專利名稱：有機(jī)無機(jī)物改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備領(lǐng)域，特別是涉及一種有機(jī)無機(jī)物 改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備。
背景技術(shù)：
水是生命的源泉，離開了水，世界將不復(fù)存在，人類也將面臨滅亡。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)，水資源短缺已經(jīng)成為一個(gè)全球化的問題，已知全球有26個(gè)國(guó)家嚴(yán)重 缺水，每年有1500萬人因缺水、飲用被污染的水而死亡。水已被50個(gè)國(guó)家的科學(xué)家列為本 世紀(jì)最棘手的兩大問題之一。水環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)重惡化和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，迫切要求適合時(shí)代發(fā)展的污水資源化 技術(shù)，以緩解水資源的短缺狀況。因此，近年來各種新型、改良型的高效廢水處理技術(shù)應(yīng)運(yùn) 而生。膜分離技術(shù)在近20年發(fā)展迅速，其應(yīng)用已從早期的脫鹽發(fā)展到化工、食品、醫(yī)藥、電 子等工業(yè)的廢水處理，產(chǎn)品分離和生產(chǎn)高純水等，成為重要的化工操作單元。聚偏氟乙烯 (PVDF)由于具有良好的耐沖擊性、耐磨性、耐候性和化學(xué)穩(wěn)定性而成為目前首選的膜材料 之一，但是由于PVDF的表面能低，有極強(qiáng)的憎水性，所以在用于水體凈化時(shí)膜容易受到污 染，為了提高膜的使用性能，要對(duì)其進(jìn)行改性，而共混改性因其操作簡(jiǎn)單、效果顯著，是PVDF 膜改性的重要方法之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有機(jī)無機(jī)物改性的聚偏氟乙烯五孔纖維 超濾膜及其制備，該超濾膜通量大、截留率高、機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)于污廢水的處理效果明顯，處 理后的水可循環(huán)利用，減少了水資源的浪費(fèi)；制備方法簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜，其組分包括 膜材料聚偏氟乙烯(PVDF)、改性物，其重量比為70 80 20 30;所述改性物為聚甲基 丙烯酸甲酯(PMMA)、熱塑性橡膠(TPU)、和納米二氧化硅(SiO2)或納米二氧化鈦(TiO2)，三 種改性物的質(zhì)量比為30 35 50 60 10 15。所述的改性物為質(zhì)量比30 60 10的PMMA、TPU和SiO2或質(zhì)量比35 50 15 的 PMMA、TPU 禾口 TiO2。本發(fā)明的一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜的制備方法，包 括將上述配好的膜組分溶解于溶劑中，在60-80°C下攪拌12_24h使其充分溶 解，脫泡24h后紡絲，紡絲過程中芯液組分為蒸餾水，芯液流速為15-20ml/min，壓力為 0. 15-0. 2MPa,溫度為25_35°C的自來水凝膠浴，紡出的膜在自來水中浸泡48_72h，待溶劑 完全溶出后，即得到固定成型的膜。所述溶劑為N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)。所述的膜組分與溶劑的重量比為16 84。
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本發(fā)明同時(shí)運(yùn)用PMMA、TPU以及納米無機(jī)氧化物同時(shí)對(duì)PVDF進(jìn)行改性，以減緩 PVDF本身表面能低、有極強(qiáng)憎水性、用于水體凈化時(shí)膜容易受到污染等不足，同時(shí)使膜兼具 有機(jī)物和無機(jī)物的優(yōu)良性能，使膜在具有較大水通量和較高截留率的前提下具有較高的韌 性和強(qiáng)度等機(jī)械性能，使其更易工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。有益效果(1)本發(fā)明的超濾膜通量大、截留率高、機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)于污廢水的處理效果明顯， 處理后的水循環(huán)利用，減少了水資源的浪費(fèi)；(2)本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖；1-攪拌裝置，2-貯料罐，3、8、15_閥門，4_過濾器， 5-計(jì)量泵，6-噴絲頭，7-芯液罐，9-轉(zhuǎn)子流量計(jì)，10-凝膠浴槽，11-導(dǎo)絲裝置，12-水槽， 13-繞絲收集裝置，14-氮?dú)怃撈浚?6-壓力表。