一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于按以下步骤进行：以PES为膜材料，NMP为溶剂，PEG200、LiCl、PEG400、K17、K30、K60、K90中的一种或二种以上的混合物为第一添加剂，强致凝剂为第二添加剂，按照质量比膜材料：溶剂：添加剂=20-25:40-60:15-40的比例投料，于80℃条件下搅拌24小时溶解均匀形成铸膜液；过滤后静置48H脱泡，并冷却至45℃；将铸膜液按现有的干湿法纺丝；所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；将膜丝保湿晾干后制备常规的大通量超滤膜组件。由此制备的膜组件，纯水通量大于150L/㎡·H，0.1MPa，25℃，过滤市政自来水，内毒素检测小于0.25EU/ml。能用于医药注射用水、家庭净水等，在保证过滤效果的同时保障过滤效率。
【专利说明】一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，属于膜分离【技术领域】。
【背景技术】
[0002]超滤是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在I 一 IOOnm之间。工业方面，超滤膜被大量用于水处理工程。超滤技术在反渗透预处理、饮用水处理、中水回用等领域发挥着越来越重要的作用。超滤技术在酒类和饮料的除菌与除浊，药品的除热原以及食品及制药物浓缩过程中均起到关键作用。民用方面，超滤技术开始逐步进入直饮水环节，家庭净水环节。在超滤技术中，膜孔径与膜通量是一对矛盾的存在。当膜孔径变小截留效果上升时，膜通量即过滤效率是下降的。目前主流的截留内毒素的超滤膜，切割分子量为6000，膜的纯水通量为60-100L/ m2 -H, 0.lMPa，25°C。其孔径较常用的切割分子量8万、10万的小，同时通量也小，工程上膜使用数量较多。在民用方面，能截留内毒素的超滤膜由于通量较低，更是很少使用，一般是倾向通量更大随之孔径更大的膜产品。这些大通量大孔径的产品，能够有效的截留细菌，无法有效的截留内毒素，同样也无法截留与内毒素大小类似的外毒素。外毒素是引起腹泻等异常和核心因素。故理论上大孔径膜存在一定的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题及缺陷，而提供一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，该方法用来解决当前能截留内毒素的超滤膜通量较小，难以兼顾过滤效果、过滤效率的问题。
[0004]本发明的技术方案为:
[0005]一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于按以下步骤进行:1)以聚醚砜树脂(PES)为膜材料，N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，聚乙二醇200(PEG200)、LiCl、聚乙二醇400 (PEG400)、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K17 (K17)、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K30 (K30)、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K60 (K60)、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K90 (K90)中的一种或二种以上的混合物为第一添加剂，强致凝剂为第二添加剂，按照质量比膜材料:溶剂:添加剂=20-25:40-60:15-40的比例投料，于80°C条件下搅拌24小时溶解均匀形成铸膜液；2)过滤后静置48H脱泡，并冷却至45°C ；3)将铸膜液按现有的干湿法纺丝；4)步骤(3)所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；5)将步骤(4)的膜丝保湿晾干后制备常规的大通量超滤膜组件。
[0006]所述步骤(3)干湿法纺丝中纺丝时凝固浴温度为0_15°C，第一洗槽温度为15-45°C，第二洗槽温度为35-60°C。
[0007]所述步骤(3)干湿法纺丝中纺丝时凝固浴温度为10_15°C，第一洗槽20_35°C，第二洗槽 40-55 °C。[0008]所述的强致凝剂为水、甘油、乙二醇、醋酸中一种或二种以上的混合物。
[0009]本发明制得的组件纯水通量大于150L/ m2 ?H, 0.lMPa，25°C。在膜配方中，第二添加剂采用强致凝剂使皮层较厚，孔致密，第一添加剂在合适的范围内是膜通量达到最大；而在生产工艺中，低温凝固浴使膜孔足够小，较高温度的第二洗槽是促使膜丝中的溶剂、致孔剂等快速脱出而形成连续贯穿的孔，使膜丝通量最大化。
[0010]以本方法制备的膜组件，在常规截留内毒素的工况条件下使用，因为通量更大可减少膜使用数量而节省成本。在民用净水方面，能截留与内毒素大小类似的外毒素，安全性更好，有初步的使用价值。
【具体实施方式】
[0011]以下结合实例对发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
[0012]实施例1
[0013]以质量比计，PES:NMP:K30:K90:PEG400:H20=23:50:1:1:21:4 的比例配置铸膜液，于80°C下搅拌24小时溶解均匀形成铸膜液，过滤后静置48H脱泡，并冷却至45°C;按现有的干湿法纺丝；凝固浴、芯液为水，凝固浴为15°C，第一洗槽为25°C，第二洗槽为55°C;所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；将脱溶剂后的膜丝保湿晾干后制成常规的大通量超滤膜组件后测试，组件有效膜面积4 m2，通量为600L/H，0.1MPa, 25°C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于0.25EU/ml。
