專利名稱：一種帶螺旋加強筋的中空纖維膜制備方法及噴絲頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種中空纖維膜制備方法，具體涉及一種帶螺旋加強筋的中空纖維膜制備方法及嗔絲頭。
背景技術：
膜蒸餾技術(MD)是一種采用疏水微孔膜，以膜兩側的蒸汽壓力差為驅動力的膜分離過程。MD技術以其分離純化效率高、不污染環(huán)境、便于與其他凈化處理過程耦合與集成等特點，在高鹽度，高濃度污染物的工業(yè)廢水，以及高價值金屬、有機組分的回收利用方面展示出巨大的應用前景。目前，科研人員在膜蒸餾用膜的制備、膜組件的優(yōu)化設計、傳質傳熱的機理及數(shù)學模型的建立等方面進行了詳細深入的研究，取得了較大的進展。但MD技術目前并未得到真正推廣應用，主要原因為:1)缺乏商業(yè)化的高通量、高強度及疏水膜；2)膜組件放大后由于組件溝流效應的存在，導致膜通量下降明顯，組件的優(yōu)化設計待加強。3)濃縮過程膜垢的存在、不可避免的膜潤濕現(xiàn)象、疏水膜粘附現(xiàn)象及其在線膜清洗及膜性能修復導致MD過程的長期穩(wěn)定運行成為一亟待解決的課題。三種影響MD技術進步的因素中，MD用膜的開發(fā)是關鍵，且二者相互關聯(lián)。同其他膜過程類似，膜的壁厚等結構參數(shù)對MD傳質過程有重要的影響。為降低膜傳質阻力、提高膜的疏水性與機械強度，研究者主要通過鑄膜液配方、紡絲工藝參數(shù)的選擇，從孔徑分布、空隙率、壁厚/皮層的控制、單皮層結構調控等方面著手進行膜的優(yōu)化。但膜壁厚降低與通量提高并不成正比。一方面，壁厚降低可降低膜的傳質阻力，從而提高通量，但另一方面，膜壁厚降低，熱傳導加劇，造成高熱損耗和低跨膜溫差，進而導致膜通量下降。另外，為獲得高通量而片面降低膜壁厚，極易造成膜成品率及膜絲機械強度下降，而且在實際運行過程中易造成癟絲、斷絲現(xiàn)象，嚴重影響膜使用壽命。為了提高膜的疏水性和膜強度，一些研究者通過凝膠過程控制、無機/聚合物顆粒(CaC03、Ti02、PTFE等)的共混、膜功能化改性等方法和手段來實現(xiàn)。為提高膜的傳質效率，目前對于膜蒸餾組件的優(yōu)化設計重點在于如何促進膜面附近紊流的產生，降低極化現(xiàn)象。這樣的設計趨向，導引了膜組設計的開發(fā)方向往曲面式、螺旋式或纏繞式的構造發(fā)展，較多的研究者采用在組件流道內置折流板、螺旋器、格網等急湍構件來改變流態(tài)，提高膜表面流速，產生渦流。急湍構件的設計總體引發(fā)了許多復雜流體力學問題。在大型組件設計中不宜采用，而且因為構件的引入，造成壓損變大，機械能損耗上升。由此可見，膜蒸餾用膜的制備應該突破傳統(tǒng)制膜思路，綜合考量制膜工藝與膜蒸餾組件優(yōu)化設計。既要提高中空纖維膜的強度，又要提高膜絲及組件通量，所紡中空纖維膜應該具備高強度、高通量、抗污性能，同時要適合膜蒸餾過程獨特的清洗、干燥步驟
