一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，以涤纶编织管作为内衬，PVDF为膜材料，DMAc为溶剂，BD

【技术实现步骤摘要】
一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子膜材料
，具体地说，是一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法。

技术介绍

[0002]人类的生存与社会的发展离不开水资源的支撑，随着工业化进程的加快及人口的增长淡水资源短缺已成为全球性问题，海水淡化与废水回用是一种可持续性的解决水资源危机的手段。膜分离技术具有常温操作、无相变、占地面积小、效率高、可模块化设计且易与其他工艺相组合等优势，作为新型、高效、绿色的分离技术，膜分离已被广泛应用于石油化工、生物医药、食品加工、环保、冶金、海水淡化、医疗等领域，尤其适合于现代工业对节能减排、资源高效利用等方面的迫切需要。
[0003]理想的分离膜应该具有较高的渗透性、良好的机械强度和化学稳定性，成膜材料的选用及膜制备工艺过程会直接影响膜的上述性能。对于商业化应用的膜而言，其机械强度与其渗透选择性均是衡量膜性能的重要指标。中空纤维膜是一种自支撑膜，其具有填装密度大、比表面积大及易组装等优势，已广泛用于污水的深度处理。但中空纤维膜普遍强度较低，使得其在使用过程中易被高压水流或气流损坏。有关中空纤维膜机械强度提高的研究已有大量研究，在膜中引入增强体被证实是一种行之有效的方法。
[0004]增强型中控纤维膜一般由3部分组成，即内部增强体、膜分离层以及位于两者之间的界面结合层，界面结合层决定了增强体与分离层之间的结合力，对膜性能的影响至关重要。目前国内外的增强型中空纤维膜主要分为长纤维增强型和纤维管增强型中空纤维膜，但长纤维增强型中控纤维膜不能兼顾耐压强度和拉伸强度，纤维管增强型中空纤维膜是将铸膜液涂覆在纤维管外表面制成，能在保证膜分离性能的同时最大程度地提增强型中空纤维膜高纤维膜的强度，但其制备工艺复杂、操作困难，目前尚有许多问题亟待解决。其中如何提高支撑体与膜分离层间的粘附力直接关系到膜的使用寿命。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，其采用涤纶编织管作为内衬，PVDF为膜材料，PMMA为粘结剂增强内衬与膜材料间的结合力，BD
‑
3071、PVP
‑
k30和甘油为添加剂调控膜微观结构与亲水性，通过非溶剂致相转化法一步制备高强度改性超滤膜。
[0006]本专利技术的技术方案是，一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，a.以涤纶编织管作为内衬，PVDF为膜材料，DMAc为溶剂，聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BD
‑
3071)为分散剂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PVP
‑
k30和甘油为添加剂，PMMA的添加量为 0.05wt％～2.5wt％，BD
‑
3071的添加量为0.05wt％～2.5wt％，PVP
‑
k30的添加量为1 wt％～12wt％，所述甘油的添加量为1wt％～12wt％，在65
‑
75℃下搅拌16
‑
20h后静置脱泡 12
‑
16h；
[0007]b.用计量泵将铸膜液以300
‑
350ml/min的速度输送至喷丝头，涤纶内衬从喷丝头
中心通过，铸膜液均匀涂覆在涤纶编织管外表面，芯液纯水的流速为120
‑
180ml/min；涂覆有铸膜液的编织管进入到盛有DMAc水溶液的凝胶浴槽中在32
‑
38℃下相转化成膜；
[0008]c.固化的膜丝经由收丝轮18
‑
23m/min收集后在具有不同比例的水
‑
甘油混合溶液中分阶段浸泡，最终得到涤纶内衬增强型PVDF超滤膜。
[0009]涤纶的弹性好不易变形，是合成纤维中热稳定性最好的，该性能有利于铸膜液在其表面的均匀覆盖。以上的添加量比例，是各组分在100g铸膜液中的含量。
[0010]PVDF膜位于编织管的外界面，与编织管是同轴圆柱体的关系。
[0011]转化成膜后还要经过充分的溶剂和非溶剂交换过程才能得到本专利技术的膜，即用水将初步固化后膜中存在的少量溶剂置换出来。收丝是为了将膜卷起来便于后续的处理，浸泡一方面是使溶剂与非溶剂充分交换，另一方面是让甘油进入到膜孔中使得膜在晾干的过程中不至于因水分蒸发过快导致膜孔坍塌的现象出现。含有增强内衬的膜都可称为增强型膜，如本专利技术中的涤纶编织管。
[0012]优选的是，步骤c所述的不同比例的水
‑
甘油混合溶液，是指水
‑
甘油的比例分别为 9.5
‑
10.5:1、6.5
‑
7.5:3、4.5
‑
5.5:5、2
‑
3:6
‑
7中浸泡。先在9.5
‑
10.5:1的水
‑
甘油溶液中浸泡10
‑
12 h，而后分别在6.5
‑
7.5:3、4.5
‑
5.5:5、2
‑
3:6
‑
7的水
‑
甘油溶液中浸泡3～5h。最后将膜取出悬挂晾干。该比例是重量比，用不同比例的水
‑
甘油溶液浸泡，可以有效防止膜孔的收缩。
[0013]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，所述搅拌速度为70
‑
90rpm。
[0014]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，所述DMAc水溶液的浓度为0.5
‑
2wt％。
[0015]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，涤纶编织管的内径为0.6
‑
1.0mm，外径为1.6
‑
2.0mm，孔径为0.3
‑
0.5mm。
[0016]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，PMMA的添加量为0.1％～2％。
[0017]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，BD
‑
3071的添加量为0.1％～2％。
[0018]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，所述PVP
‑
k30 的添加量为2％～10％。
[0019]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，所述甘油的添加量为2％～10％。
[0020]根据本专利技术的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，优选的是，所制备超滤膜的纯水通量为140
‑
160L/(m2
·
h)；泡点压力为0.04
‑
0.06MPa。
[0021]对浊度为0.484NTU的废水的处理能力为110
‑
130L/(m2
·
h)，处理后废水浊度<0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：a.以涤纶编织管作为内衬，PVDF为膜材料，DMAc为溶剂，聚醚改性聚二甲基硅氧烷(BD
‑
3071)为分散剂，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PVP
‑
k30和甘油为添加剂，PMMA的添加量为0.05wt％～2.5wt％，BD
‑
3071的添加量为0.05wt％～2.5wt％，PVP
‑
k30的添加量为1wt％～12wt％，所述甘油的添加量为1wt％～12wt％，在65
‑
75℃下搅拌16
‑
20h后静置脱泡12
‑
16h；b.用计量泵将铸膜液以300
‑
350ml/min的速度输送至喷丝头，涤纶内衬从喷丝头中心通过，铸膜液均匀涂覆在涤纶编织管外表面，芯液纯水的流速为120
‑
180ml/min；涂覆有铸膜液的编织管进入到盛有DMAc水溶液的凝胶浴槽中在32
‑
38℃下相转化成膜；c.固化的膜丝经由收丝轮18
‑
23m/min收集后在具有不同比例的水
‑
甘油混合溶液中分阶段浸泡，最终得到涤纶内衬增强型PVDF超滤膜。2.根据权利要求1所述的一种具有涤纶内衬PVDF超滤膜的制备方法，其特征在于：步骤c所述的不同比例的水
‑
甘油混合溶液，是指水
‑
甘油的比例分别为9.5
‑
10.5:1、6.5

【专利技术属性】
技术研发人员：石东杰，张海珍，张芳，张倩，
申请(专利权)人：上海海若环境集团有限公司，
类型：发明
国别省市：