[发明专利]一种高强度亲水型中空纤维膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高强度亲水型中空纤维膜在氢燃料电池膜增湿器中的应用，其特征在于，所述高强度亲水型中空纤维膜具有致密亲水表面-双层指状孔支撑层结构，抗拉强度为5.5-8.6MPa，水通量为20-90L m^-2h^-1bar^-1；所述高强度亲水型中空纤维膜应用于氢燃料电池的膜增湿器，所述高强度亲水型中空纤维膜的制备方法包括：

S1、将聚砜类高分子、磺化聚砜类高分子和有机溶剂在20-80℃下混合搅拌，形成第一均相液；所述第一均相液中，聚砜类高分子的质量占比为20％～40％，所述磺化聚砜类高分子的质量占比为1％～4％，其余为所述有机溶剂；

S2、将酸酯类强化剂缓慢加入第一均相液，搅拌、25℃下静置脱泡得到稳定的均相铸膜液；所述酸酯类强化剂为蔗糖脂肪酸酯或季戊四醇油酸酯；所述均相铸膜液中，所述酸酯类强化剂的质量占比为0.1％～10％；

S3、均相铸膜液通过喷丝头形成中空纤维状初生膜丝，初生膜丝在凝固浴和芯液辅助下冷却定型，得到膜前体；

S4、用25℃去离子水对膜前体进行萃取处理，干燥萃取处理后的膜前体，得到所述高强度亲水型中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤S1中，所述聚砜类高分子为聚砜、聚醚砜和聚苯砜的任意一种；

所述磺化聚砜类高分子为磺化聚砜、磺化聚醚砜和磺化聚苯砜的任意一种；

所述有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二甲基吡咯烷酮种的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤S3中，所述凝固浴和芯液均为去离子水；

所述均相铸膜液通过喷丝头的工艺参数为：所述铸膜液流速为10-20ml/min，所述芯液流速为20-40ml/min，绕丝速度为12-24m/min。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，步骤S4中，所述萃取的时间为20-24h。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，

所述致密亲水表面的厚度为2-8μm；

所述双层指状孔为对称结构；所述指状孔的长度为15-50μm，所述指状孔宽度为1-10μm。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述中空纤维膜的外径为1.3-1.5mm，内径为0.8-1.0mm，

所述中空纤维膜的耐压强度为0.8-1.0MPa；

所述中空纤维膜的最大负荷为5.0-7.2N；

所述中空纤维膜的断裂伸长率为182％-358％。