编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：将聚偏氟乙烯、稀释剂和致孔剂混合，得到铸膜液；将铸膜液加热搅拌，形成均相铸膜液，并静置脱泡；将脱泡后的均相铸膜液和编织管通过喷丝头挤出，使铸膜液涂覆在编织管上，之后在凝固浴中使铸膜液发生相分离，形成聚偏氟乙烯中空纤维膜；用萃取剂对聚偏氟乙烯中空纤维膜中的稀释剂和致孔剂进行萃取即可；本发明专利技术采用了绿色无毒无害的稀释剂和水溶性大分子致孔剂，降低了制膜过程对环境的污染；本发明专利技术简化了制备工艺，无需对编织管进行预处理，直接通过编织、涂覆、相转化即可得到高性能的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。

【技术实现步骤摘要】
编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于膜分离
，具体涉及一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，聚偏氟乙烯膜因其相对于其它聚合物膜的显著优势而引起了很大的吸引力，如抗腐蚀性、抗老化性、以及相当大的耐热性。许多技术已被用于聚偏氟乙烯膜的制造，例如编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的出现，为改善传统溶液纺丝法中空纤维膜的力学性能提供了新的途径。
[0003]热诱导相分离法是通过控制相分离制备聚合物多孔膜最有用的技术之一。非溶剂诱导相分离法是一种三元体系(聚合物、溶剂和非溶剂)，与之相比，热致相分离法通常是一种由聚合物和溶剂组成的二元体系。因此，在聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备中，热致相分离法具有更大的优势，且极不容易形成缺陷，这在大多数膜应用中都是至关重要的。
[0004]虽然膜技术被广泛认为是一种绿色工艺，但膜制造工艺本身是非绿色和可持续的。例如，使用非溶剂诱导相分离法制备膜，通常使用大量的有害溶剂，如DMF、NMP和DMAc等。类似地，热致相分离法通常也使用有毒的DOP、DBP和DEP等。这种溶剂被认为具有高度的生态毒性，因为它们可以生物积累。如专利公开号CN107224882A和CN104888621A公开了一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法，但其使用了DMAc作为溶剂，在制膜过程中对环境造成了很大的污染。世界各地的环境法规，特别是我国的环境法规，正在变得越来越严格，这种溶剂需要被更绿色的替代品所取代。因此，最近的膜研究主要集中在开发更绿色的替代品来制造性能高的聚合物膜，或在膜制备后提取有毒溶剂。值得注意的是，尽管热致相法溶剂的标准更严格，但热致相法提供了更广泛的溶剂选择性。因此选择了几种很有前途的热致相分离法溶剂，这些溶剂对人类和环境没有危害，因为它通常被用作药物涂料和食品包装的增塑剂。此外，与DMAc、DMF等溶剂相比，这些溶剂更环保，更重要的是，它们不能与水混溶。因此，该溶剂满足了作为热致相法溶剂制备微孔中空纤维膜的所有必要要求。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的不足，本专利技术的首要目的是提供一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法。即本专利技术采用热致相分离法，是一种由温度改变导致相分离来制备微孔膜的方法。热致相分离法一般包括以下几个过程：将聚合物在熔点以上温度和稀释剂、致孔剂混合形成均相铸膜液，后降温发生相分离，再经萃取剂萃取出稀释剂和致孔剂，最终形成微孔中空纤维膜。
[0006]本专利技术的次要目的是提供上述编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。
[0007]为达到上述首要目的，本专利技术的解决方案是：
[0008]一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0009](1)、将聚偏氟乙烯、稀释剂和致孔剂混合，得到铸膜液；
[0010](2)、将铸膜液加热搅拌，形成均相铸膜液，并静置脱泡；
[0011](3)、将脱泡后的均相铸膜液和编织管通过喷丝头挤出，使均相铸膜液涂覆在编织管上，之后在凝固浴中使均相铸膜液发生相分离，形成聚偏氟乙烯中空纤维膜；
[0012](4)、用萃取剂对步骤(3)的聚偏氟乙烯中空纤维膜中的稀释剂和致孔剂进行萃取，得到编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。
[0013]作为本专利技术的优选实施例，步骤(1)中，聚偏氟乙烯的含量为20
‑
50wt％，稀释剂的含量为50
‑
80wt％，致孔剂的含量为5
‑
20wt％。
[0014]作为本专利技术的优选实施例，步骤(1)中，稀释剂选自乙酰柠檬酸三丁酯(CAS：77
‑
90
‑
7)、柠檬酸三丁酯(CAS：77
‑
94
‑
1)、环氧大豆油(CAS：8013
‑
07
‑
8)和三醋酸甘油酯中的一种以上。
[0015]作为本专利技术的优选实施例，步骤(1)中，致孔剂选自聚氧化乙烯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种以上。
