本发明属于膜分离技术领域，具体涉及一种压力感应型可变孔径中空纤维分离膜的制备方法。
背景技术：
有机硅树脂及改性有机硅树脂具有优异的耐候性、柔韧性、电绝缘性、耐高低温性、低表面能与低表面张力，不仅强度高，而且疏水性好，耐污染、易清洗，现以广泛应用于军工国防、轻工产品、电气工业、食品卫生、橡胶塑料等行业，在气体分离膜领域也有所研究。
膜分离技术是利用膜孔对各组分选择透过性的差异性，实现对组分中溶剂与溶质分离、提纯的方法，根据截留孔径大小，可以分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜及反渗透膜等。微滤膜的本质过滤机理为筛分截留，其有效孔径范围是0.1-10μm，其膜厚度小，孔径大，孔隙率高、通量大，膜吸附污染性低，在0.1-0.3mpa压力下可以有效截留气相与液相中的固体微粒、有机胶体、部分细菌等杂质，主要应用于水净化、果汁浓缩、电池隔膜、医药除菌及固悬物等领域；与微滤膜相比，超滤膜孔径更小，需要以较高压力差作为膜过程驱动力，压力更高、通量小，主要截留大分子、小尺寸微粒、胶体、病毒等，主要应用于蛋白质浓缩与回收、抗菌素分离、饮用水净化，电泳漆回收，海水淡化前处理等领域。纳滤膜是孔径位于1nm左右的高分子膜，是近年来国际上发展较快的一种新型膜分离技术，对一价离子有部分截留能力，对于多价离子可完全截留，由于其使用压力低，过滤后还能保留对人体有益矿物质，在近几年的净水领域，受到研究者与终端用户的重视。与反渗透相比，纳滤膜与纳滤技术具有易操作、低维护成本、低能耗、高通量等特点，已经在食品化工行业、污水处理、医药行业、脱盐工业等领域得到应用。
在家用净水领域，出水水质的优劣直接关系到人们的身体健康，随着水污染加重，高层二次供水污染也逐渐成为终端用户所面临的问题。超微滤膜因所需跨膜压差小，可以利用市政管网的压力对自来水进行初次净化，但是对于盐离子无法有效过滤，难以保证水质安全；纳滤膜可以在保留一价离子的同时除去多价离子，但是需要外部增压，而且由于孔径较小，耐污染性差，容易污堵，清洗效果差，更换较为频繁，面临着耗能与维护成较高的问题。
因此制备一种能够同时满足对水体的净化要求，也能达到节能环保的新型分离膜是家用净水分离膜发展的一大方向，寻找一种有效而且便捷的新型分离膜制备技术迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种压力感应型可变孔径中空纤维分离膜的制备方法。该方法过程连续、工艺简单、成本低。
本发明方法是将添加剂和有机硅树脂加入到溶剂中制成均相溶液，纺制出初态中空纤维膜，经后处理，得到中空纤维分离膜，随着外界压力增大，过滤孔径变小，截留精度提高，满足不同水质的过滤需求，分离效果好，、耐污染、通量高。该方法具体包括以下步骤：
第1、铸膜液的制备
将添加剂缓慢加入到含溶剂的容器中，在5～70℃的条件下搅拌溶解1～3h,完全溶解后，加入充分干燥后的有机硅树脂，在5～80℃的环境下搅拌溶解10～48h,将得到均相溶液真空脱泡静置待用；其中，有机硅树脂质量含量为16～52％，溶剂质量含量为30～77％，添加剂质量含量为7～18％；
第2、初态中空纤维分离膜的制备
在5～80℃环境下，以乙醇溶液为内外凝固液，将第1步得到的均相溶液通过喷丝头与凝固浴，初步固化成中空纤维膜，经进一步水洗后，除去多余溶剂与水解酸；
第3、后处理
将第2步得到的中空纤维膜经特殊后处理，得到最终压力感应型可变孔径中空纤维膜。
所述添加剂为聚多巴胺溶液。
