一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法技术

本发明专利技术属于高分子材料的回收利用领域，尤其涉及聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法。它依次包括以下废丝预处理步骤：清洗：对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500-2500ppm 35-45℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.15-0.35wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用1500-2500ppm次氯酸钠和0.05-0.15wt%氢氧化钠混合液在35-45℃浸泡处理12-24小时，再用30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；接着溶解和凝胶固化；然后干燥、粉碎和造粒。本发明专利技术能有效清洗并回收利用聚偏氟乙烯原料，避免废膜造成的环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法
本专利技术属于高分子材料的回收利用领域，尤其涉及聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法。
技术介绍
随着膜技术的发展，中空纤维分离膜已经在气体、液体混合物的分离等领域得到日益广泛地应用。为了提高中空纤维膜的使用寿命，膜材料一般选自化学稳定性和耐候性好的高分子材料，在常温下不被酸、碱、强氧化剂或卤素腐蚀，可长时间暴露在室外而无老化现象，因此也给大量应用所产生的废膜丝处理带来难题。聚偏氟乙烯（PVDF）作为一种半结晶型聚合物，晶区赋予膜具有很好的热稳定性和机械强度，而它的无定形区使得膜更柔韧。此外，聚偏氟乙烯（PVDF）具有很好的化学稳定性，在室温下不被酸，强氧化剂和卤素所腐蚀，对脂肪烃、芳香烃、醇和醛等有机溶剂也很稳定，并且耐γ射线和紫外线辐射，可长时间暴露在室外而无老化现象。聚偏氟乙烯（PVDF）的这些特性使其在膜分离技术中逐渐得到重视和应用，目前广泛应用于食品工业、生化工程、医药行业及水处理，尤其是使用条件极为恶劣的污水处理。聚偏氟乙烯（PVDF）在水处理领域中的用量增长极快，目前全世界每年聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜的产能达到上亿平方米，而其使用寿命约为3-8年，伴随着每年膜材料更换，将会产生大量废膜丝。由于聚偏氟乙烯（PVDF）具有极强的稳定性，不能用常规方法处理，如深埋和焚烧，处理不当将造成严重的环境污染。本专利技术方法通过回收利用聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜，避免其废膜造成的环境污染，最大程度地利用了资源。专利技术专利CN101422708B(2011-8-31)提供了一种聚偏氟乙烯中空纤维膜的回收方法，主要包含以下步骤：a.PVDF废膜丝前处理：包括漂洗，干燥及粉碎；b.纺丝液的配制；c.过滤除去PVDF膜溶液中的固体物和杂质；d.用干-湿法纺丝工艺把PVDF纺丝液纺制成中空纤维膜。然而该专利在聚偏氟乙烯废丝回收过程中最为重要的预处理过程未作详细阐述。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能有效清洗回收利用中空纤维废丝中的聚偏氟乙烯原料的聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法，其依次包括以下废丝预处理步骤：a.清洗：包括对制造过程中产生的废丝清洗和/或对污水厂替换下来的废丝清洗；其中，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500-2500ppm35-45℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.15-0.35wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用1500-2500ppm次氯酸钠和0.05-0.15wt%氢氧化钠混合液在35-45℃浸泡处理12-24小时，再用30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；b.溶解和凝胶固化：将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8-1.2配比混合并在70-80℃溶解，然后150-250目离心过滤后进入50-70℃纯水中凝胶固化；c.干燥：将所得凝胶固化物在60-95℃干燥6-12小时至含水率≤0.5%；d.粉碎；e.造粒：180-200℃挤出造粒，获得粒度直径0.5-2mm、长度0.5-2.5mm的聚偏氟乙烯回收料粒。本专利技术采用特定的废丝清洗方法，尤其是对制造过程中产生的废丝和对污水厂使用后替换下来的废丝采用不同的清洗方法，从而获得清洁度较高的、PVDF含量较大的废丝，有利于后续的溶解、过滤和凝胶固化，从而回收获得能进行后续PVDF中空纤维膜制备所用的PVDF回收粒料，有效避免废丝中的杂质对后续PVDF中空纤维膜制备的膜丝造成的不良影响；从而在减轻环境污染的同时，能极大地降低膜丝制备的生产成本。作为优选，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用2000ppm40℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在40℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；然后将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:1配比混合并在75℃溶解，然后离心过滤后在水中凝胶固化。采用该方法更有效地去除制造过程中产生的废丝中的杂质，回收废丝中的有效PVDF成分。作为优选，对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.2wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用2000ppm次氯酸钠和0.1wt%氢氧化钠混合液在40℃浸泡处理12-24小时，再用40℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；然后将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:1配比混合并在75℃溶解，然后离心过滤后在50-70℃纯水中凝胶固化。