[发明专利]一种编织管增强型中空纤维超滤膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物分离膜材料的制备和改性技术领域，尤其涉及一种编织管增强型中空纤维超滤膜的制备方法。

背景技术

与传统分离技术相比，膜技术具有高效、精确、节能、简单等特点，因此，被广泛应用于食品、医药、生物、环保、石油化工等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。分离膜是膜技术领域的核心，是一直以来研究的重点。其中，超滤膜经过半个多世纪的发展，无论是从制膜材料、制膜工艺、膜器件的制备等方面，都已经非常成熟。然而，在膜使用过程中，膜的污染问题一直制约着膜技术应用领域的进一步扩展。研究表明：提高膜表面的亲水性是抑制膜污染的一种有效方法。目前常用的对商品超滤膜进行亲水改性的方法主要有：

（1）表面涂敷法：它是通过膜的表面涂敷一层亲水性聚合物，再通过后处理将涂敷层固定在膜的表面。如K.Lang(Deseation 104(1996)185-196)等采用的流延法、R.H.Li等（J.Membrane Sci.,105(1995)71-78）采用旋涂法、F.R.Chen等（J.Mem Sci.,109(1996)247-256）采用浸泡法。通过在膜表面引入亲水性的聚合物涂层，膜丝的亲水性能及抗污染性能得到明显提升，然而，由于这种涂层与膜之间，仅通过分子间作用力连接，在使用及清洗的过程中，很容易造成亲水涂层的脱落，这种亲水性能不能长久的维持；

（2）表面接枝方法：它是通过化学键接枝的方法，将亲水性的功能基团接枝到表面与孔内，这种亲水性基团能够长期稳定的接枝在膜的表面，永久性的改善膜的性能。如Hideyuki Yamagishi等（J.Membrane Sci.，109（1996）247-256）利用紫外辐射的方法在疏水膜表面接枝甲基丙烯酸、或对聚醚砜膜表面进行磺化处理引入磺酸根基团、或在其基础上再引入其他亲水性的功能基团。然而，这种方法并没有得到广泛的应用，它的局限在于接枝单体不易选择、反应条件苛刻、接枝率低且成本较高；

（3）共混方法：它通过将两种或两种以上的聚合物共混后溶解在同一种溶剂，或将其溶液混合，最后制备多孔膜的一种方法。该种方法操作简单，便于应用。然而，聚合物的相容性是必须考虑的问题，只有相容性较好的共混铸膜液才可以制得性能良好的膜丝。

发明内容

针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺简单，可增强膜亲水性及抗污染性能的编织管增强型中空纤维超滤膜的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种编织管增强型中空纤维超滤膜的制备方法，按如下步骤制备：

步骤（1），将质量分数为5-30%的聚合物和质量分数为0.1-20%的添加剂溶解在质量分数为50-90%的良溶剂中，温度为20-90℃，过滤后得到均匀的铸膜液A；

步骤（2），将质量分数为5-30%的苯胺类聚合物溶解在质量分数为0.1-20%的分散剂与质量分数为50-90%的良溶剂的混合溶剂中，温度为20-70℃，过滤后得到均匀的铸膜液B；

步骤（3），将步骤（1）所得的铸膜液A与步骤（2）所得的铸膜液B按照比例在20-70℃下共混、搅拌，静置脱泡，得到共混铸膜液；

步骤（4），将步骤（3）所得的共混铸膜液，通过纺丝设备涂敷在中空的编织管上；

步骤（5），将经过步骤（4）涂敷的编织管通过牵引设备，引入到凝固浴中固化成膜。

进一步地，所述步骤（1）中的聚合物为聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚酰胺、聚酰亚胺中的一种或几种。

进一步地，所述步骤（1）中的添加剂为氯化锂、乙醇、丙酮、高氯酸锂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇中的一种或几种。

进一步地，所述步骤（1）与步骤（2）中的良溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、环丁砜、磷酸三乙酯、三乙酸甘油酯中的一种或几种。

进一步地，所述步骤（2）中的苯胺类聚合物为聚苯胺或者聚二甲基苯胺，平均分子量为5-30万，纤维长度为100-2000纳米，苯胺类聚合物是一种耐高温、耐溶剂、耐化学品的高强度、高性能的材料，它被广泛应用于气体分离、渗透汽化等领域，同时作为一种亲水性的膜材料，在共混膜的制备过程中，更容易迁徙到膜的表面，改善膜界面能，增强膜表面的润湿性能，从而抑制膜表面污染物的吸附，延长膜的使用寿命。

进一步地，所述步骤（2）中的分散剂为哌啶、4-甲基哌啶、吡啶中的一种或几种。