薄的中空纖維膜 表面分離層，開(kāi)孔率增加，膜孔貫通性變好，所W水通量增大，得到具有雙連續(xù)海綿狀結(jié)構(gòu) 支撐層、對(duì)污染物有很好的的截留特性和抗污堵能力、耐壓性好的單內(nèi)皮層中空纖維膜。
[0061] W下W實(shí)施例8至12為優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)介紹制備單外皮層中空纖維膜的制備方 法。
[0062] 單外皮層中空纖維制備方法與單內(nèi)皮層中空纖維膜的制備方法基本相似，不同之 處是所述芯液為第二介質(zhì)液，所述凝膠液為第一介質(zhì)液。本發(fā)明實(shí)施例8-12為單外皮層中 空纖維膜的優(yōu)選實(shí)施例，表3給出了本發(fā)明實(shí)施例8-12給出了單外皮層中空纖維膜的工藝 條件、參數(shù)及成品膜的性能。
[0063]表3實(shí)施例8-12的工藝條件、參數(shù)及成品膜的性能

[0066] 從上述實(shí)施例中可W得出，由于凝膠過(guò)程是由外向內(nèi)凝膠，所W形成的膜是外表 面分離層孔很小，內(nèi)表面孔很大的單外皮層中空纖維膜。由于采用不使中空纖維膜內(nèi)表面 凝膠的芯液，使初生態(tài)中空纖維膜有足夠時(shí)間由外向內(nèi)發(fā)生凝膠，可W通過(guò)空氣段長(zhǎng)度調(diào) 整紡絲速度，也可利用凝膠槽I凝膠液高度，共同控制中空纖維膜由外向內(nèi)凝膠完全需要 的時(shí)間，得到穩(wěn)定生產(chǎn)工藝。
[0067] 目前的單外皮層指狀孔中空膜強(qiáng)度相對(duì)較低，為了提高強(qiáng)度制備單外皮層海綿狀 結(jié)構(gòu)支撐層中空纖維膜，本發(fā)明提出了通過(guò)調(diào)整非溶劑/溶劑比例使鑄膜液組成與結(jié)構(gòu)接 近分相的臨界點(diǎn)，使膜結(jié)構(gòu)從指狀孔向海綿狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，與此同時(shí)，由于鑄膜液接近相分離 臨界點(diǎn)，當(dāng)初生態(tài)中空纖維膜外表面接觸凝膠液時(shí)，很快發(fā)生瞬時(shí)凝膠，形成很薄的中空纖 維膜表面分離層，開(kāi)孔率增加，膜孔貫通性變好，所W水通量增大，得到具有雙連續(xù)海綿狀 結(jié)構(gòu)支撐層、對(duì)污染物有很好的的截留特性和抗污堵能力、耐壓性好的單外皮層中空纖維 膜。
[0068] 根據(jù)多次重復(fù)測(cè)試結(jié)果及制作4寸膜組件運(yùn)行試驗(yàn)得出結(jié)論，本發(fā)明單皮層中空 纖維膜具有較好的耐化學(xué)清洗性和親水性，強(qiáng)度高、通量大、初性好，有優(yōu)良的抗污染能力， 特別是耐壓密性好，各項(xiàng)性能指標(biāo)類(lèi)比市場(chǎng)上產(chǎn)品均表現(xiàn)優(yōu)越，可作為內(nèi)壓式中空纖維超 濾膜，并且此配方中除聚合物材料外其他成膜后需萃取掉的物質(zhì)均為水溶性的，可W避免 采用有機(jī)溶劑作萃取劑帶來(lái)的麻煩，還可降低中空纖維膜的制造成本，此膜絲配方和紡絲 工藝可W放大生產(chǎn)。膜組件運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)多次檢漏結(jié)果顯示無(wú)漏點(diǎn)，同比其他膜組件運(yùn)行 中不斷出現(xiàn)漏點(diǎn)相比，性能優(yōu)越很多。在德鑄過(guò)程中與指狀孔膜絲比較，本發(fā)明中空纖維膜 膜絲具有強(qiáng)度高、初性打、挑絲過(guò)程中缺陷少、運(yùn)行中漏點(diǎn)少等明顯性能優(yōu)勢(shì)，生產(chǎn)過(guò)程廢 品率很低，降低了膜組件的生產(chǎn)成本
[0069] 雖然本發(fā)明已W較佳實(shí)施例掲露如上，然而并非用W限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，依 據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)及說(shuō)明內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種單皮層中空纖維膜的制備方法，其特征在于包括以下步驟： 鑄膜液制備步驟：配方比的原料液經(jīng)溶解均質(zhì)制得； 紡制步驟：利用干濕紡絲設(shè)備在設(shè)定的紡絲速度下紡制初生態(tài)的中空纖維膜絲，鑄 膜液和芯液分別從噴絲板的環(huán)形孔中和噴絲板的內(nèi)插管中噴出形成初生態(tài)的中空纖維膜 絲； 相轉(zhuǎn)化成膜步驟：初生態(tài)的中空纖維膜絲依次經(jīng)過(guò)空氣段、凝膠液進(jìn)行相轉(zhuǎn)化，形成中 空纖維膜絲；以及 后處理步驟； 其中，所述芯液為第一介質(zhì)液、所述凝膠液為第二介質(zhì)液，或者所述芯液為第二介質(zhì) 液、所述凝膠液為第一介質(zhì)液；所述第二介質(zhì)液在凝膠過(guò)程中阻止鑄膜液中溶劑和非溶劑 的析出從而能使中空纖維膜不凝膠或凝膠速度降低； 所述鑄膜液按質(zhì)量百分比的配方，包括： 聚合物 14%~25%; 非溶劑 5%~4 5%; 溶 劑 40%~80%; 致孔劑 1.