[发明专利]一种中空纤维超滤膜的制备方法

说明书

一种中空纤维超滤膜的制备方法。本发明涉及中空膜的加工工艺领域，尤其涉及一种熔融挤出中空纤维超滤膜的制备方法。提出了一种有效克服传统工艺制备完毕后带来的种种缺陷的中空纤维超滤膜的制备方法。按以下步骤进行制备：1）、制备混合物料；2）、冷冻干燥；3）、双螺杆挤出机预热；4）、熔融挤出；5）、凝固成型；6）、牵引拉伸；7）、洗涤成孔；8）、本色恢复；9）、保孔干燥；完毕。该方法制备的中空纤维超滤膜具有稳定的化学性质、丰富的比表面积、高亲水性、高机强度、高抗污染性、高孔隙率、高过滤精度和高通量等特点，可广泛应用于环保、食品加工、制药、医用、水质净化、化工、发电等领域。

技术领域

本发明涉及中空膜的加工工艺领域，尤其涉及一种熔融挤出中空纤维超滤膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术是一种利用隔膜使容剂与溶质或悬浮物分离的技术，膜分离技术有电渗析、反渗透、纳滤、超滤、微滤、气体膜分离及其他膜分离技术。膜分离技术种类繁多、效率高、工艺简单、稳定持久，广泛应用于人类活动的各个领域，产生巨大的经济、生态、及社会效益，改善生活，提高效益。

传统的中空纤维膜丝，即中空纤维超滤膜的生产工艺主要有非溶剂致相分离法（NIPS）和热致相分离法（TIPS）两种；

其中，非溶剂致相分离法（Nonsolvent Induce Phase Separation），又称湿法。

而热致相分离法的英文缩写TIPS，是Thermally Induced Phase Separation的简称。它的工艺过程及原理是在聚合物的熔点以上，将聚合物溶于高沸点，低挥发性的溶剂（又称稀释剂）中，形成均相溶液。然后降温冷却，在冷却过程中，体系会发生相分离。这个过程分两类，一类是固－液相分离（简称S-L相分离），一类是液－液相分离（L-L相分离）。控制适当的工艺条件，在分相之后，体系形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构。这时再选择适当的挥发性试剂（即萃取剂）把溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的聚合物微孔膜。

然而，无论是哪种传统工艺，其在膜丝制备完毕后，膜丝的亲水性、通量、抗污染性、强度方面均具有着或多或少的缺陷。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种可制备出具有稳定的化学性质、丰富的比表面积、高亲水性、高机强度、高抗污染性、高孔隙率、高过滤精度和高通量等特点的中空纤维超滤膜，从而有效克服传统工艺制备完毕后带来的种种缺陷的中空纤维超滤膜的制备方法。

本发明的技术方案为：按以下步骤进行制备：

1）、制备混合物料；

1.1）、在高混机中投放抗氧剂、增塑剂和一部分的纳米二氧化硅，开动高混机低速搅拌30秒后停止搅拌；

1.2）、将另一部分的纳米二氧化硅投放入高混机中，低速搅拌20秒后停止搅拌；

1.3）、用勺子刮下高混机壁及底部物料，继续低速搅拌20秒，然后停机10分钟；

1.4）、将聚合物倒入高混机，重复进行至少3次差速搅拌，使得物料混合完成，最后进行出料；

2）、冷冻干燥：将混合物料放置到冷冻干燥间，并在干燥后将物料分散开，使物料呈粉状；

3）、双螺杆挤出机预热；

3.1）、设置双螺杆挤出机各区温度和转速；

3.2）、控制双螺杆挤出机开始升温，并在各区达到各自设置温度后，保持至少15分钟；

4）、熔融挤出：

4.1）、在双螺杆挤出机的机头上布置喷丝头，并在喷丝头中通入芯液；

4.2）、将粉状的物料加入双螺杆挤出机中，使得物料经过双螺杆挤出机和喷丝头后呈熔融状态；