[0016]作为本专利技术的优选实施例，步骤(2)中，加热搅拌的温度为170
‑
200℃。
[0017]作为本专利技术的优选实施例，步骤(2)中，静置脱泡的时间为30
‑
90min。
[0018]作为本专利技术的优选实施例，步骤(3)中，编织管由二维涤纶纤维编织而成，编织管的内径为1.5mm，外径为1.8mm。
[0019]作为本专利技术的优选实施例，步骤(3)中，均相铸膜液和编织管经喷丝头挤出，聚偏氟乙烯中空纤维膜在空气浴的高度为5
‑
20cm，凝固浴温度为0
‑
25℃的蒸馏水中固化。
[0020]作为本专利技术的优选实施例，步骤(4)中，稀释剂的萃取剂为无水乙醇；致孔剂的萃取剂为蒸馏水。
[0021]为达到上述次要目的，本专利技术的解决方案是：
[0022]一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜，其由上述的制备方法制备得到。
[0023]优选地，编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的爆破强度为0.4
‑
1MPa，孔隙率为50
‑
80％，水通量在100
‑
350L/(m2·
h)之间。
[0024]由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：
[0025]第一、本专利技术利用热致相分离法，采用了绿色无毒无害的稀释剂和水溶性大分子致孔剂，通过稀释剂、致孔剂的含量和凝固浴温度的变化来调控成膜过程的相分离速率，从而优化孔结构，将膜通量从原有10L/(m2·
h)左右提高至300L/(m2·
h)左右，提高了一个数量级，并且降低了制膜过程对环境的污染。
[0026]第二、本专利技术借鉴了化学纤维皮/芯纺丝原理采用同心圆纺丝技术，简化了制备工艺，无需对编织管进行预处理，直接通过编织、涂覆、相转化即可得到高性能的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1中使用的编织管表面电镜图。
[0028]图2为本专利技术实施例1中编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜截面电镜图。
[0029]图3为本专利技术实施例1中编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜外表面电镜图。
[0030]图4为本专利技术实施例1中编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜内表面电镜图。
具体实施方式
[0031]本专利技术提供了一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜及其制备方法。
[0032]<编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法>
[0033]本专利技术的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法包括以下步骤：
[0034](1)、将聚偏氟乙烯、绿色的稀释剂和致孔剂混合于三口烧瓶中，制备铸膜液；
[0035](2)、将铸膜液加热搅拌，形成均相铸膜液，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：(1)、将聚偏氟乙烯、稀释剂和致孔剂混合，得到铸膜液；(2)、将所述铸膜液加热搅拌，形成均相铸膜液，并静置脱泡；(3)、将脱泡后的均相铸膜液和编织管通过喷丝头挤出，使均相铸膜液涂覆在编织管上，之后在凝固浴中使均相铸膜液发生相分离，形成聚偏氟乙烯中空纤维膜；(4)、用萃取剂对步骤(3)所述的聚偏氟乙烯中空纤维膜中的稀释剂和致孔剂进行萃取，得到编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。2.根据权利要求1所述的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述聚偏氟乙烯的含量为20
‑
50wt％，所述稀释剂的含量为50
‑
80wt％，所述致孔剂的含量为5
‑
20wt％。3.根据权利要求1所述的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述稀释剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三丁酯、环氧大豆油和三醋酸甘油酯中的一种以上。4.根据权利要求1所述的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述致孔剂选自聚氧化乙烯、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种以上。5.根据权利要求1所述的编织管增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述加热搅拌的温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯凯，肖长发，赵微，陈欢欢，杨慕蓉，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：