[发明专利]一种加筋增强型中空纤维膜的制备方法

说明书

本发明提供一种加筋增强型中空纤维膜制备方法，将纺丝料液和纺丝芯液从插入管式纺丝喷头出口处作为分立的多个单股中空纤维膜预成型体分别挤出，纺丝芯液中溶剂含量为0‑40wt％。采用上述芯液组成，保证了多芯中空纤维膜的合股能力。

技术领域

本发明属于中空纤维膜领域，涉及加筋增强型中空纤维膜，尤其是一种具有高拉伸断裂强力的增强型中空纤维膜制备方法。

背景技术

加筋增强型中空纤维膜制备方法，是将纺丝料液和芯液通过插入管式纺丝喷头，作为分立的多个单芯中空纤维膜预成型体分别挤出，在离开纺丝喷头出口之后，分立的多个单芯中空纤维膜预成型体与增强筋线在空气中接触，使尚未完全固化的中空纤维膜预成型体之间相互粘连并将筋线包围在当中，形成一根有3-5个环形均匀分布的膜丝内腔、增强筋线位于多芯中空纤维膜的几何中心的多芯中空纤维预成型体，然后再进入凝固浴水中，发生纺丝料液的相转化，固化形成增强型中空纤维膜。所得到的增强型中空纤维膜，外形未完全溶合成圆形，呈花瓣形，有利于提高中空纤维膜的外表面的过滤面积。

CN101138706A及CN105056771A分别是本科研团队2006年，2015年申请的专利，这两篇专利的附图均是通过制图软件画出的形状，并不是中空纤维膜的电镜照片，因为当时并没有真正的做出来该种形状，只是理论推断。经过多年的研究，申请人发现影响多个单芯中空纤维膜合股的因素并不是它们之间的距离，而是与纺丝芯液的成分有关。现有技术制备外压式中空纤维膜时，都要在纺丝芯液中加入大量溶剂以调控中空纤维膜的内部结构，我们发现，之前使用的含有70wt％及以上的溶剂或甘油的水溶液为纺丝芯液是根本无法合股的。所以，至今未有商品化筋线增强的外压式多芯中空纤维膜产品。

发明内容

本发明针对纺丝料液不易合股的多芯中空纤维膜的纺丝制备难点，提供一种增强型中空纤维膜制备方法，本发明通过控制纺丝芯液组成，可以得到合股的多芯中空纤维膜。

本发明的目的是由以下技术方案实现的：

一种加筋增强型中空纤维膜制备方法，将纺丝料液和纺丝芯液从插入管式纺丝喷头出口处，作为分立的多个单股中空纤维膜预成型体分别挤出，同时将增强筋线从纺丝喷头中心牵引出来，在离开纺丝喷头出口之后，分立的多个单股中空纤维膜预成型体与增强筋线在空气中接触，使尚未完全固化的中空纤维膜预成型体之间相互粘连并将筋线包围在当中，形成一根有3-5个环形均匀分布的膜丝内腔、增强筋线位于多芯中空纤维膜的几何中心的多芯中空纤维预成型体，然后再进入凝固浴水中，发生纺丝料液的相转化，固化成膜，所述纺丝芯液中溶剂含量为0-40wt％。

而且，在纺丝喷头出口处，分立的3-5个单股插入管式出口中心的环形半径为2-8mm。

而且，纺丝喷头出口处，分立的3-5个单芯插入管式纺丝喷头的插入管外径为0.4—3.0mm，料液环隙为0.1-2.0mm。

而且，所述的芯液组成是0～30wt％二甲基乙酰胺的水溶液。

本发明采用的筋线为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酯、尼龙材料，筋线直径为0.01至0.50mm；所述多芯膜丝的单孔内腔直径为0.2至3.0mm。

本发明中，纺丝料液中的聚合物为常规溶液相转移法可用的聚合物，如聚偏氟乙烯、聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯等，优选聚偏氟乙烯。

本发明的优点和有益效果：

纺丝芯液的组成会显著影响多芯中空纤维膜的合股能力。对于外压式中空纤维膜，纺丝制备过程中，现有纺丝技术中，纺丝芯液中通常都加有70wt％以上的溶剂或甘油，本发明发现，当纺丝芯液中溶剂或甘油含量大于等于70wt％时，膜丝会保持分立状态，不能合股形成多芯中空纤维膜，只有当纺丝芯液中溶剂含量小于70wt％时，膜丝才能合股，最好是溶剂含量为0--30wt％。

附图说明