采用该方法更有效地去除污水厂替换下来的废丝中的杂质，回收废丝中的有效PVDF成分。作为优选，所述废丝回收利用方法还包括利用废丝预处理方法获得的聚偏氟乙烯回收料粒制备聚偏氟乙烯中空纤维膜；其中制膜液中包括聚偏氟乙烯、致孔剂、低分子量添加剂和溶剂；所述聚偏氟乙烯占所述制膜液质量的15-35%；所述致孔剂占所述制膜液质量的2-20wt%；所述低分子量添加剂占所述制膜液质量的0.5-1.5wt%。所述聚偏氟乙烯回收料粒质量占制膜液中聚偏氟乙烯总质量的50-100wt%。采用废丝清洗回收获得的聚偏氟乙烯回收料粒，能够制备性能优良的PVDF中空纤维膜。作为优选，所述致孔剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或者聚乙烯醇中的一种或多种。作为优选，所述低分子量添加剂包括氯化锂、硝酸锂、硝酸钠、氯化镁、水、丙三醇和乙二醇中的一种或多种。作为优选，所述溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜和磷酸三乙酯中的一种或多种。作为优选，所述聚偏氟乙烯中空纤维膜制备方法包括将所述制膜液添加至溶解釜中，60-80℃搅拌10-20小时，真空脱泡10-15小时后经过过滤网，采用干-湿法纺丝，铸膜液温度为60-70℃，空气段高度为1-4厘米，芯液采用40-50wt%的溶剂水溶液，凝固浴为25-35wt%的溶剂水溶液，凝固浴温度为40-50℃。更优选地，所述过滤网采用150-250目。作为优选，所述聚偏氟乙烯中空纤维膜制备方法制得的中空纤维膜主要技术指标如下：膜丝孔径20-100nm；纯水通量为200-1500L/m2·h·bar·25℃；孔隙率为70%-90%；单丝拉力3-5N；拉伸延伸率为100-150%。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：能回收利用中空纤维废丝中的聚偏氟乙烯原料，通过配方和工艺设计，制备聚偏氟乙烯中空纤维膜，避免废膜造成的环境污染，最大程度地利用了资源的聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝。附图说明图1是本专利技术聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例一如图1所示，废丝预处理：对制造过程中产生的废丝清洗；制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500ppm35℃次氯酸钠浸泡处理12小时，然后在30℃水洗2小时，接着在60℃干燥8小时至废丝含水率≤1.5%；溶解和凝胶固化：将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8配比混合并在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法，其特征在于依次包括以下废丝预处理步骤：a.清洗：包括对制造过程中产生的废丝清洗和/或对污水厂替换下来的废丝清洗；其中，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500‑2500ppm 35‑45℃次氯酸钠浸泡处理12‑24小时，然后在30‑50℃水洗2‑4小时，接着在60‑95℃干燥4‑8小时至废丝含水率≤1.5%；对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12‑24小时，酸洗所用的酸为0.15‑0.35wt%盐酸或者1‑2wt%柠檬酸;然后用1500‑2500ppm次氯酸钠和0.05‑0.15wt%氢氧化钠混合液在35‑45℃浸泡处理12‑24小时，再用30‑50℃水洗2‑4小时，接着在60‑95℃干燥4‑8小时至废丝含水率≤1.5%；b.溶解和凝胶固化：将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8‑1.2配比混合并在70‑80℃溶解，然后150‑250目离心过滤后进入50‑70℃纯水中凝胶固化；c.干燥：将所得凝胶固化物在60‑95℃干燥6‑12小时至含水率≤0.5%；d.粉碎；e.造粒：180‑200℃挤出造粒，获得粒度直径0.5‑2mm、长度0.5‑2.5mm的聚偏氟乙烯回收料粒。...

【技术特征摘要】
1.一种聚偏氟乙烯中空纤维膜废丝回收利用方法，其特征在于依次包括以下废丝预处理步骤：a.清洗：包括对制造过程中产生的废丝清洗和/或对污水厂替换下来的废丝清洗；其中，对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500-2500ppm35-45℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.15-0.35wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用1500-2500ppm次氯酸钠和0.05-0.15wt%氢氧化钠混合液在35-45℃浸泡处理12-24小时，再用30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；b.溶解和凝胶固化：将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8-1.2配比混合并在70-80℃溶解，然后150-250目离心过滤后进入50-70℃纯水中凝胶固化；c.干燥：将所得凝胶固化物在60-95℃干燥6-12小时至含水率≤0.5%；d.粉碎；e.造粒：180-200℃挤出造粒，获得粒度直径0.5-2mm、长度0.5-2.5mm的聚偏氟乙烯回收料粒；对制造过程中产生的废丝清洗包括先用1500-2500ppm35-45℃次氯酸钠浸泡处理12-24小时，然后在30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；然后将清洗后的废丝与二甲基甲酰胺按照质量比1:0.8-1.2配比混合并在70-80℃溶解，然后离心过滤后在水中凝胶固化；对污水厂替换下来的废丝清洗包括清水漂洗后酸洗12-24小时，酸洗所用的酸为0.15-0.35wt%盐酸或者1-2wt%柠檬酸;然后用1500-2500ppm次氯酸钠和0.05-0.15wt%氢氧化钠混合液在35-45℃浸泡处理12-24小时，再用30-50℃水洗2-4小时，接着在60-95℃干燥4-8小时至废丝含水率≤1.5%；然后将清洗后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周钱华，沈海军，叶婷婷，
申请(专利权)人：湖州森蓝环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33