专利名称：一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法
一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法技术领域
本发明是一种中空纤维膜，特别涉及一种主要是用在废水处理中亲水性的中空纤 维膜及其制备方法。
背景技术：
现有技术中提高聚偏二氟乙烯的亲水性，就是将聚偏二氟乙烯与其它亲水性高分 子材料混合，例如聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维、磺化聚磺胺、单乙酸甘油酯、三乙酸甘油酯或 磺化聚醚酮。然而，由于这些亲水的高分子材料与聚偏二氟乙烯没有共价键，这些亲水物质 会逐渐丢失，从而造成膜的性能也会随时间而衰退。
申请号为CN200910069277. 9的中国发明，提供一种中空纤维多孔膜的制备方法， 该制备方法以聚四氟乙烯为聚合物，包括以下工艺步骤A.制备纺丝液，将纺丝载体与聚 四氟乙烯浓缩分散乳液、无机物微粉按5-15 45-80 8-50的重量百分比混和均勻，并加 入0. 03-0. 06%混和液重量百分比的粘度调节剂制得纺丝液；B.制备混合中空纤维，采用 常规的干-湿法纺丝设备和工艺，经中空喷丝头纺丝，以碱性的硫酸钠水溶液为凝固介质， 干燥后，即制得聚四氟乙烯混合中空纤维；C.制备中空纤维多孔膜，将所得聚四氟乙烯混 合中空纤维依次经高温烧结、萃洗和拉伸工艺，即制得所述的中空纤维多孔膜。此发明所述 的制备方法相对烦琐，而且多孔膜的过滤性不高，使得处理能力下降。发明内容本发明采用亲水性的中空纤维膜及其制备方法，将疏水的高分子与亲水高分子混合， 并通过加入交联剂增强亲水高分子的稳定性，从而使膜的性能得以改善。
上述技术问题本发明主要是通过下述技术方案得以解决的一种亲水性的中空纤维膜，其是由下述质量百分比的原料制备而成40 80%的 疏水性高分子材料、5 40%的亲水性有机物、1 10%的化学交联剂和1 15%的氯化锂ο
作为优选，所述的疏水性高分子材料为聚偏二氟乙烯。
作为优选，所述的亲水性有机物为聚乙烯吡咯烷酮。
作为优选，所述的化学交联剂为三氯化铬、三氯化铝、三氯化铁或甘油中的一种或 几种混合物。
一种亲水性的中空纤维膜的制备方法将权利要求1所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在30 96°C的温度下 搅拌3 48个小时，然后静置脱泡3 48个小时后得到铸膜液，将铸膜液在0 50°C的温 度下采用中空纤维纺丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔 膜在保护液中浸泡2 50个小时，然后在相对湿度为30 380%和温度为20 80°C的条 件下干燥2 30个小时即可。
作为优选，所述铸膜液中有机溶剂的质量浓度为50 95%。
作为优选，所述的铸膜液的粘度为50 700000厘泊；所述的有机溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙醇、酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶 液。
作为优选，所述的凝固浴介质为20 80°C温度的水、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二 甲基乙酰胺、乙醇、酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶液。
作为优选，所述的保护液的质量浓度为10 80%的甘油水溶液或1 25%的吐温 水溶液。
作为优选，所述的吐温水溶液中的吐温为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温-80 中的一种或几种的混合物。
聚乙烯吡咯烷酮中的羰基上的双键氧原子又具有局部负电荷。氧的强烈电负性以 及氧氮之间轨道上的不对称电子运动产生局部集中负电荷。电子的局部聚集使氧原子可以 用作质子受体。因此聚乙烯吡咯烷酮可以与包含质子供体的物质通过氢键进行连接，甘油 包含质子供体。甘油具有三个羟基，并且在每个羟基的氢原子上分布有局部正电荷。这些 氢键为聚乙烯吡咯烷酮提供物理交联或纠缠结构；因此可同样降低聚乙烯吡咯烷酮的水溶 性，使聚偏二氟乙烯膜的过滤性能得到提高。
多孔膜的断裂拉伸强度为200_700psi，在20psi的压力下，所述多孔膜的纯水通 量为大约100gfd-1200gfd，对150k葡聚糖的截流率为5% - 99. 99%，多孔膜包括超滤膜， 微滤膜，以及纳滤膜。
因此，本发明提供的一种亲水性的中空纤维膜及其制备方法，氯化锂与化学交联 剂结合增强了聚乙烯吡咯烷酮的稳定性并且大大提高了所述多孔膜的过滤速度，用在废水 处理时，提高废水处理能力。
具体实施方式
下面通过实施例，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1 按表1实施例1备料，并按下述方法制备亲水性的中空纤维膜 将所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在60°c的温度下搅拌12个 小时，然后静置脱泡M个小时后得到铸膜液，将铸膜液在50°C的温度下采用中空纤维纺 丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中浸泡M 个小时，然后在空气湿度为75%和温度为45°C的条件下干燥12个小时即可。
本实施例制备的亲水性的中空纤维膜的检测结果见表2。
