[实用新型]一种聚四氟乙烯中空纤维膜

说明书

本实用新型提供了一种聚四氟乙烯中空纤维膜，属于中空纤维膜技术领域。包括由内至外平均孔径依次减小的多孔支撑层、中间过渡层和外侧分离层，其中，所述中间过渡层包缠在所述多孔支撑层的外表面，所述外侧分离层涂覆在所述中间过渡层的外表面，所述聚四氟乙烯中空纤维膜的平均孔径为0.02‑0.2μm。本实用新型通过涂覆工艺制备出小孔径的外侧分离层，从而制备出平均孔径较小的中空纤维膜，以实现较高的过滤精度，提高产水水质。

技术领域

本实用新型涉及中空纤维膜技术领域，具体而言，涉及一种聚四氟乙烯中空纤维膜。

背景技术

水资源的深度处理及回用是未来水资源可持续利用的关键之一，分离膜技术已经成为污水回用和水质净化提标的核心技术。作为一种分离膜材料，聚四氟乙烯(PTFE)是一种对酸、碱、有机溶剂以及高温环境等具有良好耐受性的高分子材料，具有广泛的应用市场。

PTFE膜材料的微观结构为节点及原纤维形成的三维网络状孔结构，其在过滤厚度方向上的孔径梯度通常不大，当膜过滤层较厚时，过滤液中的颗粒容易在过滤层内部聚集且不易清除，造成膜孔的堵塞，进而导致性能下降。因此，现有技术中出现一种采用大孔径PTFE中空纤维膜或具有大孔的聚合物中空管作为支撑层，将小孔径PTFE平板膜材料分切成窄带状后螺旋包缠在支撑层上作为分离层，以避免中空纤维膜内部的污堵。

但是，这种包缠工艺制备的PTFE中空纤维膜，其平均孔径多在0.1-0.2μm 及以上，将其用于中水回用及反渗透的预处理工艺时，这种大孔径的PTFE膜的过滤精度不足。作为分离层的包缠的PTFE平板膜材料通常采用推挤-拉伸工艺制备，但这种工艺很难制备出小孔径的PTFE平板膜材料，难以实现小孔径PTFE中空纤维膜材料的制备目标，从而影响PTFE中空纤维膜在高精度过滤工艺中的应用。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是现有中空纤维膜通常是在支撑层上通过包缠工艺制备外侧分离层，这种方式制备的中空纤维膜存在平均孔径大、过滤精度低、出水水质不高，所制作的膜组件产水水质不能满足反渗透预处理等污水中水回用工艺进水要求的问题。

为解决上述问题中的至少一个方面，本实用新型提供一种聚四氟乙烯中空纤维膜，包括由内至外平均孔径依次减小的多孔支撑层、中间过渡层和外侧分离层，其中，所述中间过渡层包缠在所述多孔支撑层的外表面，所述外侧分离层涂覆在所述中间过渡层的外表面，所述聚四氟乙烯中空纤维膜的平均孔径为0.02-0.2μm。

较佳地，所述中间过渡层是通过包缠工艺在所述多孔支撑层外表面包覆得到的双向拉伸聚四氟乙烯平板微孔膜层。

较佳地，所述双向拉伸聚四氟乙烯平板微孔膜层的平均孔径为0.1-0.5μm。

较佳地，所述双向拉伸聚四氟乙烯平板微孔膜层的厚度为5-100μm。

较佳地，所述外侧分离层是在所述双向拉伸聚四氟乙烯平板微孔膜层的外表面通过涂覆及化学交联工艺涂覆得到的涂覆层。

较佳地，所述涂覆层的厚度为0.1-5μm。

较佳地，所述涂覆层为化学交联的聚烯烃类材料，所述聚烯烃类材料包括乙烯基单体的均聚物或共聚物。

较佳地，所述多孔支撑层和所述双向拉伸聚四氟乙烯平板微孔膜层构成聚四氟乙烯中空纤维基膜，所述聚四氟乙烯中空纤维基膜是由带状聚四氟乙烯平板微孔膜螺旋并部分重叠包缠在所述多孔支撑层上并在320-390℃下烧结得到的。

较佳地，所述带状聚四氟乙烯平板微孔膜是由聚四氟乙烯平板微孔膜材料分切得到，所述聚四氟乙烯平板微孔膜材料为材料组成中聚四氟乙烯占比大于60％的聚四氟乙烯复合材料或聚合物分子链中含四氟乙烯单体的四氟乙烯类聚合物材料。

较佳地，所述多孔支撑层为多孔中空支撑管或拉伸膨化聚四氟乙烯中空纤维管，所述多孔支撑层的内径为0.5-10mm，厚度为0.1-6mm。