专利名称：一种亲水性中空纤维干态微孔膜及其制备方法
技术领域：
本发明属于膜分离技术领域，涉及高分子聚烯烃中空纤维微滤膜的表面改性制备技术领域，特别涉及一种不用醇类及有机溶机亲水改性亲水性中空纤维干态微孔膜及其的制备方法。
背景技术：
聚烯烃是一种性能优良的微孔分离膜的制造材料。抗碱耐酸性能十分突出，采用熔融纺丝、单向拉伸而制得的中空纤维微孔膜，不仅具有良好的分离性能，而且具有湿法纺丝(NIPS)或热法纺丝(TIPS)不可比拟的机械强度，正是它与生俱来的这种特性，被广泛用于污水处理等领域，另外，聚烯烃PP或PE，原材料易得，价格低廉，这也是受人青睐的原因之一。采用熔融一拉伸法所制得的中空纤维微滤膜，其表面能较低，具有极强的憎水性，(接触角90-103度)，不能用于水的过滤，我们称之为疏水膜，疏水膜用于气体的过滤或做成一定规格的接触器，用于液体中溶解气体的脱除或者相反一气体的液体吸收。若发挥它的另一功能，用于水处理，则首先要将膜进行“变性”为亲水膜，方可用于液体水的过滤，这正是本专利所要解决的问题。目前，科研人员提出了许多亲水改性的方法，主要分为永久性亲水和暂时性亲水。永久性亲水，多半采用等离子体接技法、光照射法、射线照射法等，这类方法不但需要昂贵的专门设备，而且还难以实现规模化生产，从大量的文献报道中可以看出，接技率控制十分困难，它的实质是将亲水集团如-OH或-COOH接到烯烃的链上，接技率低，效果不明显，接技率太高亲水性反而下降，人们分析原因，太高的接技率也会堵塞微孔。还有的方法是将亲水且溶于水的高聚物如PVA，通 过醛类交联剂，如戌二醛，将PVA水溶液用事先做成的超滤组件进行死端过滤，使PVA深积于膜表面尔后进行交联，变为亲水表面。工艺繁杂，而且亲水前，必须做成组件，才能进行下步工作，这一点会给不同需求带来很多不便。众所周知，传统的亲水处理是用乙醇浸泡，随后转入水中，水慢慢取代微孔中的乙醇，便成为亲水的微孔膜，这种微孔膜要始终保持湿态，一旦失去水分又变成疏水膜，这往往给膜的保存与运输和使用带来诸多的麻烦。况且，乙醇是一种易燃溶剂，极易挥发，既不环保又不安全。
发明内容
一种亲水性中空纤维干态微孔膜(PP膜)，其特征在于它是由聚烯烃中空纤维微滤膜基膜(PP膜)与渗透亲水性表面活性剂组成；其中聚烯烃中空纤维微滤膜基膜与亲水性表面活性剂的重量体积比为1:0. 1%-20%的水溶液；所述的亲水性表面活性剂为芳香烃磺酸钠、支链、直链磺酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚或烷基甜菜碱。所述的亲水性中空纤维干态微孔膜结构，它包括聚丙烯膜丝基质1、亲水性膜内部渗透物3 ;其中亲水性膜内部渗透物3通过聚丙烯膜丝基质I渗透到聚丙烯膜丝的薄膜层
2、聚丙烯膜丝的微孔4中。其中聚丙烯膜丝基质的孔径为O. Ιμπι。
本发明所述的微滤膜基膜是用熔融拉伸法或热致相分离法制备成孔的。本发明所述的微滤膜基膜的成分为聚偏氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯。本发明进一步公开了亲水性中空纤维干态微孔膜的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行
(1)将亲水性表面活性剂用去离子水配制浓度为O.1%-20% (w/v)的水溶液；
(2)将聚烯烃中空纤维微滤膜基膜浸入上述溶液内，温度控制在10-60°C，浸泡时间为10-60分钟；
(3)达到吸附平衡后，取出并浙去多余的水分；
(4)在空气中晾干或30—50°C热风烘干。本发明提供了一种简单快捷的亲水化处理的方法，将确定的表面活性剂配成一定浓度的溶液，然后待处理的中空纤维微孔膜浸泡于溶液内。取出晾干，便制成所要求的亲水的中空纤维干态微孔膜。该膜经处理后不会改变多孔膜的机械强度、物化指标等固有性质。例如采用重力垂直拉伸法的测量
取测量长度50厘米的膜丝系在500克砝码上，垂直吊起，时间一小时，观察记录如下
记
权利要求
1.一种亲水性中空纤维干态微孔膜，其特征在于它是由聚烯烃中空纤维微滤膜基膜与渗透亲水性表面活性剂组成；其中聚烯烃中空纤维微滤膜基膜与亲水性表面活性剂的重量体积比为1:0. 1%_20%;所述的亲水性表面活性剂为芳香烃磺酸钠、支链、直链磺酸钠、聚氧乙烯脂肪醇醚或烷基甜菜碱。
2.权利要求1所述的亲水性中空纤维干态微孔膜，其中的结构包括聚丙烯膜丝基质(I)、亲水性膜内部渗透物(3);其中亲水性膜内部渗透物(3)通过聚丙烯膜丝基质(I)渗透到聚丙烯膜丝的薄膜层(2)、聚丙烯膜丝的微孔(4)中。
3.权利要求1所述的亲水性中空纤维干态微孔膜，其中聚丙烯膜丝基质的孔径为O.1 μ m0
4.一种权利要求1所述亲水性中空纤维干态微孔膜的制备方法，其特征在于按如下的步骤进行 (1)将亲水性表面活性剂用去离子水配制浓度为O.1%-20% (w/v)的水溶液； (2)将聚烯烃中空纤维微滤膜基膜浸入上述溶液内，温度控制在10-60°C，浸泡时间为10-60分钟； (3)达到吸附平衡后，取出并浙去多余的水分； (4)在空气中晾干或30—50°C热风烘干。
全文摘要
本发明公开了一种亲水性中空纤维干态微孔膜及其制备方法，它是由聚烯烃中空纤维微滤膜基膜(PP膜)与渗透有亲水性表面活性剂组成；其中聚烯烃中空纤维微滤膜基膜与亲水性表面活性剂的重量体积比为10.1%-20%。本发明的方法采用低分子量的不挥发的表面活性剂，容易洗脱不残留，亲水处理后，经过干燥，亲水活性物质会牢固吸附于膜的表面及微孔内。不流失、不挥发，容易贮存或运输。该膜经处理后不会改变多孔膜的固有性质，如机械强度、物化指标等。本发明的方法是一种简单快捷的亲水化处理方法。
文档编号B01D69/08GK103055718SQ20131004529
公开日2013年4月24日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者赵玉峰, 侯春梅 申请人:天津天一爱拓科技有限公司