發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供帶螺旋加強筋的中空纖維膜的制備方法及所使用的旋轉噴絲頭，克服了現(xiàn)有膜研制技術中為提高膜通量，通過降低膜壁的厚度，從而導致膜絲機械強度下降的問題，且在實際運行過程中薄壁膜絲易造成癟絲、斷絲現(xiàn)象，嚴重影響膜使用壽命的缺陷。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種帶加強筋的中空纖維膜制備方法，包括以下步驟，步驟1:鑄膜液制備，將15 25% (重量百分比)的聚合物、70 75%的溶劑、2 10%的成孔劑、0.1 0.5%的增韌改性劑混合，各組分之和為百分之百；混合液在30 70°C下充分攪拌，脫泡后，得到鑄膜液；步驟2:紡絲成膜，將步驟I制得的鑄膜液通入噴絲頭的鑄膜液通道，鑄膜液與所述鑄膜液通道內中心管的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，其中，鑄膜液與內凝膠液同時通過的噴絲頭呈旋轉狀態(tài)，且鑄膜液通道的圓形內壁上沿軸向方向設置有截面為半圓形的凹槽；步驟3:膜絲卷繞，從旋轉的噴絲頭出來的鑄膜液在內部凝膠液與外部凝膠液的作用下形成初生態(tài)中空纖維膜，所述初生態(tài)中空纖維膜在膜絲卷繞機的牽引作用下使膜絲在外部凝膠液中停留一定時間，最后在卷繞機的繞絲輪上卷繞成束；其中，膜絲在外部凝膠液中停留4至10秒，可以使鑄膜液充分發(fā)生分相作用；后處理:將繞絲輪上中空纖維膜取下，在30 80°C水中進行浸泡淬火，消除膜絲應力。其中噴絲頭下?？梢砸?.2-lm/min速度恒速旋轉，在繞絲輪的牽引下，形成螺旋狀加強筋。本發(fā)明的有益效果是:由于噴絲頭，當鑄膜液通過噴絲頭的噴絲頭鑄膜液通道及所述鑄膜液通道內中心管內的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，由于噴絲頭處于旋轉狀態(tài)，且噴絲頭鑄膜液通道內壁上沿軸向方向設置有截面為半圓形的凹槽，在內外凝膠液的作用下成膜即可以制得的中空纖維膜外壁具有螺旋形加強筋的中空纖維膜結構，提高纖維膜的機械強度。在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。進一步，步驟I所述混合液充分攪拌12 36小時，且攪拌后在0.1 0.4MPa的壓力下通過200 400目過濾器壓入脫氣釜，經過濾、靜置或真空脫泡24 36小時。采用上述進一步方案的有益效果是:制備的鑄膜液更加均勻容易成膜。進一步，所述聚合物為聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚砜中的一種或任意幾種。進一步，所述溶劑為二甲基乙酰胺或/和二甲基甲酰胺。進一步，所述成孔劑為氯化鋰、丙酮、聚乙二醇或水。進一步，所述增韌改性劑為鄰苯二甲酸二甲酯、納米二氧化硅、納米碳酸鈣或納米
二氧化鈦。本發(fā)明還提供一種制備帶加強筋中空纖維膜用噴絲頭，所述噴絲頭包括噴絲頭上模、噴絲頭下模、噴絲底板及驅動電機，所述噴絲頭上模固定在設備上，所述噴絲頭上模上設有芯液管道及上模鑄膜液通道，所述芯液管道一端為芯液體接口，另一端連通芯針，芯針內為內凝膠液通道；所述上模鑄膜液通道一端與鑄膜液脫氣罐連通；所述噴絲頭下模上設有下模鑄膜液通道入口、下模鑄膜液通道及下模鑄膜液通道出口，所述下模鑄膜液通道入口與所述上模鑄膜液通道另一端連通；所述芯針位于所述下模鑄膜液通道內且與所述下模鑄膜液通道同軸心，所述芯針下端為內凝膠液出口，所述內凝膠液出口與所述下模鑄膜液通道出口平齊；所述噴絲底板與所述噴絲頭上模底端固定，所述噴絲底板上設置有通孔，所述通孔位置與所述芯針及所述下模鑄膜液通道同軸心，其下端為鑄膜液出口，所述內凝膠液與鑄膜液同時通過所述通孔；所述噴絲頭下模鑄膜液通道的內壁沿軸向方向設有截面為半圓形的凹槽；所述驅動電機固定在電機座上，所述電機座固定在所述噴絲頭上模一側，所述驅動電機的電機軸上設有電機軸輸出齒輪，所述電機軸輸出齒輪與所述噴絲頭下模上的齒盤相互嚙合，帶動所述噴絲頭下模旋轉。