所述溶剂为甲苯、二甲苯、二甲醚、甲基乙基酮、环己烷中的至少一种。
所述有机硅树脂为聚甲基硅树脂、聚乙基硅树脂、聚芳基有机硅树脂、聚甲基苯基有机硅树脂、聚乙基苯基有机硅树脂中的至少一种。
所述特殊后处理方式为恒定的温度与湿度环境，并且保证其表面空气流动，湿度范围为10～30％，温度范围为70～100℃。
本发明内容与现有的分离膜产品相比，具有如下优点：
1、同时具备微滤、超滤、纳滤多级分离孔径，根据使用压力不同，自由切换分离孔径，一膜多用，可适应不同水质的过滤需求，压力感应型可变孔径中空纤维分离膜在国内实属首例；
2、以有机硅树脂为主要膜材料，具有耐高低温性、耐候性、高柔韧性、低表面能与低表面张力，不仅强度高，而且疏水性好，耐污染、易清洗等特点；
3、本发明方法过程连续、工艺简单、分离效果好、通量高、成本低。
具体实施方式
下面通过实施例进一步来描述本发明，但具体实施实例不限制本发明权利的要求。
实施例1：
(1)铸膜液的制备
将46g聚多巴胺溶液缓慢加入到含500g甲苯溶剂的容器中，在5℃的条件下搅拌3h,完全溶解后，加入充分干燥后的聚甲基硅树脂104g，在5℃的环境下搅拌33h,将得到均相溶液真空脱泡静置待用；
(2)初态中空纤维分离膜的制备
在5℃环境下，以7％乙醇溶液为内外凝固液，将得到的均相溶液通过喷丝头与凝固浴，初步固化成外径1.3mm，内径0.6mm的中空纤维膜，经进一步水洗后，除去多余溶剂与水解酸；
(3)后处理
将初态的中空纤维分离膜在湿度为10％，温度为100℃的环境中后处理，得到压力感应型可变孔径中空纤维膜。
实施例2：
(1)铸膜液的制备
将78g聚多巴胺溶液缓慢加入到含416g二甲醚溶剂的容器中，在30℃的条件下搅拌1.2h,完全溶解后，加入充分干燥后的聚乙基硅树脂156g，在32℃的环境下搅拌48h,将得到均相溶液真空脱泡静置待用；
(2)初态中空纤维分离膜的制备
在32℃环境下，以5％乙醇溶液为内外凝固液，将得到的均相溶液通过喷丝头与凝固浴，初步固化成外径1.2mm，内径0.7mm的中空纤维膜，经进一步水洗后，除去多余溶剂与水解酸；
(3)后处理
将初态的中空纤维分离膜在湿度为30％，温度为70℃的环境中后处理，得到压力感应型可变孔径中空纤维膜。
实施例3：
(1)铸膜液的制备
将117g聚多巴胺溶液缓慢加入到含195g甲基乙基酮溶剂的容器中，在70℃的条件下搅拌1h,完全溶解后，加入充分干燥后的聚乙基苯基有机硅树脂338g，在80℃的环境下搅拌10h,将得到均相溶液真空脱泡静置待用；
(2)初态中空纤维分离膜的制备
在80℃环境下，以4％乙醇溶液为内外凝固液，将得到的均相溶液通过喷丝头与凝固浴，初步固化成外径1.0mm，内径0.5mm的中空纤维膜，经进一步水洗后，除去多余溶剂与水解酸；
(3)后处理
将初态的中空纤维分离膜在湿度为16％，温度为86℃的环境中后处理，得到压力感应型可变孔径中空纤维膜。
压力感应型可变孔径中空纤维分离膜截留性能测试
分别配制1500mg/l的100000分子量葡聚糖溶液、5000mg/l的6000分子量聚乙二醇溶液、600mg/l氯化钠溶液、600mg/l氯化镁溶液，其中葡聚糖溶液用于检测其微滤截留效果，聚乙二醇溶液检测其超滤截留效果，氯化钠与氯化镁溶液用于检测其纳滤分离效果，其截留率随压力变化结果如表1所示。
从表1可以看出，随着压力提高，本发明方法所得到的中空纤维分离膜分别达到家用微滤膜、超滤膜、纳滤膜的截留要求，具备家用微滤膜、超滤膜、纳滤膜的分离功能。
表1压力感应型可变孔径中空纤维分离膜对基准物质的截留率