Ptfe中空纤维膜生产线及中空纤维膜生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种PTFE中空纤维膜生产线及中空纤维膜生产工艺，其能获得高孔隙率、孔径分布均匀、微孔结构更加稳定的PTFE中空纤维膜。PTFE中空纤维膜生产线包括PTFE中空纤维推压成型装置、PTFE中空纤维拉伸成膜装置、PTFE中空纤维膜烧结定型装置和用于将烧结定型后的PTFE中空纤维膜收卷的收卷装置。经其生产的PTFE中空纤维膜其膜孔径可控制在0.05-0.5μm，孔隙率大于50％，并且孔径分布均匀、微孔结构非常稳定。
【专利说明】PTFE中空纤维膜生产线及中空纤维膜生产工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于PTFE纤维膜成型【技术领域】，具体地说是涉及一种PTFE中空纤维膜生 产线。本发明还涉及一种PTFE中空纤维膜生产工艺。
【背景技术】
[0002] PTFE中空纤维膜具有超强耐化学腐蚀性、搞辐射性和优良的生物相容性等优点， 可在-20(TC?250°C下长期使用，是生物、医药、环保、化工过程理想膜品种之一。特别是， 其能解决膜分离过程遇到的断丝，膜持久疏水性、耐氧化性和耐高温性差等问题。因此， PTFE中空纤维膜具有广阔的市场前景。
[0003] 目前，虽然已有生产设备可成功应用于PTFE微孔薄膜（平板膜）的生产，但是 PTFE中空纤维膜微孔形成过程理论尚不完善，部分过程条件与微孔结构的关系述不清晰， 因此，制备PTFE中空纤维膜却仍是一个新的课题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种PTFE中空纤维膜生产线，其能获得高孔隙率、孔径分布 均匀、微孔结构更加稳定的PTFE中空纤维膜。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种PTFE中空纤维膜生产线，包括PTFE中空纤维推 压成型装置、PTFE中空纤维拉伸成膜装置、PTFE中空纤维膜烧结定型装置和用于将烧结定 型后的PTFE中空纤维膜收卷的收卷装置；
[0006] 所述PTFE中空纤维拉伸成膜装置包括第一导轮、第二导轮、其线速度与第二导轮 相等的第三导轮、其线速度大于第三导轮的第四导轮、第一加热系统和第二加热系统；第一 导轮设置在PTFE中空纤维推压成型装置的出料口端，第二导轮设置在第一导轮的侧方，在 第一导轮和第二导轮之间供PTFE中空纤维坠挂，第一加热系统设在第二导轮和第三导轮 之间，第二加热系统设在第三导轮和第四导轮之间；
[0007] 所述PTFE中空纤维膜烧结定型装置包括第五导轮和第三加热系统；所述第三加 热系统设在第四导轮和第五导轮之间。
[0008] 在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：所述第一导轮、第二导轮、第三 导轮、第四导轮和第五导轮的侧面上均具有锥面，在该锥面的底部上设有肩部。
[0009] 在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案：第一加热系统、第二加热系统、 第三加热系统均由多台具有螺旋加热元件的加热装置形成。
[0010] 本发明还提供一种应用了上述方案中PTFE中空纤维膜生产线的PTFE中空纤维膜 生产工艺，包括采用PTFE中空纤维推压成型装置以获得PTFE中空纤维的推压成型步骤，
[0011] 将PTFE中空纤维坠挂在第一导轮和第二导轮之间所形成的同步调整步骤；
[0012] 第二导轮的线速度与第三导轮的线速度相等，利用第一加热系统对PTFE中空纤 维进行加热的挥发步骤；
[0013] 第四导轮的线速度大于第三导轮的线速度，并用设在第三导轮和第四导轮之间的 第二加热系统对PTFE中空纤维进行加热，从而将PTFE中空纤维拉伸成PTFE中空纤维膜的 拉伸步骤；
[0014] 第四导轮的线速度与第五导轮的线速度相等，利用第三加热系统对PTFE中空纤 维膜进行烧结定型的烧结定型步骤；
[0015] 对烧结定型后的中空纤维膜收卷步骤。
[0016] 在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述第一加热系统具有多个加 热区，并且从第二导轮往第三导轮方向升高。
[0017] 在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述第二加热系统具有多个加 热区，从第三导轮往第四导轮方向升高。