本發(fā)明的有益效果是:在將所述噴絲頭的下模及噴絲底板構成下?？偝?，噴絲板下模通過電機輸出軸驅動旋轉，噴絲頭上模、噴絲頭下模及噴絲底板之間的密封性靠噴絲底板上均布的彈性螺釘來調節(jié)。當芯針內的內凝膠液與鑄膜液同時通過旋轉的噴絲頭下模時，由于噴絲頭下模鑄膜液通道內壁沿軸向方向設置有截面為半圓形的凹槽，在內、外凝膠液的作用下形成的中空纖維膜的膜外壁上可以形成螺旋體形加強筋，且加強筋的螺距可以通過電機旋轉的快慢控制，螺旋加強筋可以提高中空纖維膜的機械強度。進一步，所述下模鑄膜液通道入口的截面呈V字型。進一步，所述截面為半圓形的凹槽為二至五個，均勻分布在所述噴絲頭下模鑄膜液通道內壁。所述半圓形槽為二個，即設置在鑄膜液環(huán)形出口直徑的兩端，為三個，即之間的夾角為120度。采用上述進一步方案的有益效果是:可以根據需要設置半圓形槽的數(shù)量進而可以控制中空纖維膜上加強筋的數(shù)量，提高纖維膜的機械強度。進一步，所述噴絲頭上模的截面為倒L型，所述噴絲底板與噴絲頭上模L型的一端通過彈性螺絲固定；所述噴絲底板與噴絲頭下模之間通過彈性螺釘緊固，用于調節(jié)保證端面密封性。本發(fā)明制備的帶有螺旋體的中空纖維膜生產方法與傳統(tǒng)的直線型中空纖維膜生產方法具有以下的優(yōu)勢:(I)利用異型旋轉式噴絲頭設計，使中空纖維膜在成膜過程中形成螺旋形加強筋，增加膜絲抗壓、抗拉伸強度。采用物理方法形成的加強筋的增強效果明顯優(yōu)于其它化學改性等方法，同時也克服了采用增強纖維法的膜與纖維易脫離的缺點。(2)利用可旋轉噴絲頭形成的螺旋狀加強筋，在實際運行過程中，改變了膜面流體流態(tài)，增加了膜面流體湍流度，利于膜面的傳質傳熱效率的提高。螺旋狀中空膜可以克服傳統(tǒng)組件的溝流效應，防止因傳統(tǒng)組件在流道內增加格網、繞流體等急湍構件而導致的膜絲裝填工序復雜及膜絲易損傷的缺點。(3)螺旋狀中空膜絲的設計使膜內外表面流體產生渦旋，形成二次流，有效降低膜面溫度與濃度極化現(xiàn)象，降低膜污染。(4)中空纖維膜螺旋加強筋的存在，有利于克服膜絲清洗干燥過程中膜的粘附現(xiàn)象，利于膜的長周期穩(wěn)定運行，利于快速干燥，提高膜的使用壽命。


圖1為本發(fā)明一種制備帶加強筋的中空纖維膜制備方法工藝流程圖；圖2為一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭俯視圖；圖3為圖2A-A方向結構示意圖；圖4為一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭中第一種噴絲底板實施例示意圖；圖5為一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭中第二種噴絲底板實施例示意圖；圖6為一種制備帶加強筋的中空纖維膜制備方法采用第一種噴絲底板制備的中空纖維膜結構示意圖；圖7為一種制備帶加強筋的中空纖維膜制備方法采用第二種噴絲底板制備的中空纖維膜結構示意圖。附圖中，各標號所代表的部件列表如下:1、攪拌罐，2、脫氣罐，3、芯液罐，4、控溫加熱裝置，5、噴絲頭，6、卷繞輪，5-1、電機輸出齒輪，5-2、芯液管接頭，5-3、噴絲頭上模，5-4、芯針，5-5、電機座，5_6、驅動電機，5_7、噴絲底板，5-8、通孔，5-9、噴絲頭下模，5-10、下模鑄膜液通道入口，5-11、下模鑄膜液通道，5-12、芯液管道，5-13、截面為半圓形的凹槽，5-14、彈性螺絲，5-15、彈性螺釘。
