一种基于平板膜包缠制备PTFE中空纤维膜的工艺的制作方法

本发明涉及中空纤维膜制备，尤其涉及一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺。

背景技术：

1、ptfe树脂具备优异的物理化学性质，可用于极端恶劣环境，被认为是潜在的制膜材料。然而，也正是由于ptfe稳定的物理化学性质，导致其熔体熔融粘度极高，难以流动。380℃时，ptfe熔体熔融粘度为1010pa*s，因此ptfe分离膜无法通过熔体拉伸制备。此外，ptfe树脂中的c-f化学键键能高达485kj/mol，至今无溶剂可将其溶解，因此ptfe分离膜也无法通过溶液制得。

2、双向拉伸中，纵向和随后的横向拉伸可较好地促进节点的双向劈裂及原纤倾斜，可同时对孔径大小及孔隙率进行调节；单向拉伸仅能促进节点的纵向劈裂和原纤沿纵向伸长，中空纤维膜的孔径和孔隙率无法同时达到理想状态。因此，需要设计一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，解决现有ptfe中空纤维膜孔径较大、不能满足精准分离和过滤的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，所述工艺包括如下步骤：

4、步骤1：包缠，将ptfe平板膜包缠在的ptfe中空纤维膜外壁上；

5、步骤2：烧结，将包缠好的中空纤维膜在300℃-400℃下热处理；

6、步骤3：改性，将包缠烧结好的膜丝放入乙醇浸润，取出放入0.5wt％的pva溶液中浸泡2小时，取出放入10％的戊二醛溶液中浸泡1小时，取出清洗，烘干，即得包缠改性后的ptfe中空纤维膜。

7、进一步地，步骤1中，ptfe平板膜平均孔径范围0.1μm-0.5μm，宽度2.5mm-15mm。

8、进一步地，步骤1中，ptfe中空纤维膜平均孔径范围为0.8μm-1.5μm。

9、进一步地，步骤2中，热处理的时间为2min-36min。

10、进一步地，步骤3中，放入乙醇浸润的时间为3小时，烘干的温度为45℃。

11、进一步地，步骤1中，ptfe平板膜的厚度为10μm-50μm。

12、进一步地，步骤1中，中空纤维膜的外径为1.6mm-2.4mm，中空纤维膜的孔隙率为35-80％。

13、进一步地，上述方案还包括步骤4，步骤4的具体过程为，取改性后的ptfe中空纤维膜的有效长度为10cm，测试水温控制在25±1℃，在外压0.1mpa下测试，运行10分钟后称取1分钟的产水量，按下列公式计算ptfe中空纤维膜的纯水通量：

14、j＝60*v*100/(π*d*l)

15、其中j为纯水通量，单位为l/(m 2*h)；v为产水体积，单位为ml；d为中空纤维膜的外径，单位为mm；l为聚四氟乙烯中空纤维膜的有效长度，单位为cm；

16、取一根改性后的ptfe中空纤维膜，将膜丝一端用热熔胶封住端口，另一端保持膜丝开口，取膜丝有效长度约10cm，用膜固定器固定好膜丝未封口端，放入水中，打开气泵，缓慢通入气体，记录中空纤维膜上的分离层是否有破裂现象，当中空纤维膜的分离层出现破裂时的气体压力即为中空纤维支撑层与分离层的爆破强度。

17、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

18、本发明成品ptfe中空纤维膜的爆破强度高于0.40mpa、通量大于2600l/m2*h*0.1mpa，制得的ptfe中空纤维膜过滤孔径稳定、过滤通量高、粘结强度高，ptfe中空纤维膜过滤孔径能满足精准分离和过滤的要求。

技术特征：

1.一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤1中，ptfe平板膜平均孔径范围0.1μm-0.5μm，宽度2.5mm-15mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤1中，ptfe中空纤维膜平均孔径范围为0.8μm-1.5μm。

4.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤2中，热处理的时间为2min-36min。

5.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤3中，放入乙醇浸润的时间为3小时，烘干的温度为45℃。

6.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤1中，ptfe平板膜的厚度为10μm-50μm。

7.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：步骤1中，中空纤维膜的外径为1.6mm-2.4mm，中空纤维膜的孔隙率为35-80％。

8.根据权利要求1所述的一种基于平板膜包缠制备ptfe中空纤维膜的工艺，其特征在于：还包括步骤4，步骤4的具体过程为，取改性后的ptfe中空纤维膜的有效长度为10cm，测试水温控制在25±1℃，在外压0.1mpa下测试，运行10分钟后称取1分钟的产水量，按下列公式计算ptfe中空纤维膜的纯水通量：

技术总结
本发明提供一种基于平板膜包缠制备PTFE中空纤维膜的工艺，属于中空纤维膜制备技术领域，所述工艺包括如下步骤：步骤1：包缠，将PTFE平板膜包缠在的PTFE中空纤维膜外壁上，步骤2：烧结，将包缠好的中空纤维膜在300℃‑400℃下热处理，步骤3：改性，将包缠烧结好的膜丝放入乙醇浸润，取出放入0.5wt％的PVA溶液中浸泡2小时，取出放入10％的戊二醛溶液中浸泡1小时，取出清洗，烘干，即得包缠改性后的PTFE中空纤维膜。本发明成品PTFE中空纤维膜的爆破强度高于0.40MPa、通量大于2600L/(m2*h)*0.1MPa，制得的PTFE中空纤维膜过滤孔径稳定、过滤通量高、粘结强度高，PTFE中空纤维膜过滤孔径能满足精准分离和过滤的要求。

技术研发人员：梁琳,王晓飞,涂方祥,伍柳依,邹楠煊,张燕
受保护的技术使用者：桂润环境科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14