专利名称：聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及多孔膜制造方法，特别是具有非对称结构的高韧性、高通 量、高抗污染聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法。
背景技术：
目前，膜分离技术已经得到迅猛的发展，膜法分离已经成熟运用于石 油化工、食品医药、生物工程、环保等诸多领域。用于过滤的多孔膜主要 有以下几种材料(一)醋酸纤维素多孔膜，它的耐酸碱性比较差，PH值范围为4-9，使用的范围比较窄，容易被细菌和微生物侵蚀；(二)聚丙烯腈多孔膜，它的耐碱性也不好，ra值范围为2-10，另外，聚丙烯腈材质的中空纤维膜大多是采用湿法或干-湿法制备的，这种材质的中空纤维膜都比较 脆，在使用过程中，尤其是反冲洗时容易产生断丝的问题，很难保证过滤 效果；(三)聚砜和聚醚砜多孔膜，聚砜和聚醚砜材料大多依靠国外进口， 来源有限，限制了其大规模的应用，对于普通应用领域，原料成本相对较 高；(四)聚丙烯多孔膜，它的空隙率较低，通常不超过60%，纯水通量较 低，只能通过熔融拉伸纺丝法制膜，能耗和生产成本相对较高。发明内容本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低、性能较好的高韧性、 高通量、高抗污染的聚氯乙烯中空纤维多孔膜的制备方法，以克服膜受压 后膜丝容易断裂等缺点。本发明的技术方案本发明所述的高韧性、高通量、高抗污染聚聚乙烯中空纤维的制造方 法包括如下步骤(1)膜液的制备将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌混合后得到膜液，其中， 聚氯乙烯的质量百分比含量为9%-23%;3溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯垸酮的一种或几种，质量百分比含量为62%--90%;添加剂包括聚乙烯吡咯垸酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5% 的氯化锂溶液和水的一种或几种，质量百分比含量0. 5%--15%。 (2)中空纤维膜的制备先配置内凝胶介质，内凝胶介质为1。/。一80%的二甲基甲酰胺水溶液、二 甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种，水采用脱盐 水；外凝胶介质也是1%—80%的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液 或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种，水采用脱盐水；膜液温度为10-50°C，内凝胶介质温度为5-35°C，外凝胶介质温度为 10-40。C;将由步骤(1)制得的膜液和内凝胶介质按照质量百分比8-95%，同时 通过喷头注入到装有外凝胶介质的凝胶浴中成膜，即可制得高韧性聚氯乙 烯中空纤维膜。上述聚氯乙烯的聚合度为700 2300。上述喷头与凝胶浴液面之间的距离为10-100mm。采用以上方法所制备的中空纤维膜具有非常好的性能，空隙率达到85% 以上，膜丝伸长率达到100%以上，具有很高的韧性，通量高达 400-1000L/H*m2，膜丝同时具备良好的亲水性，在具体应用中有非常好的抗 污染性能。除此之外聚氯乙烯膜是一种新材质的多孔膜，它与醋酸纤维素、 聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜等材料相比有如下优点1) 材料容易采购，可以国产化，制造成本相对较低；2) 化学稳定性好，耐酸碱性优良，耐微生物分解，耐侯性好，不易老3) 室温下能长期在PH为1-12范围内工作。根据本发明可以生产出不同应用领域和不同截留性能的分离膜，具有广阔的工业和民用应用空间。例如污水处理和回用、油水分离、生物发酵 分离与精制、电泳漆的回收利用、各种酒类的除浊处理等。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明予以进一步说明实施例1按以下重量百分比称取原材料，PVC (1000): 13.5%; 二甲基乙酰胺75.5%;乙二醇8%和聚乙烯吡咯烷酮3%配制成膜液，具体顺序是在75. 