜可以在干态下直接进行保存不用甘油保护且反复润湿晾干后性能基本不变，具有显著的技术进步。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体技术方案如下：

实施例1

聚偏氟乙烯中空纤维干膜制备方法，包括如下步骤：

(1)将质量分数分别为85％、5％、5％和5％的聚偏氟乙烯、磺化聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和膜之素混合，形成共混聚合物；

(2)将步骤(1)的共聚混合物与添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)和聚乙二醇(PEG8000)以及溶剂N,N-二甲基乙酰胺作为溶剂共混，其中共混聚合物的质量分数为20％，添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)和聚乙二醇(PEG8000)的质量分数分别为5％和10％，其余用溶剂N,N-二甲基乙酰胺补齐；

(3)用干-湿法纺丝工艺进行纺丝，外凝胶浴浓度为40％，温度为50℃，内凝胶浴浓度为60％，温度为40℃，干纺程为10cm，挤出体积流速为15ml/min，纺丝液温度为60℃。

由上述方法制得的聚偏氟乙烯中空纤维根据内压法测定，湿膜的纯水通量为1200L/m²·h，将膜直接反复润湿晾干五次，膜的纯水通量分别为1195、1189、1190、1189、1188L/m²·h。

实施例2

聚偏氟乙烯中空纤维干膜制备方法，包括如下步骤：

(1)将质量分数分别为80％、10％、5％和5％的聚偏氟乙烯、磺化聚砜、聚甲基丙烯酸甲酯和膜之素混合，形成共混聚合物；