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。實(shí)施例11.組分a.膜材料PVDF;b.改性物PMMA、TPU 和 SiO2，其質(zhì)量比為 30 60 10 ；c.溶劑N，N- 二甲基乙酰胺；重量比膜材料改性物=80 20 ；膜材料+改性物溶劑=16 84。2.制備過程將膜組分按上述比例配好溶解于N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)溶劑中，膜組分占總 溶液16%的重量比，溶液在80°C下攪拌12h使其充分溶解，脫泡24h后經(jīng)紡絲裝置紡制，紡 絲過程中，芯液組分為蒸餾水，芯液流速為15ml/min，壓力為0. 15MPa，凝膠浴為自來水凝 膠浴，凝膠浴溫度為25°C，紡出的膜在自來水中浸泡48h，待溶劑完全溶出后，即得到固定 成型的膜。實(shí)施例21.組分d.膜材料PVDF ；e.改性物PMMA、TPU 和 TiO2，其質(zhì)量比為 35 50 15 ；f.溶劑N，N- 二甲基乙酰胺；重量比膜材料改性物=80 20 ；膜材料+改性物溶劑=16 84。2.制備過程將膜組分按上述比例配好溶解于N，N- 二甲基乙酰胺(DMAc)溶劑中，膜組分占總?cè)芤?6%的重量比，溶液在80°C下攪拌12h使其充分溶解，脫泡24h后經(jīng)紡絲裝置紡制，紡 絲過程中，芯液組分為蒸餾水，芯液流速為20ml/min，壓力為0. 15MPa，凝膠浴為自來水凝 膠浴，凝膠浴溫度為25°C，紡出的膜在自來水中浸泡48h，待溶劑完全溶出后，即得到固定 成型的膜。
權(quán)利要求
一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜，其組分包括膜材料聚偏氟乙烯PVDF、改性物，其重量比為70～80∶20～30；所述改性物為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、熱塑性橡膠TPU、和納米二氧化硅SiO2或納米二氧化鈦TiO2，三種改性物的質(zhì)量比為30～35∶50～60∶10～15。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜，其 特征在于所述的改性物為質(zhì)量比30 60 10的PMMA、TPU和SiO2或質(zhì)量比35 50 15 的 PMMA、TPU 禾口 TiO2。
3.一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜的制備方法，包括將按照權(quán)利要求1配好的膜組分溶解于溶劑中，在60-80°C下攪拌12-24h使其充 分溶解，脫泡后紡絲，紡絲過程中芯液組分為蒸餾水，芯液流速為15-20ml/min，壓力為 0. 15-0. 2MPa，溫度為25_35°C的自來水凝膠浴，紡出的膜在自來水中浸泡，待溶劑完全溶出 后，即得到固定成型的膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜的 制備方法，其特征在于所述的溶劑為N，N- 二甲基乙酰胺DMAc。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種有機(jī)無機(jī)物共同改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜的 制備方法，其特征在于所述的膜組分與溶劑的重量比為16 84。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)無機(jī)物改性的聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備，屬于聚偏氟乙烯五孔纖維超濾膜及其制備領(lǐng)域。本發(fā)明的組分包括膜材料聚偏氟乙烯PVDF和改性物，所述改性物為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、熱塑性橡膠TPU、和納米二氧化硅SiO2或納米二氧化鈦TiO2；制備包括將配好的膜組分溶解于溶劑中，攪拌，脫泡后紡絲，紡出的膜在自來水中浸泡。本發(fā)明的超濾膜通量大、截留率高、機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)于污廢水的處理效果明顯，處理后的水循環(huán)利用，減少了水資源的浪費(fèi)；制備方法簡(jiǎn)單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01D71/34GK101992030SQ20101026631
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者劉耀芳, 奚旦立, 胡立晨, 邰曉燕, 馬春燕 申請(qǐng)人:東華大學(xué)