%~15%; 所述第一介質(zhì)液按質(zhì)量百分比的配方，包括： 水 9.8? , 8%; ...{X 表面活性劑 0,2?~2%; 溶 劑 0. 水 58?~99,7%; 所述第二介質(zhì)液按質(zhì)量百分比的配方，包括： 凝膠溶劑 30 %~99%; 非凝膠溶劑 1%~70%。2. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述聚合物包括聚砜、聚醚砜、醋酸纖維 素、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚醚酮、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、聚氨基甲酸 酯中的一種或幾種；所述非溶劑包括乙二醇甲醚、PEG400、PEG600、PEG1500、二甘醇中的一 種或幾種；所述溶劑包括N，N -二甲基甲酰胺、N，N -二甲基乙酰胺、N -甲基吡咯烷酮、二 甲基亞砜中的一種或幾種；所述致孔劑包括聚乙烯吡咯烷酮K30、聚乙烯吡咯烷酮K90中的 一種或幾種。3. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述表面活性劑包括十二烷基苯磺酸 鈉、十二烷基硫酸鈉、吐溫80、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一種或幾種。4. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述凝膠溶劑包括N，N-二甲基甲酰胺、 N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿中的一種 或幾種，所述非凝膠溶劑包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、乙二醇、乙二醇甲醚、二甘醇、三縮 四乙二醇、PEG200、PEG400、PEG600、己烷、環(huán)己烷、庚烷、異庚烷、甲苯、二甲苯中的一種或幾 種。5. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述鑄膜液中非溶劑與溶劑的質(zhì)量比為 0· 1 ~0· 28。6. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述空氣段的長(zhǎng)度為1~80cm。7. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述初生態(tài)中空纖維膜絲在凝膠液中的 停留時(shí)間為l〇s~300s。8. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述紡絲速度為0. 5~20m/min。9. 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述后處理步驟包括漂洗、收絲、浸泡、 瞭干中的一步或多步。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是有關(guān)一種單皮層中空纖維膜的制備方法，包括以下步驟：鑄膜液制備步驟:配方比的原料液經(jīng)溶解均質(zhì)制得；紡制步驟:利用干濕紡絲設(shè)備在設(shè)定的紡絲速度下紡制初生態(tài)的中空纖維膜絲，鑄膜液和芯液分別從噴絲板的環(huán)形孔中和噴絲板的內(nèi)插管中噴出形成初生態(tài)的中空纖維膜絲；相轉(zhuǎn)化成膜步驟:初生態(tài)的中空纖維膜絲依次經(jīng)過(guò)空氣段、凝膠液進(jìn)行相轉(zhuǎn)化，形成中空纖維膜絲；以及后處理步驟:其中所述芯液為第一介質(zhì)液和所述凝膠液為第二介質(zhì)液或所述芯液為第二介質(zhì)液和所述凝膠液為第一介質(zhì)液，所述第二介質(zhì)液在凝膠過(guò)程中使中空纖維膜不凝膠或凝膠速度降低。本發(fā)明避免制備過(guò)程中不良因素的影響，使單皮層中空纖維膜的制備可以工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】B01D71/68, B01D71/54, B01D71/52, B01D71/16, B01D71/34, B01D71/30, B01D71/48, B01D69/08, B01D71/42, B01D67/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105435654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410313706
【發(fā)明人】徐曉鳳, 王洪聲, 劉忠洲, 趙亮
【申請(qǐng)人】博天環(huán)境規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院（北京）有限公司, 北京中環(huán)膜材料科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2014年7月2日