一种中空纤维脱盐膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种中空纤维脱盐膜，主要由中空纤维膜基膜和纤维丝；其中所述中空纤维膜基膜包括：以质量份数计，聚醚砜树脂15

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维脱盐膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及膜分离
，具体而言，涉及一种中空纤维脱盐膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]分离膜是一种高效节能的分离材料，在水处理方面具有广泛的应用前景。脱盐膜最早出现于20世纪70年代末，是近年国际上发展较快的膜品种之一，现已成为分离膜领域中的研究热点。
[0003]目前，中空纤维脱盐膜的制备方法大致有溶液纺丝法、内支撑管增强溶液纺丝法、嵌入线增强溶液纺丝法，以及热致相变法(TIPS)等。一般情况下，溶液纺丝法所需设备和工艺相对比较简单，溶剂自行挥发，但所制得的膜强度不是太理想。中空纤维脱盐膜组件可有效去除重金属离子、抗生素、农药等，产水中保留了部分矿物质，主要应用于自来水厂等规模化水质净化工程，是饮用水安全保障的优质膜材料，也是我国下一代自来水厂水质净化的关键膜材料。然而目前的中空纤维脱盐膜的强度不高，容易因水质水量的波动而导致断丝，进而影响膜的过滤分离能力。
[0004]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一目的在于提供一种中空纤维脱盐膜，该中空纤维脱盐膜在保证截留率的前提下，通过复合纤维丝，增强了膜的强度，能够有效防止因水质水量的波动导致的断丝，进而提高膜的寿命。
[0006]本专利技术的第二目的在于提供上述水处理药剂的制备方法，制备方法生产的膜在保证截留率的前提下，能够有效的提高膜丝的强度，提高通量，并提高膜元件的寿命。
[0007]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种中空纤维脱盐膜，主要由中空纤维膜基膜和纤维丝构成；所述纤维丝嵌入所述中空纤维膜基膜的外表面中；其中所述中空纤维膜基膜包括：以质量份数计，聚醚砜树脂15
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25份、N,N二甲基乙酰胺25
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35份和致孔剂10
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30份
[0009]优选的，聚醚砜树脂17
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23份、N,N二甲基乙酰胺27
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33份和致孔剂15
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25份。
[0010]优选的，聚醚砜树脂20份、N,N二甲基乙酰胺30份和致孔剂20份。
[0011]现有技术中，中空纤维膜常应用于自来水厂等规模化水质净化工程，但由于中空纤维膜的强度较低，在水质水量波动时，中空纤维膜表面容易被破坏，出现断丝，进而影响对水质的过滤净化。
[0012]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种中空纤维脱盐膜，通过将纤维丝与脱盐膜基膜进行复合，增强了膜的强度，能够有效防止因水质水量的波动导致的断丝，进而提高膜的寿命。
[0013]另外，从具体用量上来说，本专利技术的各个组分间采用了合理的用量配比关系，有效保证了制备出的基膜拥有良好的水通量。
[0014]优选的，所述致孔剂为氯化钠、氯化钙、氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。通过添加致孔剂能够提高膜的水通量。
[0015]优选的，所述纤维丝为聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维或聚氨酯纤维。
[0016]本专利技术还提供了一种上述中空纤维脱盐膜的制备方法，包括以下步骤
[0017](A)将聚醚砜树脂、N,N二甲基乙酰胺和制孔剂加热溶解混合，制得中空纤维膜基膜；
[0018](B)采用纳米分离技术制备纤维丝，并对纤维丝表面进行热处理；
[0019](C)将所述中空纤维膜基膜与热处理后的所述纤维丝增强复合，固化定型。
[0020]现有技术中，中空纤维脱盐膜的制备方法大致有溶液纺丝法、内支撑管增强溶液纺丝法、嵌入线增强溶液纺丝法，以及热致相变法(TIPS)等。然而采用这些方法所制得的膜强度不是太理想。
[0021]本专利技术的制备方法基于常规溶液纺丝法基本原理，通过适当改进溶液纺丝的条件，将纤维丝通过增强复合的方法复合到中空纤维膜基膜内，获得了高强度、高通量中空纤维脱盐膜。
[0022]优选的，所述(A)步骤中，加热温度为50
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80℃，混合时间为3
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5h。通过对加热温度和混合时间进行限定，能够在保证制得的中空纤维膜基膜的质量的基础上，提高生产效率。
