專利名稱：纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔濾膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔濾膜的制備方法。屬于增強(qiáng)中空纖維膜的制備技術(shù)。
背景技術(shù)：
聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜以其良好的耐腐蝕性、耐溶劑性、和耐溫性以及易于制備等特點(diǎn)備受關(guān)注。但是用普通的浸沒沉淀法制備的PVDF中空纖維膜的拉伸強(qiáng)度一般比較低，其拉伸強(qiáng)度通常為5MPa以內(nèi)，不能滿足浸沒式膜組件對(duì)中空纖維膜的使用強(qiáng)度要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔膜的制備方法，該方法過程簡單，不但能有效控制膜的孔徑大小和分布，而且所制得的膜拉伸強(qiáng)度達(dá)10MPa以上。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)一種纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔膜的制備方法，其特征包括以下過程1.以100D/48F的滌綸、尼龍66或尼龍6為增強(qiáng)纖維，并經(jīng)二甲基甲酰胺浸泡24小時(shí)進(jìn)行預(yù)處理。
2.以聚偏氟乙烯為原料，選二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亞砜(DMSO)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、六甲基磷酸銨(HMPA)或四甲基尿(TMU)為溶劑，選聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)為添加劑，按原料、溶劑、添加劑的質(zhì)量比為(10～30)∶(60～90)∶(1～15)攪拌配制紡膜溶液。
3.采用步驟2配制的紡膜溶液以及經(jīng)過步驟1處理后的增強(qiáng)纖維于溫度為20-90℃，壓力為0.1-0.6MPa及噴絲頭芯液流量為1.0-8.0ml/min，牽引速度為0.5-10m/min操作條件下進(jìn)行紡膜。
上述的紡膜溫度為50-70℃，紡膜溶液配比為按原料∶溶劑∶添加劑＝(10～25)∶(65～85)∶(1～15)，紡膜壓力為0.15-0.5MPa；每根中空纖維膜中增強(qiáng)纖維的數(shù)量為1-6根。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于膜基材PVDF與增強(qiáng)纖維之間結(jié)合緊密；所制備的膜拉伸強(qiáng)度高，可以經(jīng)受很大的經(jīng)向張力；耐疲勞度提高；孔徑大小范圍易控；拉伸強(qiáng)度為10-15MPa，爆破強(qiáng)度為0.5-1.0MPa。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一1.將處理好的3根滌綸纖維穿過噴絲頭上相應(yīng)的孔。
2.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為18∶78∶4。
2、在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3、控制溶料罐中的壓力為0.25MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4、將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為86％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為146kg/m2.h，平均孔徑為0.5微米，中空纖維外徑1.89毫米，壁厚0.34毫米。拉伸強(qiáng)度10.43MPa。
比較例一1.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為18∶78∶4。
2.在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3.控制溶料罐中的壓力為0.25MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4.將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為86％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為190kg/m2.h，平均孔徑為0.7微米，中空纖維外徑1.52毫米，壁厚0.29毫米。拉伸強(qiáng)度1.53MPa實(shí)施例二1.將處理好的3根滌綸纖維穿過噴絲頭上相應(yīng)的孔。
2.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為20∶76∶4。
2、在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3、控制溶料罐中的壓力為0.25MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4、將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為85％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為170kg/m2.h，平均孔徑為0.38微米，中空纖維外徑1.91毫米，壁厚0.33毫米。拉伸強(qiáng)度11.15MPa。
比較例二1.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為20∶76∶4。
2.在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3.控制溶料罐中的壓力為0.25MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4.將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為85％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為202kg/m2.h，平均孔徑為0.48微米，中空纖維外徑1.66毫米，壁厚0.28毫米。拉伸強(qiáng)度1.68MPa。
實(shí)施例三1.將處理好的3根滌綸纖維穿過噴絲頭上相應(yīng)的孔。
2.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為25∶70∶5。
2、在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3、控制溶料罐中的壓力為0.35MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4、將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為80％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為60kg/m2.h，平均孔徑為0.18微米，中空纖維外徑1.88毫米，壁厚0.37毫米。拉伸強(qiáng)度11.34MPa。
比較例三1.溶料罐中加入PVDF、DMAC及PVP，比例為25∶70∶5。
2.在25℃下攪拌，形成均相溶液，靜置脫泡。
3.控制溶料罐中的壓力為0.35MPa，溫度為25℃，芯液流量為5ml/min，牽引速度50mm/s，使均相溶液通過噴絲頭，經(jīng)過25cm空氣間隙，進(jìn)入凝膠浴發(fā)生固化，紡制成PVDF中空纖維膜。
4.將上步紡制成的中空纖維膜放在水中浸泡，完成固化過程。
制得的增強(qiáng)PVDF中空纖維膜孔隙率為82％，0.04MPa透膜壓差下，純水通量為109kg/m2.h，平均孔徑為0.23微米，中空纖維外徑1.78毫米，壁厚0.23毫米。拉伸強(qiáng)度2.34MPa。
權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔膜的制備方法，其特征包括以下過程1).以100D/48F的滌綸、尼龍66或尼龍6為增強(qiáng)纖維，并經(jīng)二甲基甲酰胺浸泡24小時(shí)進(jìn)行預(yù)處理；2).以聚偏氟乙烯為原料，選二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、六甲基磷酸銨或四甲基尿?yàn)槿軇x聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇為添加劑，按原料、溶劑、添加劑的質(zhì)量比為(10～30)∶(60～90)∶(1～15)攪拌配制紡膜溶液；3).采用步驟2)配制的紡膜溶液以及經(jīng)過步驟1)處理后的增強(qiáng)纖維于溫度為20-90℃，壓力為0.1-0.6MPa及噴絲頭芯液流量為1.0-8.0ml/min，牽引速度為0.5-10m/min操作條件下進(jìn)行紡膜。
2.按權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔膜的制備方法，其特征在于，紡膜溫度為50-70℃，紡膜溶液配比按原料∶溶劑∶添加劑＝(10～25)∶(65～85)∶(1～15)，紡膜壓力為0.15-0.5MPa；每根中空纖維膜中增強(qiáng)纖維的數(shù)量為1-6根。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔濾膜的制備方法。該方法以聚偏氟乙烯為原料，在溶劑、制膜添加劑的作用下，主要經(jīng)過溶液制備→增強(qiáng)纖維預(yù)處理→紡絲→凝膠化→后處理步驟。其特征在于溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N－甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、六甲基磷酸銨或四甲基尿極性溶劑；添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或氯化鋰；增強(qiáng)纖維為滌綸、尼龍6或尼龍66；紡膜壓力為0.1－0.6MPa。本發(fā)明制備的纖維增強(qiáng)型聚偏氟乙烯中空纖維微孔濾膜的外徑為0.8－2.5毫米，孔徑為0.1－2微米，孔徑大小范圍易控，拉伸強(qiáng)度為10－15MPa，爆破強(qiáng)度為0.5－1.0MPa。
文檔編號(hào)B01D69/08GK1695777SQ20051001325
公開日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者李憑力, 王世昌, 李英棟, 解利昕 申請(qǐng)人:天津大學(xué)