[发明专利]一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法

说明书

本发明属于聚丙烯烯中空纤维微孔膜水处理技术领域，特别是涉及一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法。包括如下步骤:步骤一，通过熔融法制备聚丙烯初生纤维；步骤二，氟碳表面活性剂溶液配制；步骤三，聚丙烯初生纤维亲水化处理；步骤四，通过热处理、拉伸、热定型的方式得到聚丙烯中空纤维微孔膜；步骤五，聚丙烯中空纤维微孔膜亲水化改性。本发明通过对聚丙烯初生纤维和成型的聚丙烯中空纤维微孔膜的二次亲水改性，不仅在膜丝表面引入了亲水性基因，更在膜丝内部结构中引入了亲水性基因，使其亲水化效果更加明显，亲水性持续时间更加长久；改性过程在水相中进行且反应条件较温和，改性过程与改性条件容易控制，操作步骤简单。

技术领域

本发明属于聚丙烯中空纤维微孔膜水处理技术领域，特别是涉及一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法。

背景技术

膜分离技术是近些年发展起来的一种具有高效低能耗的先进技术，其因维护方便、操作简单等特点广泛应用于石油化工废水处理、黑臭水体处理、海水淡化等领域，其中中空纤维膜具有单位体积装填密度大、过滤分离效率高、设备小、结构简单、易操作等优点，并且在微滤、超滤反渗透、纳滤、膜生物反应器等分离技术中有及其广泛的应用。聚丙烯中空纤维膜具有成本低廉耐酸碱耐溶剂性能优良的特点，且其加工过程无二次污染，加工过程简单，孔隙率高，从出现至今一直是研究较多的材料。但由于聚丙烯表面能较低，具有较强的疏水性，过滤阻力大，且在分离过程中容易受到油污等有机物污染，不易清洗，降低了分离效果及膜的使用寿命。因此，通常需对聚丙烯中空纤维膜进行亲水改性。

专利CN108889141A一种亲水改性聚丙烯中空纤维膜的制备方法，将亲水性聚合物和聚丙烯共混造粒后，通过双螺杆挤出机和纺丝机、热牵伸、凝固浴分相、热处理和溶剂萃取等方法制备聚丙烯中空纤维膜后，进一步采用戊二醛对制备的聚丙烯中空纤维膜进行交联处理，得到具有亲水性的聚丙烯中空纤维膜。该发明制备过程较为复杂，且在实现溶剂萃取时所用溶剂具有毒性，其废液对环境亦会造成污染，不利于环保。

专利CN 103933880A中采用亲水性硅烷偶联剂接枝到聚丙烯原料中，获得亲水性聚丙中空纤维膜，但接枝制备过程复杂，产生环境污染较大，药剂昂贵，难以实现工业化生产。

专利CN1792419对已制备好的聚烯烃类中空纤维微滤膜，采用醇类或表面活性剂浸泡处理后，再用含有醛类、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮的制膜液死端过滤或错流过滤处理，再使聚乙烯醇与醛类发生交联反应，固定在聚合物膜的表面，但如果对制膜液浓度、流动时间等控制不当，则容易导致膜孔上的聚乙烯醇积聚过多，纯水通量低。该方法操作起来较为复杂，控制精度要求较高，实际操作性不强，难以大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种稳定、经济且易于实现的具有亲水性的聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法。

本发明采取的技术方案是：

一种亲水性聚丙烯中空纤维微孔膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤:

步骤一，通过熔融法制备聚丙烯初生纤维；

步骤二，氟碳表面活性剂溶液配制；

步骤三，聚丙烯初生纤维亲水化处理；

步骤四，通过热处理、拉伸、热定型的方式得到聚丙烯中空纤维微孔膜；

步骤五，聚丙烯中空纤维微孔膜亲水化改性。

进一步的，所述步骤一中，制备聚丙烯初生纤维时纺丝机各区间温度工艺条件为140℃-240℃，喷丝头温度为80±5℃，卷绕速度为370-420m/min，热处理温度为120℃，时间为2h。

进一步的，所述步骤二配制氟碳表面活性剂溶液，称取1-5g氟碳表面活性剂于烧杯中，加入适量的二氯甲烷，搅拌至完全溶解，然后用蒸馏水配成1-5g/L的溶液。