具體實施例方式以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例1如圖1所示本發(fā)明還提供一種帶加強筋的中空纖維膜制備方法工藝流程示意圖，包括以下步驟:鑄膜液制備，將18% (重量百分比)的聚偏氟乙烯、75%的二甲基乙酰胺、5.5%的氯化鋰、1%水、0.5%的鄰苯二甲酸二丁酯加入攪拌罐中混合充分攪拌，設定溫度為50°C，攪拌24小時，得到鑄膜液；將鑄膜液通過0.3Mpa的氮氣壓力從攪拌罐經過200目過濾器濾后轉移至脫氣罐維持在50°C左右，靜置脫氣脫泡24小時；配制凝膠浴溶液，控制浴液面高度，并加熱到30°C ;控制芯液罐和脫氣罐的壓力均恒為0.3Mpa。步驟2:紡絲成膜，安裝上述方案中所述噴絲頭，并排掉管內殘留氣泡；啟動紡絲計量泵，設定吐絲速率與卷繞速率；迅速開啟芯液管內的芯液，待穩(wěn)定后調節(jié)芯液至設定流量；啟動電機旋轉噴絲底板，調整好旋轉速度在15rpm，使旋轉速度與卷繞速度及吐絲速率匹配并穩(wěn)定；將步驟I制得的鑄膜液通入噴絲頭的鑄膜液通道，鑄膜液與所述鑄膜液通道內中心管的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，其中，鑄膜液與內凝膠液同時通過的噴絲頭呈旋轉狀態(tài)，且鑄膜液通道的圓形內壁上沿軸向方向設置有2個截面為半圓形的凹槽，控制所述噴絲底板與所述外凝膠液液面的高度為10厘米。膜絲卷繞，將中空纖維繞上紡絲輪，并設定卷繞速率；從旋轉的噴絲底板出來的鑄膜液在內部凝膠液與外部凝膠液的作用下形成初生態(tài)中空纖維膜，所述初生態(tài)中空纖維膜在膜絲卷繞機的牽引作用下使膜絲在外部凝膠液中停留6秒，使鑄膜液充分發(fā)生分相作用，最后在卷繞機的繞絲輪上卷繞成束；后處理:將繞絲輪上中空纖維膜取下，在60°C水中進行浸泡淬火，消除膜絲應力。將膜切下成束，并置于膜絲清洗液中清洗、浸泡，除去殘留添加劑及溶劑，再將膜絲掛在陰涼處使逐漸干燥后保存。本實施例制備中空纖維膜如圖5所示具有兩個加強筋。實施例2鑄膜液制備，將18% (重量百分比)的聚偏氟乙烯、75%的二甲基乙酰胺、4.7%的氯化鋰、2%的聚乙二醇(分子量為1500)、0.3%納米二氧化硅加入攪拌罐I中混合充分攪拌，設定溫度為60°C，攪拌24小時，得到鑄膜液；將鑄膜液通過0.3Mpa的氮氣壓力從攪拌罐I經過200目過濾器濾后轉移至脫氣罐2維持在50°C左右，靜置脫氣脫泡24小時；配制凝膠浴溶液，控制浴液面高度為10cm，并加熱到30°C ;控制芯液罐3和脫氣罐2的壓力均恒為
0.3Mpa，所述的攪拌罐、脫氣罐及芯液罐等的溫度控制均是通過控溫加熱裝置4控制。紡絲成膜，安裝上述方案中所述噴絲頭5，并排掉管內殘留氣泡；啟動紡絲計量泵，設定吐絲速率與卷繞速率；迅速開啟芯液管內的芯液，待穩(wěn)定后調節(jié)芯液至設定流量；啟動電機旋轉噴絲底板，調整好旋轉速度在lOrpm，使旋轉速度與卷繞速度及吐絲速率匹配并穩(wěn)定；將步驟I制得的鑄膜液通入噴絲頭的鑄膜液通道，鑄膜液與所述鑄膜液通道內中心管的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，其中，鑄膜液與內凝膠液同時通過的噴絲頭呈旋轉狀態(tài)，且鑄膜液通道的圓形內壁上沿軸向方向設置有3個截面為半圓形的凹槽；控制所述噴絲底板與所述外凝膠液液面的高度為10厘米。