实施例2:按表1实施例1备料，并按下述方法制备亲水性的中空纤维膜 将所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在50°C的温度下搅拌12个 小时，然后静置脱泡M个小时后得到铸膜液，将铸膜液在45°C的温度下采用中空纤维纺 丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中浸泡M 个小时，然后在空气湿度为75%和温度为45°C的条件下干燥M个小时即可。
本实施例制备的亲水性的中空纤维膜的检测结果见表2。
实施例3:按表1实施例1备料，并按下述方法制备亲水性的中空纤维膜 将所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在70°C的温度下搅拌12个小时， 然后静置脱泡M个小时后得到铸膜液，将铸膜液在35°C的温度下采用中空纤维纺丝机或 平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中浸泡M个小 时，然后在空气湿度为75%和常温干燥M个小时即可。
本实施例制备的亲水性的中空纤维膜的检测结果见表2。
实施例4 按表1实施例1备料，并按下述方法制备亲水性的中空纤维膜 将权利要求1所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在70°C的温度下搅拌 12个小时，然后静置脱泡M个小时后得到铸膜液，将铸膜液在50-60°C的温度下采用中空 纤维纺丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中 浸泡M个小时，然后在相对湿度为75%和常温干燥M个小时即可。
本实施例制备的亲水性的中空纤维膜的检测结果见表2。
表1实施例1-4原料配方(kg)
权利要求
1.一种亲水性的中空纤维膜，其特征在于，其是由下述质量百分比的原料制备而成 40 80%的疏水性高分子材料、5 40%的亲水性有机物、1 10%的化学交联剂和1 15% 的氯化锂。
2.根据权利要求1所述的一种亲水性的中空纤维膜，其特征在于所述的疏水性高分 子材料为聚偏二氟乙烯。
3.根据权利要求1所述的一种亲水性的中空纤维膜，其特征在于所述的亲水性有机 物为聚乙烯吡咯烷酮。
4.根据权利要求1所述的一种亲水性的中空纤维膜，其特征在于所述的化学交联剂 为三氯化铬、三氯化铝、三氯化铁或甘油中的一种或几种混合物。
5.一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于将权利要求1所述的原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在30 96°C的温度下 搅拌3 48个小时，然后静置脱泡3 48个小时后得到铸膜液，将铸膜液在0 50°C的温 度下采用中空纤维纺丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔 膜在保护液中浸泡2 50个小时，然后在相对湿度为30 380%和温度为20 80°C的条 件下干燥2 30个小时即可。
6.根据权利要求5所述的一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述铸 膜液中有机溶剂的质量浓度为50 95%。
7.根据权利要求6所述的一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的 铸膜液的粘度为50 700000厘泊；所述的有机溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙 酰胺、乙醇、酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶液。
8.根据权利要求5所述的一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的 凝固浴介质为20 80°C温度的水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、乙醇、酮、N-甲 基吡咯烷酮中的一种或是几种的混合溶液。
9.根据权利要求5所述的一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的 保护液的质量浓度为10 80%的甘油水溶液或1 25%的吐温水溶液。
10.根据权利要求9所述的一种亲水性的中空纤维膜的制备方法，其特征在于所述的 吐温水溶液中的吐温为吐温-20、吐温-40、吐温-60或吐温-80中的一种或几种的混合物。
全文摘要
本发明是一种中空纤维膜，特别涉及一种主要是用在废水处理中亲水性的中空纤维膜及其制备方法。将原料加入有机溶剂充分混合，得到的混合物在30～96℃的温度下搅拌3～48个小时，然后静置脱泡3～48个小时后得到铸膜液，将铸膜液在0～50℃的温度下采用中空纤维纺丝机或平板膜制膜机在凝固浴介质中制备成多孔膜，将制备好的多孔膜在保护液中浸泡2～50个小时，然后在相对湿度为30～380%和温度为20～80℃的条件下干燥2～30个小时即可。氯化锂与化学交联剂结合增强了聚乙烯吡咯烷酮的稳定性并且大大提高了所述多孔膜的过滤速度，用在废水处理时，提高废水处理能力。
文档编号B01D71/38GK102029114SQ201010551720
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者胡庆春 申请人:杭州卫士环保科技有限公司