[0023]优选的，所述(B)步骤中，所述纤维丝的直径为40
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60nm。最优的，所述纤维丝的直径为50nm。纤维丝的直径不能过大，直径过大复合后会对膜的通量造成不利影响，而直径过小的话纤维丝本身的强度也会降低，不利于增加膜的强度。在兼顾水通量和增加膜的强度的前提下，将纤维丝直径限定在40
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60nm。
[0024]优选的，所述(C)步骤中，增强复合的步骤为：将热处理后的所述纤维丝紧贴在所述中空纤维膜基膜外表面上，经过溶液相转化。通过溶液相转化法可以保证纤维丝与中空纤维膜基膜紧密贴合，复合效果好。
[0025]优选的，所述(C)步骤中，固化定型的步骤包括：将所述纤维丝增强复合中空膜转移至固化剂中，加热至60
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80℃。通过固化定型，防止纤维丝脱落，从而保证制备的中空纤维脱盐膜的质量，延长使用寿命。
[0026]优选的，所述固化剂为2
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乙基丙烯酸乙酯，浓度为2
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3wt％。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0028]本专利技术通过在中空纤维膜基膜外表面嵌入纤维丝的纺丝，获得了高强度、高通量中空纤维脱盐膜。
具体实施方式
[0029]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0030]实施例1
[0031]称取聚醚砜树脂15份、N,N二甲基乙酰胺25份和制孔剂10份，放入反应釜中，在50℃条件下加热溶解混合3h，制得中空纤维膜基膜。
[0032]采用纳米分离技术，得到直径为40nm的纤维丝，并对纤维丝进行表面进行热处理；然后将热处理后的纤维丝紧贴在中空纤维膜基膜外表面上，经过溶液相转化法得到纤维丝增强复合中空膜；接着，将纤维丝增强复合中空膜转移至固化剂中，加热至60℃，固化定型。
[0033]其中，固化剂为2
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乙基丙烯酸乙酯，浓度为2wt％。纤维丝为聚酯纤维。致孔剂为氯化钠。
[0034]实施例2
[0035]称取聚醚砜树脂17份、N,N二甲基乙酰胺27份和制孔剂15份放入反应釜中，在60℃条件下加热溶解混合3.5h，制得中空纤维膜基膜。
[0036]采用纳米分离技术，得到直径为45nm的纤维丝，并对纤维丝进行表面进行热处理；然后将热处理后的纤维丝紧贴在中空纤维膜基膜外表面上，经过溶液相转化法得到纤维丝增强复合中空膜；接着，将纤维丝增强复合中空膜转移至固化剂中，加热至65℃，固化定型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维脱盐膜，其特征在于，主要由中空纤维膜基膜和纤维丝构成；所述纤维丝嵌入所述中空纤维膜基膜的外表面中；其中所述中空纤维膜基膜包括：以质量份数计，聚醚砜树脂15
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25份、N,N二甲基乙酰胺25
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35份和致孔剂10
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30份。2.根据权利要求1所述的中空纤维脱盐膜，其特征在于，聚醚砜树脂17
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23份、N,N二甲基乙酰胺27
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33份和致孔剂15
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25份。3.根据权利要求1所述的中空纤维脱盐膜，其特征在于，聚醚砜树脂20份、N,N二甲基乙酰胺30份和致孔剂20份。4.根据权利要求1所述的中空纤维脱盐膜，其特征在于，所述致孔剂为氯化钠、氯化钙、氯化锂、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。5.一种如权利要求1
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4任一项所述的中空纤维脱盐膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(A)将聚醚砜树脂、N,N二甲基乙酰胺和制孔剂加热溶解混合，制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢喜元，曾凡付，钱铖，许白羽，
申请(专利权)人：德蓝水技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：