[0018] 在上述方案的基础上并作为上述方案的优选方案，所述第三加热系统具有多个加 热区，从第四导轮往第五导轮方向降低。
[0019] 本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
[0020] 1、本发明的PTFE中空纤维膜生产线采用PTFE中空纤维推压成型装置、PTFE中空 纤维拉伸成膜装置、PTFE中空纤维膜烧结定型装置，经其生产的PTFE中空纤维膜其膜孔径 可控制在〇. 05-0. 5 μ m，孔隙率大于50%，并且孔径分布均勻、微孔结构非常稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是本发明PTFE中空纤维膜生产线的结构示意图。
[0022] 图2是本发明的缠绕有PTFE中空纤维的第二导轮的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-图2 ;
[0024] 本实施例给出的PTFE中空纤维膜生产线，包括PTFE中空纤维推压成型装置1、 PTFE中空纤维拉伸成膜装置、PTFE中空纤维膜烧结定型装置和用于将烧结定型后的PTFE 中空纤维膜收卷的收卷装置4。
[0025] 其中，PTFE中空纤维拉伸成膜装置包括第一导轮21、第二导轮22、第三导轮23、第 四导轮24、第一加热系统25和第二加热系统26。第一导轮21设置在PTFE中空纤维推压成 型装置1的出料口端，第二导轮22设置在第一导轮21的侧方。在第一导轮22和第二导轮 21之间供PTFE中空纤维100坠挂，在生产PTFE中空纤维膜的过程中，如图1中所示，在第 一导轮和第二导轮之间的PTFE中空纤维100处于耷拉下来的状态，形成预留的PTFE中空 纤维，作为同步调整区。当第三导轮23的进给速度大于PTFE中空纤维推压成型装置1的 挤出速度时，可利用这段被预留的PTFE中空纤维补足，保证了位伸阶段工作的持续性。在 第二导轮22和第三导轮23之间设有第一加热系统25,其PTFE中空纤维穿过，供以形成挥 发工序。在第三导轮23和第四导轮24之间设有第二加热系统26。在本实施例中，第一加 热系统和第二加热系统都有多个加热区。具体地说，每一个加热系统由两套以上加热装置， 沿着PTFE中空纤维的进给方向排例，使其具有多个加热区。优选地，加热装置具有螺旋加 热元件，螺旋加热元件供PTFE中空纤维穿过，以使PTFE中空纤维均匀受热。PTFE中空纤维 膜生产线在工作时，第三导轮23的线速度与第二导轮22的线速度相等，第四导轮24的线 速度大于第三导轮24的线速度，使其二者之间具有速差，以对PTFE中空纤维进行拉伸形成 PTFE中空纤维膜。该PTFE中空纤维拉伸成膜装置先对PTFE中空纤维进行挥发步骤，再利 用第三导轮和第四导轮的转动线速度差并配合第二加热对PTFE中空纤维的加热以完成拉 伸作业，以使膜孔径可控，孔隙率高、孔径分布均匀。
[0026] 所述PTFE中空纤维膜烧结定型装置包括第五导轮31和第三加热系统32 ;第三加 热系统32设在第四导轮24和第五导轮31之间。在本实施例中，第三加热系统32也具有 多个加热区。具体地说，每一个加热系统由两套以上加热装置，沿着PTFE中空纤维膜的进 给方向排例，使其具有多个加热区。优选地，加热装置具有螺旋热元件，加热元件供PTFE中 空纤维膜穿过，以使PTFE中空纤维膜均匀受热。
[0027] 用该PTFE中空纤维膜生产线制成的PTFE中空纤维亲水膜，其膜孔径可控制在 0. 05-0. 5 μ m，孔隙率大于50 %，断裂强度大于20N。
[0028] 在本实施例中，如图2所示，所述第二导轮22的侧面上具有锥面221，使用时，该锥 面供PTFE中空纤维100缠绕。在该锥面221的底部上设有肩部222。采用这种结构的第一 导轮，在其转动过程中，能防止第一导轮上的PTFE中空纤维偏斜。优选地，第一导轮、第三 导轮、第四导轮和第五导轮也采用与第二导轮相同的结构。
[0029] 本发明还提供一种PTFE中空纤维膜生产工艺，其利用上述结构的PTFE中空纤维 膜生产线，包括采用PTFE中空纤维推压成型装置的推压成型步骤；
