[发明专利]脂肪族聚酰胺中空纤维膜及制备方法和应用

说明书

本发明涉及膜技术领域，特别是涉及一种脂肪族聚酰胺中空纤维膜及制备方法和应用。所述的脂肪族聚酰胺中空纤维膜的制备方法，采用下述步骤：1)制备纺丝原液；所述的纺丝原液包括下述质量份组分：脂肪族聚酰胺聚合物10‑30份；致孔剂1‑20份；溶剂50‑90份；2)将纺丝原液静置除泡，除泡后的纺丝原液加热至50‑70℃，并利用湿法纺丝工艺经喷丝板流出至凝固槽凝固成初生纤维；所述的喷丝板的内部芯液为温度与纺丝原液同温度的水溶液；所述的凝固槽内的凝固液为水；3)将步骤2)中凝固成型的初生纤维经卷绕，甘油浸泡以及干燥制成脂肪族聚酰胺中空纤维膜。本发明的中空纤维膜能够兼顾膜通量以及拉伸强度，有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，特别是涉及一种脂肪族聚酰胺中空纤维膜及制备方法和应用。

背景技术

分离膜技术是用途最广泛的水处理技术之一，具有以下优点：1.没有相变，实际操作过程中不需要对水质以及使用仪器进行加热处理，这就简化了操作步骤，增强了实际操作的使用价值。2.能耗少。3.占地面积小、操作简单，适应性强。4.对环境不产生污染，分离过程是物理分离，不会对环境产生污染。目前膜产品已广泛应用于市政污水、工业废水及自来水净化等水处理领域中。

常用的中空纤维膜以聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚乙烯等高分子聚合物为基质相，二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺等物质为溶剂、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇等物质为致孔剂，将基质相、溶剂及添加剂共混形成成膜体系，利用非溶剂致相分离工艺或热致相分离工艺制成中空纤维微滤膜或超滤膜产品。

溶液纺丝法是现有制备中空纤维超滤膜的最主要的方法，其优点为所得中空纤维膜分离精度和通量较高，但由于成膜体系中含有大量的有机溶剂，聚合物含量较窄(约20％)，且成型过程中膜丝内容易形成指状孔，使所得膜丝的力学性能相对较弱，导致膜产品耐压性和耐清洗性不足；热致相分离法制成的中空纤维膜结构十分致密，膜力学强度得到有效提高，但由于热致相分离法制成的膜表面孔径较大，内部也无通孔，从而使膜在使用过程中易造成深度污染，影响膜产品的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的中中空纤维膜不能兼顾了力学性能、分离精度以及膜通量的缺陷，提供一种脂肪族聚酰胺中空纤维膜及其制备方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：

一种脂肪族聚酰胺中空纤维膜的制备方法，采用下述步骤：

1)制备纺丝原液；所述的纺丝原液包括下述质量份组分：脂肪族聚酰胺聚合物10-30份；致孔剂1-20份；溶剂50-90份；

2)将纺丝原液静置除泡，除泡后的纺丝原液加热至50-70℃，并利用湿法纺丝工艺经喷丝板流出至凝固槽凝固成初生纤维；所述的喷丝板的内部芯液为温度与纺丝原液同温度的水溶液；所述的凝固槽内的凝固液为水；

3)将步骤2)中凝固成型的初生纤维经卷绕，甘油浸泡以及干燥制成脂肪族聚酰胺中空纤维膜。

其中，所述的脂肪族聚酰胺聚合物为尼龙6或者尼龙66中的一种。

所述的溶剂为甲酸。

所述的致孔剂为小分子致孔剂与大分子致孔剂的混合物；所述的小分子致孔剂为聚乙二醇；所述的大分子致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮。

本发明还包括一种根据所述的制备方法制备的脂肪族聚酰胺中空纤维膜。

本发明还包括一种脂肪族聚酰胺中空纤维膜为基膜制备的纳滤膜或者反渗透膜

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、凭借尼龙6、尼龙66等聚酰胺物质优良的力学性能及耐摩擦性能，使以此为基质相制成的中空纤维膜力学性能得到大幅提升，膜产品使用寿命也得到延长；