一种中空纤维纳滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空纤维纳滤膜的制备方法，采用三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯共混制备的中空纤维纳滤膜具有性能稳定，不仅能有效的去除水中大部分二价离子和小部分一价离子，达到除盐净水效果的同时，能使人体补充到微量的矿物质；另外，本发明专利技术还能有效提高家用净水器的得水率和产水量，同时由于低压运行，家用净水器的运行成本和制造成本也大大的降低了。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维纳滤膜的制备方法
本专利技术涉及净水
，特别涉及一种中空纤维纳滤膜的制备方法。
技术介绍
现有的家用净水器中，主要采用的是反渗透膜过滤，由于家用反渗透膜的特点，其除盐率非常高，因此出水含盐量基本为零，同时家用反渗透膜需高压运行，一般的其运行压力需0.5MP～0.7MP。现有的家用净水器由于家用反渗透膜的作用，其得水率一般为50％左右，因此水资源浪费严重，且每台家用净水机每日的产水量只有50～100加仑。另外，家用反渗透膜一般为卷式结构，其抗污染能力不强，且清洗工艺复杂，只能定期进行更换，增加了使用成本。目前商品化的纳滤膜主要是卷式膜。相比卷式膜，中空纤维膜具有填充密度高、运行过程中可气水擦洗、膜污染易于控制等特点，因此成为目前纳滤膜领域研究的重要方向之一。现有中空纤维纳滤膜的制备方法主要分为两种：一种是直接纺丝法，即采用醋酸纤维素、磺化聚醚砜等作为成膜材料，与溶剂、添加剂等直接配置成纺丝成膜体系，经溶液相转化法纺丝成形得到中空纤维纳滤膜。其优点在于整个过程易于实现连续化生产，但缺点在于受材质所限，所得纳滤膜的化学稳定性和尺寸稳定性均较差，规模化应用受到限制；另一种方法是复合法，即通过表面直接涂覆聚合物并交联或界面直接聚合的方法得到中空纤维纳滤膜。其优点在于，采用复合技术可同时兼顾基膜的支撑性和分离层的分离特性，因此，在纳滤膜制备领域，无论是卷式膜还是中空纤维膜，复合法都已成为主流的制备技术而受到产业界的推崇。纳滤膜的出现弥补了反渗透与超滤之间的空白，纳滤膜又称疏松型反渗透膜。通常情况，纳滤膜膜的截留相对分子质量界限为200～1000，与截留相对分子质量相对应的膜孔径为1～3nm。目前，现有的纳滤膜都是卷式纳滤膜，卷式纳滤膜主要应用在物料分离行业，其单位填充体积内产水率也很低，同时，因为卷式纳滤膜的生产工艺复杂，其生产成本和使用成本都很高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种工艺过程连续，纳滤功能层均匀，缺陷少的中空纤维纳滤膜的制备方法。为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：一种中空纤维纳滤膜的制备方法，包括下述步骤：(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯按一定的比例溶于成膜溶剂中，再加入一定量的添加剂，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化1～3天得到成膜原料；(2)将成膜原料经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形，并初步固化形成中空纤维膜气过程中凝固浴碱溶液，内凝固浴含水的成膜溶剂；(3)将上述初步固化的中空纤维膜经过多元胺的水溶液，拭去表面浮液后经过多元酰氯的有机溶液，再经干燥固化，得到中空纤维纳滤膜。步骤(1)中，所述三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量比为1:0.1～10；所述添加剂为不同分子量的聚乙二醇或聚乙烯基吡咯烷酮，添加剂的加入量为三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的15～20％；所述成膜溶剂为二甲基乙酰胺或二甲基甲酰胺。步骤(2)中所述碱溶液是指聚电解质、碱混合后溶于水得到的水溶液。所述聚电解质为聚甲基丙烯酸、聚乙烯磷酸或聚乙烯亚胺；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。所述聚电解质的浓度为1-2g/L，所述碱的浓度为1-2g/L。步骤(2)中所述多元胺的水溶液为二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液；所述二乙烯三胺水溶液或三乙烯四胺水溶液的质量浓度为0.1～5％。所述多元酰氯的有机溶液为均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液。均苯三甲酰氯的环己烷或正己烷溶液的质量浓度为0.05～3％。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯共混制备的中空纤维纳滤膜具有性能稳定，不仅能有效的去除水中大部分二价离子和小部分一价离子，达到除盐净水效果的同时，能使人体补充到微量的矿物质；另外，本专利技术还能有效提高家用净水器的得水率和产水量，同时由于低压运行，家用净水器的运行成本和制造成本也大大的降低了。2、本专利技术的方法采用聚电解质碱溶液作为外凝固浴的介质，由于聚电解质碱溶液在界面聚合过程中不直接与多元酰氯接触，可充分减少常规质子吸收剂与多元酰氯发生副反应的问题，提高了单体的有效利用率。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。