[0030] 挤出物料坠挂在第一导轮和第二导轮之间所形成的同步调整步骤；第二导轮的线 速度与第三导轮的线速度相等，利用设在第二导轮和第三导轮之间的第一加热系统对PTFE 中空纤维进行加热的挥发步骤。优选地，所述第一加热系统所加热的温度从第二导轮往第 三导轮方向升高。以第一加热系统具有四个加热区为例，从第二导轮往第三导轮方向依次 为第一加热区、第二加热区、第三加热区和第四加热区，第一加热区可以是60°C、第二加热 区可以是80°C、第三加热区可以是100°C、第四加热区可以是120°C。当然，依据实际的生产 工艺，第一加热系统的温度也可以是其它的数值。
[0031] 利用第四导轮的线速度大于第三导轮的线速度，并用设在第三导轮和第四导轮之 间的第二加热系统进行加热的拉伸步骤。优选地，所述第二加热系统所加热的温度从第三 导轮往第四导轮方向升高。以第二加热系统具有四个加热区为例，从第三导轮往第四导轮 方向依次为第一加热区、第二加热区、第三加热区和第四加热区，第一加热区可以是180°c、 第二加热区可以是200°C、第三加热区可以是240°C、第四加热区可以是280°C。当然，依据 实际的生产工艺，第二加热系统的温度也可以是其它的数值。
[0032] 利用第四导轮的线速度与第五导轮的线速度相等，利用设在第五导轮和第四导轮 之间的第三加热系统对PTFE中空纤维膜进行烧结定型的烧结定型步骤步骤。优选地，第三 加热系统所加热的温度从第四导轮往第五导轮方向降低。以第三加热系统具有四个加热区 为例，从第四导轮往第五导轮方向依次为第一加热区、第二加热区、第三加热区和第四加热 区，第一加热区可以是260°C、第二加热区可以是260°C、第三加热区可以是240°C、第四加 热区可以是220°C。当然，依据实际的生产工艺，第三加热系统的温度也可以是其它的数值。
[0033] 上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依 本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种PTFE中空纤维膜生产线，其特征在于：包括PTFE中空纤维推压成型装置、PTFE 中空纤维拉伸成膜装置、PTFE中空纤维膜烧结定型装置和用于将烧结定型后的PTFE中空 纤维膜收卷的收卷装置； 所述PTFE中空纤维拉伸成膜装置包括第一导轮、第二导轮、其线速度与第二导轮相等 的第三导轮、其线速度大于第三导轮的第四导轮、第一加热系统和第二加热系统；第一导轮 设置在PTFE中空纤维推压成型装置的出料口端，第二导轮设置在第一导轮的侧方，在第一 导轮和第二导轮之间供PTFE中空纤维坠挂，第一加热系统设在第二导轮和第三导轮之间， 第二加热系统设在第三导轮和第四导轮之间； 所述PTFE中空纤维膜烧结定型装置包括第五导轮和第三加热系统；所述第三加热系 统设在第四导轮和第五导轮之间。
2. 根据权利要求1所述的PTFE中空纤维膜生产线，其特征在于：所述第一导轮、第二 导轮、第三导轮、第四导轮和第五导轮的侧面上均具有锥面，在该锥面的底部上设有肩部。
3. 根据权利要求1所述的PTFE中空纤维膜生产线，其特征在于：第一加热系统、第二 加热系统、第三加热系统均由多台具有螺旋加热元件的加热装置形成。
4. 一种应用权利要求1-3中任一项PTFE中空纤维膜生产线的PTFE中空纤维膜生产工 艺，包括采用PTFE中空纤维推压成型装置以获得PTFE中空纤维的推压成型步骤， 将PTFE中空纤维坠挂在第一导轮和第二导轮之间所形成的同步调整步骤； 第二导轮的线速度与第三导轮的线速度相等，利用第一加热系统对PTFE中空纤维进 行加热的挥发步骤； 第四导轮的线速度大于第三导轮的线速度，并用设在第三导轮和第四导轮之间的第二 加热系统对PTFE中空纤维进行加热，从而将PTFE中空纤维拉伸成PTFE中空纤维膜的拉伸 步骤； 第四导轮的线速度与第五导轮的线速度相等，利用第三加热系统对PTFE中空纤维膜 进行烧结定型的烧结定型步骤； 对烧结定型后的中空纤维膜收卷步骤。
5. 根据权利要求4所述的PTFE中空纤维膜生产工艺，其特征在于：所述第一加热系统 具有多个加热区，并且从第二导轮往第三导轮方向升高。
6. 根据权利要求4所述的PTFE中空纤维膜生产工艺，其特征在于：所述第二加热系统 具有多个加热区，从第三导轮往第四导轮方向升高。
7. 根据权利要求4所述的PTFE中空纤维膜生产工艺，其特征在于：所述第三加热系统 具有多个加热区，从第四导轮往第五导轮方向降低。
【文档编号】B01D71/36GK104096490SQ201410364447
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】吴波 申请人:孙小平