[发明专利]一种增强型聚乙烯中空纤维膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种增强型聚乙烯中空纤维膜，由以下质量比的成膜体系组成：聚乙烯20～45％；氧化石墨烯1～5％；复合偶联剂0.02～0.5％；亲水剂1～25％；稀释剂30～70％；成孔剂2～20％。本发明还公开了一种增强型聚乙烯中空纤维膜的制备方法，包括将各原料高速混合制备成膜料，然后将成膜料经分切机切成7～50毫米的窄条，然后将窄条送入缠绕设备，缠绕在有机纤维管上，得中空纤维管，再将中空纤维管经气相或液相分离除去稀释剂和成孔剂，再经低温烧结得增强型聚乙烯中空纤维膜。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，更具体地说，它涉及一种增强型 聚乙烯中空纤维膜及其制备方法。

背景技术

在水污染防治以及水资源的回收再利用方面，和传统AO法相比， 膜生物反应器(MBR)是一种高效的水资源回用与污水处理的方法。膜 生物反应器中的核心原件为污水处理用过滤膜，主要包括帘式膜、平 板膜、管式膜、卷式膜等。其中帘式膜主要采用中空纤维过滤膜作为 过滤材料。

聚乙烯作为一种通用塑料，产量大而且价格低廉，是目前应用最 为广泛的塑料之一。如果能将聚乙烯材料功能化，不仅可以大幅提高 其附加价值，而且还能扩大其应用领域。聚乙烯中空纤维微孔膜正是 这类材料，自从上世纪70年代问世以来便得到迅速发展，应用领域 也在不断扩大，在水处理、生物医学、制药、化工和食品等行业获得 了广泛应用。

现有的聚乙烯中空纤维微孔膜机械强度不够，抗拉伸性能差，严 重影响了聚乙烯中空纤维膜的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种机械强度高，抗拉伸性能好的增强型聚 乙烯中空纤维膜，提高了该膜的使用率。

为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种增强型聚乙烯中 空纤维膜，由以下质量比的成膜体系组成：

进一步优化为：所述复合偶联剂由等质量比的硅烷偶联剂和钛酸 酯偶联剂混合而成。

进一步优化为：所述亲水剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇。

进一步优化为：所述稀释剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二 辛酯、对二甲苯、磷酸三丁酯、四氢呋喃中的一种或多种的组合。

进一步优化为：所述成孔剂为氯化钠或氯化锂或氯化钙或碳酸钙。

本发明的另一目的是提供一种增强型聚乙烯中空纤维膜的制备 方法，包括如下具体步骤：

1)将聚乙烯与氧化石墨烯、铁粉、复合偶联剂高速混合；

2)向上述高速混合后的配料中再依次加入亲水剂、成孔剂、稀 释剂，混合均匀制成膜料；

3)将上述成膜料放入分切机切成7～50毫米的窄条，然后将窄条 送入缠绕设备，缠绕在有机纤维管上，得中空纤维管；

4)向中空纤维管内通入压缩空气或高沸点非溶剂作为芯液，然 后将中空纤维管送入气相或液相分离槽中，将制膜料中的稀释剂、成 孔剂分离出来，得到PE中空纤维膜丝；

5)将PE中空纤维膜丝送入烘道于100～130℃烧结10～60秒，即 得增强聚乙烯中空纤维膜。

进一步优化为：所述步骤3)中的缠绕层数不超过10层。

进一步优化为：所述步骤3)中的有机纤维套管材料为芳纶、聚 醚醚酮、芳砜纶、聚对苯二甲酰对苯二胺、Visil纤维、聚苯并咪唑、 聚苯硫醚或聚酰亚胺，套管外径1-5.5毫米，内径0.5-4.5毫米。