膜絲卷繞，將中空纖維繞上紡絲輪，并設定卷繞速率；從旋轉的噴絲底板出來的鑄膜液在內部凝膠液與外部凝膠液的作用下形成初生態(tài)中空纖維膜，所述初生態(tài)中空纖維膜在膜絲卷繞機的牽引作用下使膜絲在外部凝膠液中停留4秒，使鑄膜液充分發(fā)生分相作用，最后在卷繞機的繞絲輪上卷繞成束；噴絲板與凝膠液液面距離可調，可以為8至10cm。后處理:將繞絲輪上中空纖維膜取下，在50°C水中進行浸泡淬火，消除膜絲應力。將膜切下成束，并置于膜絲清洗液中清洗、浸泡，除去殘留添加劑及溶劑，再將膜絲掛在陰涼處使逐漸干燥后保存。本實施例制備中空纖維膜如圖6所示具有三個個加強筋。實施例3鑄膜液制備，將20% (重量百分比)的聚偏氟乙烯、74%的二甲基乙酰胺、5.8%的氯化鋰、0.2%的納米碳酸鈣加入攪拌罐中混合充分攪拌，設定溫度為60°C，攪拌36小時，得到鑄膜液；將鑄膜液通過0.3Mpa的氮氣壓力從攪拌罐經過300目過濾器濾后轉移至脫氣罐維持在50°C左右，靜置脫氣脫泡36小時；配制凝膠浴溶液，控制浴液面高度，并加熱到設定溫度，如30°C左右；控制芯液罐和脫氣罐的壓力均恒為0.3Mpa。紡絲成膜，安裝上述方案中所述噴絲頭，并排掉管內殘留氣泡；啟動紡絲計量泵，設定吐絲速率與卷繞速率；迅速開啟芯液管內的芯液，待穩(wěn)定后調節(jié)芯液至設定流量；啟動電機旋轉噴絲底板，調整好旋轉速度在15rpm，使旋轉速度與卷繞速度及吐絲速率匹配并穩(wěn)定；將步驟I制得的鑄膜液通入噴絲頭的鑄膜液通道，鑄膜液與所述鑄膜液通道內中心管的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，其中，鑄膜液與內凝膠液同時通過的噴絲頭呈旋轉狀態(tài)，且鑄膜液通道的圓形內壁上沿軸向方向設置有3個截面為半圓形的凹槽，鑄膜液通道內壁上每120度處開設截面為半圓形的凹槽；控制所述噴絲底板與所述外凝膠液液面的高度為10厘米。膜絲卷繞，將中空纖維繞上紡絲輪，并設定卷繞速率；從旋轉的噴絲底板出來的鑄膜液在內部凝膠液與外部凝膠液的作用下形成初生態(tài)中空纖維膜，所述初生態(tài)中空纖維膜在膜絲卷繞機的牽引作用下使膜絲在外部凝膠液中停留8秒，使鑄膜液充分發(fā)生分相作用，最后在卷繞機的繞絲輪上卷繞成束；后處理:將繞絲輪上中空纖維膜取下，在60°C水中進行浸泡淬火，消除膜絲應力。將膜切下成束，并置于純水中清洗、浸泡，除去殘留添加劑及溶劑，再將膜絲掛在陰涼處使逐漸干燥后保存。本實施例制備中空纖維膜如圖6所示具有三個個加強筋。對比例采用與上述方法的相同的條件參數(shù)下，使用常規(guī)的不旋轉且鑄膜液通道內壁不設有半圓形槽的噴絲頭制備的直線型疏水中空纖維膜。將實施例1至實施例3制備的帶有螺旋體形加強筋的中空纖維膜與對比例中制備的進行了不帶螺旋加強筋的疏水中空纖維膜(中空纖維膜厚度相同的情況下)參數(shù)測定，對制成帶螺旋加強筋的疏水中空纖維膜進行了斷裂拉伸強度、最大拉伸應變、及膜蒸餾通量對比測試。測試方法如下:1)將制備好的中空纖維膜完全晾干后，裁減為一定長度(6.0cm)，用電子萬能試驗機(Instron5565_5kN, Instron Corporation, USA)以 10mm/min 的拉伸速度檢測其機械性能(含斷裂拉伸強度、最大拉伸應變)。