一种编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法_2

文档序号:8912489阅读:来源:国知局
3份?10份;
溶剂(DMAC)86份?88份。
[0020]本发明所述的制备方法,更优选所述的铸膜液B配方如下:
PVDF (Solef 6010)14 份?18 份;
PVP (分子量40000)7份?10份;
甘油4份?10份;
DMAC64份?75份。
[0021]本发明所述的制备方法,所述编织管在溶液A中浸泡温度为30?80°C,浸泡时间为5?35min ;优选50~70°C,浸泡时间10~30min。在该操作条件下,有利于溶液A充分浸润包裹住编织管纤维丝,并且保证B溶液在A溶液表面的流衍光滑,降低外皮层表面粗糙度。
[0022]本发明所述的制备方法,所述凝固浴由20% - 80%的有机溶剂与20-80%的水组成;所述凝固浴的温度为30?80°C ;优选所述凝固浴由30% - 50%的有机溶剂与50-70%的水组成;所述凝固浴的温度为40°C ;更优选所述的有机溶剂为N,N- 二甲基乙酰胺。
[0023]本发明同时请求保护上述制备方法所制备得到的编织管同质增强型中空纤维膜。
[0024]本发明所述编织管同质增强型中空纤维膜的外径在I?3_,平均孔径为0.05?0.2_,破裂强度在0.3?IMPa,在0.lMPa、25°C的条件下,测试纯水通量为300?1000LMH。
[0025]本发明制备出的编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜具有以下优点:
1.二维编织管制作简单,工艺成熟,来源广泛成本低。
[0026]2.采用低浓度聚合物溶液浸泡编织管,聚合物溶液在编织管内部渗透更彻底,聚合物固化后与编织管完全融合,缠绕衔接更紧密。
[0027]3.采用同质向结合,一次浸泡一次涂覆然后同时分相,使膜丝外表皮层与编织管没有明显的界面,类似于一体化成膜,膜丝外过滤层与内编织管支撑通过分子间互相缠绕在一起,结合力更强,皮层永不脱落。
[0028]4.采用溶剂法制备,工艺简单,能耗低,大大降低制膜成本。
【附图说明】
[0029]图1为采用本发明所述方法制备出的编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜断面电镜结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]以下结合实施案例及附图对本发明的编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备做进一步的详细说明。
[0031]本发明设计的编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法采用如下工
-H-
乙:
(O溶液A的配置:以质量百分比计,先称取一定质量的聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向其中加入一定量的溶剂和亲水剂,搅拌加速聚偏氟乙烯和亲水剂的溶解,最后静置脱泡。浸泡溶液A中各组分重量份数为(优选总量为100份): 聚偏氟乙稀树脂2份?15份;
亲水剂3份?10份;
溶剂75份?90份。
[0032]在该工艺步骤中,编织管是由聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚胺纤维、聚氨酯纤维、聚砜纤维或者玻璃纤维中的一种或者两种以上编织而成,编织管内径0.7?1.5mm(优选 0.7-0.8mm),外径 1.0 ?2.2mm ;聚偏氟乙烯 PVDF 树脂是 HSV900,FR904,Solef 1010,Solef 1015,Solef 6010 或者 Solef 6020 中的一种;溶剂为 N, N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N, N-二甲基甲酰胺(DMF)或N-甲基吡诺烷酮(NMP)中的一种或者两种的混合物;所述的亲水剂是乙醇、丙三醇、乙二醇、聚乙二醇、异丙醇、正丁醇或者聚乙烯醇中的一种或者几种组合而成。
[0033](2)编织管外部涂覆铸膜液B的配置:以质量百分比计,先称取一定质量的聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向广口瓶中加入一定量的溶剂、高分子成孔剂和亲水性添加剂。搅拌加速固态物质溶解,最后静置脱泡。铸膜液B中各组分重量份数为(优选总量为100 份):
聚偏氟乙稀树脂14份?20份;
高分子成孔剂7份?15份;
亲水性添加剂4份?10份;
溶剂50份?80份。
[0034]在该工艺步骤中,聚偏氟乙烯树脂型号、溶剂种类与步骤(I)所述相同,高分子成孔剂为2000?10000的聚乙二醇,分子量为3000?500000的聚乙烯比诺烷酮,分子量为10000?60000的聚环氧乙烷或者分子量为8000?50000的聚乙烯醇中的一种或者几种组合而成;亲水性添加剂为领苯二甲酸二甲酯,正幸醇,丙三醇,1,4 丁内酯,分子量为200?1000的聚乙二醇或者分子量为200?1000的聚乙烯醇中的一种或者几种组合而成。