5% 的二甲基乙酰胺中加入13.5W的PVC (1000)，搅拌溶解后一起加入3%的聚 乙烯吡咯垸酮和8%的乙二醇，搅拌好后将膜液过滤脱泡，然后将膜液和内 凝胶介质分别用计量泵输入喷头喷出，然后进入外凝胶介质，再经过水洗 后，以20米/分钟的速度巻绕成丝束。膜液温度控制在3(TC，内凝胶介质 为5%的二甲基乙酰胺溶液，内凝胶介质的温度控制在25。C，外凝胶介质为 脱盐水，外凝胶介质温度为35°C。实施例2按实施例1所述的制备过程和条件，PVC (1000): 13%; 二甲基甲酰胺 77%;丙三醇5%和聚乙烯吡咯垸酮5%配制成膜液，将内凝胶改为脱盐水， 外凝胶改为5%的二甲基甲酰胺溶液，其他工艺条件都与实施例1相同，即 可制成中空纤维膜。实施例3按实施例1所述的制备过程和条件，PVC(1300): 14%; 二甲基甲酰胺 73%;正丁醇8%和聚乙烯吡咯烷酮5%配制成膜液，将内凝胶改为脱盐水，外凝胶也是脱盐水，其他工艺条件都与实施例1相同，即可制成中空纤维膜。实施例4按实施例1所述制备过程和条件，PVC(1300): 15%; N-甲基吡咯垸酮 81%:聚乙烯吡咯烷酮3%和水1%和配制成膜液，将内凝胶改为脱盐水， 外凝胶也是脱盐水，其他工艺条件都与实施例1相同，即可制成中空纤维膜。实施例5按实施例1所述制备过程和条件，PVC(1300): 14%; N-甲基吡咯烷酮 41%; 二甲基乙酰胺41%; 5%的氯化锂溶液4%配制成膜液，将内凝胶改 为脱盐水，外凝胶也是脱盐水，其他工艺条件都与实施例1相同，即可制 成中空纤维膜。
权利要求
1.一种聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于该制造方法包括以下步骤(1)膜液的制备将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌混合后得到膜液，其中，聚氯乙烯质量百分比含量为9％-23％；溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一种或几种，质量百分比含量为62％-90％；添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮、正丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、5％的氯化锂溶液和水的一种或几种，质量百分比含量为0.5％-15％；(2)中空纤维膜的制备先配制内凝胶介质，内凝胶介质为1％-80％的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种，水采用脱盐水；外凝胶介质也是1％-80％的二甲基甲酰胺水溶液、二甲基乙酰胺水溶液或N-甲基吡咯烷酮水溶液中的一种或几种，水采用脱盐水；膜液温度为10-50℃，内凝胶介质温度为5-35℃，外凝胶介质温度为10-40℃；将由步骤(1)制得的膜液和内凝胶介质按照质量百分比8-95％，同时通过喷头注入到装有外凝胶介质的凝胶浴中成膜，即可制得高韧性聚氯乙烯中空纤维膜。
2. 按权利要求1所述的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于上述膜液的制备中，所选原料聚氯乙烯的聚合度为700 2300。
3. 按权利要求1所述的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法，其特征在于 上述纤维膜的制备中，通过喷头注入膜液和内凝胶介质时，其喷头与凝胶 浴液面之间的距离为10 100mm。
全文摘要
本发明公开了一种耐冲击高韧性、高通量、高抗污染的聚氯乙烯中空纤维膜的制造方法，具体包括如下步骤将聚氯乙烯、溶剂和添加剂搅拌溶解后得到膜液，膜液与内凝胶介质同时通过喷头进入有外凝胶介质的凝胶浴中成膜，即可以得到高韧性的聚氯乙烯中空纤维膜。此中空纤维膜具有非常高的空隙率，膜丝伸长率可以达到100％以上，在实际应用中不会因为水压或气压的冲击而断裂使膜失去使用价值。因此这种中空纤维膜在石油化工、食品医药、生物工程、环保等诸多领域都有非常广阔的应用前景。
文档编号B01D69/08GK101322921SQ200810048500
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者刘协奇 申请人:武汉艾科滤膜技术有限公司