【实施例1】(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯质量比1:1溶于成膜溶剂中，再加入三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的15％的聚乙烯基吡咯烷酮，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化3天得到成膜原料；(2)按质量浓度计，聚乙烯磷酸为2g/L、氢氧化钾为2g/L聚电配制解质碱溶液，以上述聚电解质碱溶液为外凝固浴，以水和二甲基甲酰胺组成的二甲基甲酰胺质量浓度为70％的混合液为内凝固浴，将上述中空纤维超滤膜纺丝成膜体系经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形。(3)待上述中空纤维超滤膜结构初步固化后，将其经过质量浓度为5％的二乙烯三胺水溶液，拭去表面浮液后在经过质量浓度为3％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液，再经干燥固化过程，得到中空纤维纳滤膜，所述干燥和固化过程与常规界面聚合法制备纳滤膜的工艺相同。【实施例2】(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯质量比1:2溶于成膜溶剂中，再加入三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的20％的聚乙烯基吡咯烷酮，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化3天得到成膜原料；(2)按质量浓度计，聚乙烯磷酸为1g/L、氢氧化钾为1g/L聚电配制解质碱溶液，以上述聚电解质碱溶液为外凝固浴，以水和二甲基甲酰胺组成的二甲基甲酰胺质量浓度为60％的混合液为内凝固浴，将上述中空纤维超滤膜纺丝成膜体系经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形。(3)待上述中空纤维超滤膜结构初步固化后，将其经过质量浓度为5％的二乙烯三胺水溶液，拭去表面浮液后在经过质量浓度为3％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液，再经干燥固化过程，得到中空纤维纳滤膜，所述干燥和固化过程与常规界面聚合法制备纳滤膜的工艺相同。【实施例3】(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯质量比1:1溶于成膜溶剂中，再加入三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的15％的分子量为800的聚乙二醇，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化3天得到成膜原料。(2)按质量浓度计，聚乙烯磷酸为2g/L、氢氧化钾为2g/L聚电配制解质碱溶液，以上述聚电解质碱溶液为外凝固浴，以水和二甲基甲酰胺组成的二甲基甲酰胺质量浓度为70％的混合液为内凝固浴，将上述中空纤维超滤膜纺丝成膜体系经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形。(3)待上述中空纤维超滤膜结构初步固化后，将其经过质量浓度为3％的二乙烯三胺水溶液，拭去表面浮液后在经过质量浓度为1％的均苯三甲酰氯的正己烷溶液，再经干燥固化过程，得到中空纤维纳滤膜，所述干燥和固化过程与常规界面聚合法制备纳滤膜的工艺相同。【实施例4】(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯质量比溶于成膜溶剂中，再加入三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的20％的分子量为800的聚乙二醇，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化3天得到成膜原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯按一定的比例溶于成膜溶剂中，再加入一定量的添加剂，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化1～3天得到成膜原料；(2)将成膜原料经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形，并初步固化形成中空纤维膜气过程中凝固浴碱溶液，内凝固浴含水的成膜溶剂；(3)将上述初步固化的中空纤维膜经过多元胺的水溶液，拭去表面浮液后经过多元酰氯的有机溶液，再经干燥固化，得到中空纤维纳滤膜。

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将三醋酸纤维素、聚偏氟乙烯按一定的比例溶于成膜溶剂中，再加入一定量的添加剂，经高速搅拌溶胀而成纺丝物料，配制成的纺丝物料在一定温度下，熟化1～3天得到成膜原料；(2)将成膜原料经中空喷丝头和双扩散过程纺制成形，并初步固化形成中空纤维膜气过程中凝固浴碱溶液，内凝固浴含水的成膜溶剂；(3)将上述初步固化的中空纤维膜经过多元胺的水溶液，拭去表面浮液后经过多元酰氯的有机溶液，再经干燥固化，得到中空纤维纳滤膜。2.根据权利要求1所述的中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量比为1:0.1～10。3.根据权利要求1所述的中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中,所述添加剂为不同分子量的聚乙二醇或聚乙烯基吡咯烷酮，添加剂的加入量为三醋酸纤维素和聚偏氟乙烯的总质量的15～20％。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于文祥，
申请(专利权)人：佛山市航祥千安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44