2)中空纖維膜在膜蒸餾過程中的膜蒸餾通量采用自制的直接接觸式膜蒸餾裝置進行評價，實驗對象為3.5g/L NaCl水溶液，其中熱側流速為0.50m/s，溫度為50°C冷側純水流速為0.15m/s，溫度為20°C。膜組件內徑為15mm，有效長度為100mm，組件內含50根中空纖維疏水膜絲。從測試結果可知，本發(fā)明方法制備的帶螺旋形加強筋的中空纖維膜的抗拉強度及最大拉伸應變均明顯提高，其機械性能得到明顯改善。傳統(tǒng)直線型PVDF疏水中空纖維膜，其最大拉伸應變僅為101.12%，最大載荷不超過3.0N,為2.97N。與之相比，實施例1采所制備的帶螺旋加強筋PVDF疏水中空纖維膜，其最大拉伸應變可達到232.42%，最大載荷為6.23N，均成倍增加，機械性能提高幅度顯著。同時，帶螺旋加強筋中空纖維疏水膜的膜蒸餾通量由12.57kg/m2.h增加為15.28kg/m2.h。實施例2及3在斷裂拉伸強度及最大拉伸應變等方面均明顯大幅提高，且隨著固含量提高，這兩參數(shù)提高的更明顯；但膜蒸餾通量由于固含量的提高有明顯下降。以上對比結果表明，采用帶加強筋的中空纖維疏水膜在機械性能及膜蒸餾通量方面均得到明顯改善，有利于工業(yè)化應用。表I帶螺旋加強筋中空纖維疏水膜的機械性能及膜蒸餾通量對比
權利要求
1.一種帶加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟， 步驟1:鑄膜液制備，將15 25% (重量百分比)的聚合物、70 75%的溶劑(重量百分t匕)、2 10%的成孔劑(重量百分比)、0.1 0.5%的增韌改性劑(重量百分比)混合制成混合液，各組分之和為百分之百，所述混合液在30 70°C下充分攪拌，脫泡后，得到鑄膜液； 步驟2:紡絲成膜，將步驟I制得的鑄膜液通入噴絲頭的鑄膜液通道，鑄膜液與所述鑄膜液通道內中心管的內凝膠液同時擠出后注入外凝膠介質中固化成膜，其中，鑄膜液與內凝膠液同時通過的噴絲頭呈旋轉狀態(tài)，且鑄膜液通道的圓形內壁上沿軸向方向設置有截面為半圓形的凹槽； 步驟3:膜絲卷繞，從旋轉的噴絲頭出來的鑄膜液在內部凝膠液與外部凝膠液的作用下形成初生態(tài)中空纖維膜，所述初生態(tài)中空纖維膜在膜絲卷繞機的牽引作用下使膜絲在外部凝膠液中停留一定時間，最后在卷繞機的繞絲輪上卷繞成束； 后處理:將繞絲輪上中空纖維膜絲取下，在30 80°C水中進行浸泡淬火，消除膜絲應力。
2.根據權利要求1所述一種帶螺旋體加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，步驟I所述混合液充分攪拌12 36小時，且攪拌后在0.1 0.4MPa的壓力下通過200 400目過濾器壓入脫氣釜，經過濾、靜置或真空脫泡24 36小時。
3.根據權利要求1或2所述一種帶螺旋體加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，所述聚合物為聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚砜中的一種或任意幾種。
4.根據權利要求3所述一種帶螺旋體加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，所述溶劑為二甲基乙酰胺或/和二甲基甲酰胺。
5.根據權利要求3所述一種帶螺旋體加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，所述成孔劑為氯化鋰、丙酮、聚乙二醇或水中的一種或任意幾種。