[0035](3)将编织管完全浸泡溶液A中,并控制浸泡温度及浸泡时间,然后取出并立即在已经浸泡溶液A的编织管外围涂覆一层厚度为0.05-0.2毫米,优选0.1毫米的铸膜液B。
[0036]在该工艺步骤中,编织管在A溶液中浸泡温度为30?80°C,浸泡时间为5?35min0
[0037](4)将已完成涂覆铸膜液B的编织管放入一定温度并且含有一定配比溶剂/非溶剂的凝固浴中,使溶液A和铸膜液B中的聚偏氟乙烯树脂同时发生相转化,凝胶成固态膜。
[0038]在该工艺步骤中,凝固浴温度为30?80°C,以质量百分比计,凝固浴中的溶剂含量为20%?80%。所述的非溶剂为水。
[0039]采用本发明所制备的编织管同质增强型中空纤维膜的外径在I?3_,平均孔径为0.05?0.2mm,破裂强度在0.2?0.8MPa,在0.1MPa,25°C的条件下,测试纯水通量为300 ?lOOOLMHo
[0040]实施例1
(I)编织管浸泡溶液A的配置:以质量百分比计,先称取6%的聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向其中加入88%溶剂和6%亲水剂,搅拌加速聚偏氟乙烯和亲水剂的溶解,最后静置脱泡。
[0041]在该工艺步骤中,编织管是由聚酯纤维和聚酰胺纤维编织而成,编织管内径0.7mm,外径1.9mm;聚偏氟乙烯PVDF树脂是Solef 6010,购于上海苏威有限公司;溶剂为N, N- 二甲基乙酰胺(DMAC);亲水剂是由丙三醇和聚乙二醇400按2:1混合而成。
[0042](2)编织管外部涂覆铸膜液B的配置:以质量百分比计,先称15%聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向广口瓶中加入8%的高分子成孔剂、72%的溶剂和5%的亲水性添加剂。搅拌加速固态物质溶解,最后静置脱泡。
[0043]在该工艺步骤中,聚偏氟乙烯树脂型号、溶剂种类与步骤(I)所述相同,高分子成孔剂为40000分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP);亲水性添加剂是由丙三醇。
[0044](3)将编织管完全浸泡溶液A中,浸泡温度为60°C,浸泡时间为15分钟,浸泡完成后取出并立即在已经浸泡溶液A的编织管外围涂覆一层厚度为0.1毫米的铸膜液B。
[0045](4)将已完成涂覆铸膜液B的编织管放入40°C,并且由35%溶剂DMAC和65%非溶剂水组成的凝固浴中,使溶液A和铸膜液B中的聚偏氟乙烯树脂同时发生相转化,凝胶成固态膜。
[0046]采用本发明所制备的编织管同质增强型中空纤维膜的外径在2.5_,平均孔径为
0.1mm,破裂强度在0.5MPa,在0.lMPa、25°C的条件下,测试纯水通量为800LMH。
[0047]本实施例所制备得到的编织管同质增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜断面电镜结构示意图见图1。
[0048]实施例2
(I)编织管浸泡溶液A的配置:以质量百分比计,先称取2%的聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向其中加入88%溶剂和10%亲水剂,搅拌加速聚偏氟乙烯和亲水剂的溶解,最后静置脱泡。
[0049]在该工艺步骤中,编织管是由聚酯纤维和聚酰胺纤维编织而成,编织管内径
0.7mm,外径1.0mm ;聚偏氟乙烯PVDF树脂是6010,购于上海苏威有限公司;溶剂为N,N- 二甲基甲酰胺(DMF);亲水剂是由异丙醇、正丁醇按3:1混合而成。
[0050](2)编织管外部涂覆铸膜液B的配置:以质量百分比计,先称14%聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向广口瓶中加入7%的高分子成孔剂、75%的溶剂和4%的亲水性添加剂。搅拌加速固态物质溶解,最后静置脱泡。
[0051]在该工艺步骤中,聚偏氟乙烯树脂型号、溶剂种类与步骤(I)所述相同,高分子成孔剂为聚乙烯比诺烷酮PVPk30 ;亲水性添加剂是由为正幸醇和1,4 丁内酯按比例2:3混合rfn 。
[0052](3)将编织管完全浸泡溶液A中,浸泡温度为80°C,浸泡时间为10分钟,浸泡完成后取出并立即在已经浸泡溶液A的编织管外围涂覆一层厚度为0.1毫米的铸膜液B。
[0053](4)将已完成涂覆铸膜液B的编织管放入40°C,并且由30%溶剂DMF和70%非溶剂水组成的凝固浴中,使溶液A和铸膜液B中的聚偏氟乙烯树脂同时发生相转化,凝胶成固态膜。
[0054]采用本实施例所制备的编织管同质增强型中空纤维膜的外径在2.6_,平均孔径为0.08mm,破裂强度在0.8MPa,在0.1MPa, 25°C的条件下,测试纯水通量为600LMH。
[0055]实施例3
(I)编织管浸泡溶液A的配置:以质量百分比计,先称取10%的聚偏氟乙烯树脂置于广口瓶中,然后向其中加入87%溶剂和3%亲水剂,搅拌加速聚偏氟乙烯和亲水剂的溶解,最后静置脱泡。
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