专利名称：有机无机物改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜及其制备的制作方法
技术领域：
本发明属聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜及其制备领域，特别是涉及一种有机无机物 改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜及其制备。
背景技术：
水是生命的源泉，离开了水，世界将不复存在，人类也将面临灭亡。随着社会经济 的发展和人口的增长，水资源短缺已经成为一个全球化的问题，已知全球有26个国家严重 缺水，每年有1500万人因缺水、饮用被污染的水而死亡。水已被50个国家的科学家列为本 世纪最棘手的两大问题之一。水环境质量的严重恶化和经济的高速发展，迫切要求适合时代发展的污水资源化 技术，以缓解水资源的短缺状况。因此，近年来各种新型、改良型的高效废水处理技术应运 而生。膜分离技术在近20年发展迅速，其应用已从早期的脱盐发展到化工、食品、医药、电 子等工业的废水处理，产品分离和生产高纯水等，成为重要的化工操作单元。聚偏氟乙烯 (PVDF)由于具有良好的耐冲击性、耐磨性、耐候性和化学稳定性而成为目前首选的膜材料 之一，但是由于PVDF的表面能低，有极强的憎水性，所以在用于水体净化时膜容易受到污 染，为了提高膜的使用性能，要对其进行改性，而共混改性因其操作简单、效果显著，是PVDF 膜改性的重要方法之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有机无机物改性的聚偏氟乙烯五孔纤维 超滤膜及其制备，该超滤膜通量大、截留率高、机械强度好，对于污废水的处理效果明显，处 理后的水可循环利用，减少了水资源的浪费；制备方法简单，适合于工业化生产。本发明的一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜，其组分包括 膜材料聚偏氟乙烯(PVDF)、改性物，其重量比为70 80 20 30;所述改性物为聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)、热塑性橡胶(TPU)、和纳米二氧化硅(SiO2)或纳米二氧化钛(TiO2)，三 种改性物的质量比为30 35 50 60 10 15。所述的改性物为质量比30 60 10的PMMA、TPU和SiO2或质量比35 50 15 的 PMMA、TPU 禾口 TiO2。本发明的一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜的制备方法，包 括将上述配好的膜组分溶解于溶剂中，在60-80°C下搅拌12_24h使其充分溶 解，脱泡24h后纺丝，纺丝过程中芯液组分为蒸馏水，芯液流速为15-20ml/min，压力为 0. 15-0. 2MPa,温度为25_35°C的自来水凝胶浴，纺出的膜在自来水中浸泡48_72h，待溶剂 完全溶出后，即得到固定成型的膜。所述溶剂为N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)。所述的膜组分与溶剂的重量比为16 84。
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本发明同时运用PMMA、TPU以及纳米无机氧化物同时对PVDF进行改性，以减缓 PVDF本身表面能低、有极强憎水性、用于水体净化时膜容易受到污染等不足，同时使膜兼具 有机物和无机物的优良性能，使膜在具有较大水通量和较高截留率的前提下具有较高的韧 性和强度等机械性能，使其更易工业化生产和应用。有益效果(1)本发明的超滤膜通量大、截留率高、机械强度好，对于污废水的处理效果明显， 处理后的水循环利用，减少了水资源的浪费；(2)本发明的制备方法简单，适合于工业化生产。
图1本发明装置结构示意图；1-搅拌装置，2-贮料罐，3、8、15_阀门，4_过滤器， 5-计量泵，6-喷丝头，7-芯液罐，9-转子流量计，10-凝胶浴槽，11-导丝装置，12-水槽， 13-绕丝收集装置，14-氮气钢瓶，16-压力表。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。实施例11.组分a.膜材料PVDF;b.改性物PMMA、TPU 和 SiO2，其质量比为 30 60 10 ；c.溶剂N，N- 二甲基乙酰胺；重量比膜材料改性物=80 20 ；膜材料+改性物溶剂=16 84。2.制备过程将膜组分按上述比例配好溶解于N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中，膜组分占总 溶液16%的重量比，溶液在80°C下搅拌12h使其充分溶解，脱泡24h后经纺丝装置纺制，纺 丝过程中，芯液组分为蒸馏水，芯液流速为15ml/min，压力为0. 15MPa，凝胶浴为自来水凝 胶浴，凝胶浴温度为25°C，纺出的膜在自来水中浸泡48h，待溶剂完全溶出后，即得到固定 成型的膜。实施例21.组分d.膜材料PVDF ；e.改性物PMMA、TPU 和 TiO2，其质量比为 35 50 15 ；f.溶剂N，N- 二甲基乙酰胺；重量比膜材料改性物=80 20 ；膜材料+改性物溶剂=16 84。2.制备过程将膜组分按上述比例配好溶解于N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中，膜组分占总溶液16%的重量比，溶液在80°C下搅拌12h使其充分溶解，脱泡24h后经纺丝装置纺制，纺 丝过程中，芯液组分为蒸馏水，芯液流速为20ml/min，压力为0. 15MPa，凝胶浴为自来水凝 胶浴，凝胶浴温度为25°C，纺出的膜在自来水中浸泡48h，待溶剂完全溶出后，即得到固定 成型的膜。
权利要求
一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜，其组分包括膜材料聚偏氟乙烯PVDF、改性物，其重量比为70～80∶20～30；所述改性物为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、热塑性橡胶TPU、和纳米二氧化硅SiO2或纳米二氧化钛TiO2，三种改性物的质量比为30～35∶50～60∶10～15。
2.根据权利要求1所述的一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜，其 特征在于所述的改性物为质量比30 60 10的PMMA、TPU和SiO2或质量比35 50 15 的 PMMA、TPU 禾口 TiO2。
3.一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜的制备方法，包括将按照权利要求1配好的膜组分溶解于溶剂中，在60-80°C下搅拌12-24h使其充 分溶解，脱泡后纺丝，纺丝过程中芯液组分为蒸馏水，芯液流速为15-20ml/min，压力为 0. 15-0. 2MPa，温度为25_35°C的自来水凝胶浴，纺出的膜在自来水中浸泡，待溶剂完全溶出 后，即得到固定成型的膜。
4.根据权利要求3所述的一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜的 制备方法，其特征在于所述的溶剂为N，N- 二甲基乙酰胺DMAc。
5.根据权利要求3所述的一种有机无机物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜的 制备方法，其特征在于所述的膜组分与溶剂的重量比为16 84。
全文摘要
本发明涉及一种有机无机物改性的聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜及其制备，属于聚偏氟乙烯五孔纤维超滤膜及其制备领域。本发明的组分包括膜材料聚偏氟乙烯PVDF和改性物，所述改性物为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、热塑性橡胶TPU、和纳米二氧化硅SiO2或纳米二氧化钛TiO2；制备包括将配好的膜组分溶解于溶剂中，搅拌，脱泡后纺丝，纺出的膜在自来水中浸泡。本发明的超滤膜通量大、截留率高、机械强度好，对于污废水的处理效果明显，处理后的水循环利用，减少了水资源的浪费；制备方法简单，适合于工业化生产。
文档编号B01D71/34GK101992030SQ20101026631
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月27日 优先权日2010年8月27日
发明者刘耀芳, 奚旦立, 胡立晨, 邰晓燕, 马春燕 申请人:东华大学