6.根據權利要求6所述一種帶螺旋體加強筋的中空纖維膜制備方法，其特征在于，所述增韌改性劑為鄰苯二甲酸二甲酯、納米二氧化硅、碳酸鈣、二氧化鈦中的一種或任意幾種。
7.一種制備帶加強筋中空纖維膜用噴絲頭，其特征在于，所述噴絲頭包括噴絲頭上模、噴絲頭下模、噴絲底板及驅動電機， 所述噴絲頭上模固定在設備上，所述噴絲頭上模上設有芯液管道及上模鑄膜液通道，所述芯液管道一端為芯液體接口，另一端連通芯針，芯針內為內凝膠液通道；所述上模鑄膜液通道一端與鑄膜液脫氣罐連通； 所述噴絲頭下模上設有下模鑄膜液通道入口、下模鑄膜液通道及下模鑄膜液通道出口，所述下模鑄膜液通道入口與 所述上模鑄膜液通道另一端連通；所述芯針位于所述下模鑄膜液通道內且與所述下模鑄膜液通道同軸心，所述芯針下端為內凝膠液出口，所述內凝膠液出口與所述下模鑄膜液通道出口平齊； 所述噴絲底板與所述噴絲頭上模底端固定，所述噴絲底板上設置有通孔，所述通孔位置與所述芯針及所述下模鑄膜液通道同軸心，其下端為鑄膜液出口，所述內凝膠液與鑄膜液同時通過所述通孔；所述噴絲頭下模鑄膜液通道的內壁沿軸向方向設有截面為半圓形的凹槽；所述驅動電機固定在電機座上，所述電機座固定在所述噴絲頭上模一側，所述驅動電機的電機軸上設有電機軸輸出齒輪，所述電機軸輸出齒輪與所述噴絲頭下模上的齒盤相互嚙合，帶動所述噴絲頭下模旋轉。
8.根據權利要求6所述一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭，其特征在于，所述下模鑄膜液通道入口的截面呈V字型。
9.根據權利要求6所述一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭，其特征在于，所述截面為半圓形的凹槽為二至五個，均勻分布在所述噴絲頭下模鑄膜液通道內壁。
10.根據權利要求6所述一種制備帶加強筋的中空纖維膜的設備上用的噴絲頭，其特征在于，所述噴絲頭上模的截面為倒L型，所述噴絲底板與噴絲頭上模L型的一端通過彈性螺絲固定；所述噴絲底板與 噴絲頭下模之間通過彈性螺釘緊固，用于調節(jié)保證端面密封性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶加螺旋強筋的中空纖維膜制備方法及噴絲頭，其過程是采用了可旋轉的噴絲頭，且由于噴絲頭膜液通道內壁沿軸向方向設置有截面為半圓形的凹槽，通過15-25%聚合物、70～75%的溶劑、2～10%的成孔劑、0.1～0.5%的增韌改性劑混合，30～70℃下充分攪拌，脫泡得到鑄膜液，鑄膜液與內凝膠液同時通過旋轉的噴絲頭下模及底板的通孔時，在內外凝膠液的作用下形成的中空纖維膜的膜外壁上可以形成加強筋，可以根據半圓形槽的數(shù)量控制加強筋的條數(shù)，也可以通過電機旋轉的快慢控制加強筋的螺距，該方法及所采用的噴絲頭可以明顯提高中空纖維膜的機械強度。
文檔編號B01D71/06GK103143266SQ20131006967
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月5日 優(yōu)先權日2013年3月5日
發(fā)明者王軍, 馬仲英, 侯得印, 張躍武, 欒兆坤 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心, 江蘇旌凱環(huán)?？萍加邢薰?br>