[0014]对比例1-1
[0015]取消第一洗槽，其余与实施例1相同，膜丝表面出现突起等不良。
[0016]对比例1-2
[0017]取消第二洗槽，其余与实施例1相同，制成组件后测试。组件有效膜面积4 IIf，通量为320L/H，0.1MPa, 25°C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于 0.25EU/ml。
[0018]实施例2
[0019]以质量比计，PES:NMP:K17:K30:PEG200:甘油=22:50:1:1:20:6 的比例配置铸膜液，于80°C下搅拌24小时溶解均匀形成铸膜液，过滤后静置48H脱泡，并冷却至45°C ；按现有的干湿法纺丝；芯液为水，凝固浴为40%的NMP的水溶液，凝固浴为10°C，第一洗槽为20°C，第二洗槽为50°C ;所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；将脱溶剂后的膜丝保湿晾干后制成常规的大通量超滤膜组件后测试，组件有效膜面积4 Hf，通量为800L/H，
0.1MPa, 250C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于0.25EU/ml ο
[0020]对比例2-1
[0021]膜丝配方为PES:NMP:K17:K30:PEG200=22:50:1:1:26，其余与实施例 2—样。制成组件后测试。组件有效膜面积4 m2，通量为900L/H，0.lMPa，25°C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，检测试剂凝胶，不合格。
[0022]对比例2-2
[0023]膜丝配方为PES:NMP:K17:K30:PEG200:甘油=22:50:1:1:14:12，其余与实施例 2一样。制成组件后测试。组件有效膜面积4 m2，通量为500L/H，0.lMPa，25°C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于0.25EU/ml。
[0024]实施例3
[0025]以质量比计，PES:NMP:K17:K60:PEG200:乙二醇=20:60:1.5:0.5:20: 18 的比例
配置铸膜液，静止脱泡后按现有的干湿法纺丝，凝固浴、芯液为水，凝固浴为12°C，第一洗槽为35°C，第二洗槽为40°C，所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；将脱溶剂后的膜丝保湿晾干后制成常规的大通量超滤膜组件后测试。组件有效膜面积4 Hf，通量为700L/H，
0.1MPa, 250C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于0.25EU/ml ο
[0026]实施例4
[0027]以质量比计，PES:NMP =LiCl:PEG200:醋酸=25:40: L 0:10:4的比例配置铸膜液，静止脱泡后按现有的干湿法纺丝，凝固浴、芯液为水，凝固浴为15°C，第一洗槽为25V’第二洗槽为50°C，所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；将脱溶剂后的膜丝保湿晾干后制成常规的大通量超滤膜组件后测试。组件有效膜面积4 Hf，通量为750L/H，0.1MPa，25°C。以自来水做原水，过滤后取产液，按照凝胶法检测内毒素，结果小于0.25EU/ml。
【权利要求】
1.一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于按以下步骤进行:I)以聚醚砜树脂PES为膜材料，N-甲基吡咯烷酮NMP为溶剂，聚乙二醇200、LiCl、聚乙二醇400、聚乙烯吡咯烷酮PVP - K17、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K30、聚乙烯吡咯烷酮PVP — K60、聚乙烯吡咯烷酮PVP - K90中的一种或二种以上的混合物为第一添加剂，强致凝剂为第二添加剂，按照质量比膜材料:溶剂:添加剂=20-25:40-60:15-40的比例投料，于80°C条件下搅拌24小时溶解均匀形成铸膜液；2)过滤后静置48H脱泡，并冷却至45°C;3)将铸膜液按现有的干湿法纺丝；4)步骤(3)所制得的膜丝经流动水洗6小时老化脱溶剂；5)将步骤(4)的膜丝保湿晾干后制备常规的大通量超滤膜组件。
2.根据权利要求1所述的一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于:所述步骤(3)干湿法纺丝中纺丝时凝固浴温度为0-15°C，第一洗槽温度为15-45°C，第二洗槽温度为35-60°C。
3.根据权利要求2所述的一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于:所述步骤(3)干湿法纺丝中纺丝时凝固浴温度为10-15°C，第一洗槽20-35°C，第二洗槽 40-55 °C。
4.根据权利要求1所述的一种能截留内毒素的大通量超滤膜组件的生产方法，其特征在于:所述的强致凝剂为水、甘油、乙二醇、醋酸中一种或二种以上的混合物。
【文档编号】B01D67/00GK103933879SQ201410128458
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月1日 优先权日:2014年4月1日
【发明者】陈泉学, 郝艳杰, 庞兵 申请人:武汉艾科滤膜技术有限公司