[发明专利]双层复合中空纤维纳滤膜及其制备方法和专用工具

摘要

本发明公开了一种双层复合中空纤维纳滤膜及其制备方法和专用工具，该纳滤膜包括选择性分离外皮层和机械支撑内层；选择性分离外皮层上有膜孔，膜孔孔径为0.5～2纳米；选择性分离外皮层厚度为10～10000纳米；机械支撑内层厚度为1～3毫米；双层复合中空纤维纳滤膜的选择性分离外皮层和机械支撑内层分别由选择性分离外皮层高聚物和机械支撑内层高聚物溶于溶剂中。本发明能将活性分离皮层控制到10～100纳米，大大减少所使用的外分离皮层材料，制膜的成本大大降低。通过对料液组成、纺丝条件、凝固浴以及后处理工序的控制可以有效控制成膜的内外径、膜的有效孔径、孔隙率以及孔径分布，得到亲水性好、抗污染、水通量大的高效分离膜。

主权项

一种双层复合中空纤维纳滤膜的制备方法，所述双层复合中空纤维纳滤膜包括选择性分离外皮层和机械支撑内层；选择性分离外皮层上有膜孔，膜孔孔径为0.5～2纳米；选择性分离外皮层厚度为10～10000纳米；机械支撑内层厚度为1～3毫米；其特征在于包括以下步骤：①铸膜液的配制：外层铸膜液由选择性分离外皮层高聚物与溶剂在20～60℃下搅拌溶解均匀制成，所述选择性分离外皮层高聚物为磺化聚砜(SPSF)，溶于溶剂中，所述选择性分离外皮层高聚物与溶剂的质量百分比为15～25％∶75～85％；内层铸膜液由机械支撑内层高聚物、两亲性聚合物和孔径调节剂与溶剂在20～60℃下搅拌溶解均匀制成；所述内层铸膜液为机械支撑内层高聚物、两亲性聚合物和孔径调节剂的混合物溶于溶剂中，在内层铸膜液中，机械支撑内层高聚物的质量百分比为10～20％，两亲性聚合物的质量百分比为2～10％，孔径调节剂的质量百分比为2～10％，溶剂的质量百分比为60～86％；其中机械支撑内层高聚物为聚砜(PSF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)中的一种；两亲性聚合物为苯乙烯‑乙烯醇共聚物、苯乙烯‑丙烯酸共聚物、苯乙烯‑乙烯吡咯烷酮共聚物中的一种；孔径调节剂为聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甘醇(DEG)中的一种；所述溶剂为N，N’‑二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’‑二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)中的一种；②双层复合中空纤维纳滤膜的成型：将芯液、外层铸膜液和内层铸膜液分别注入三通道喷丝头(1)的芯液通道(1‑1)、外层铸膜液通道(1‑3)和内层铸膜液通道(1‑2)，经喷丝口(1‑4)喷出成管状液膜，该液膜经过0～20厘米的空气间隙后依次进入第一凝固浴池(5)、第二凝固浴池(6)并缠绕在绕丝轮(9)上，相变凝固成双层中空纤维膜，双层中空纤维膜的粗细由绕丝轮(9)的转速控制；③清洗干燥：将固态的双层中空纤维膜经20～30℃水浸泡清洗24～72小时后，再放入50∶50wt％的甘油与水混合物中浸泡24～72小时，在空气中晾干得到双层复合中空纤维纳滤膜。