一种聚烯烃气体交换膜的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种聚烯烃气体交换膜的制备工艺，包括步骤：S1：高温混料，将化合物A、化合物B组成的溶剂体系以及聚烯烃类聚合物原料在高于临界分层温度的条件下进行混炼，制成均相的铸膜液，所述铸膜液的粘度设置在4000CPS

【技术实现步骤摘要】
中形成有第一和第二表面的成型品；c)以引发热力学非平衡液
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液相分离的速度 冷却成型品，紧接着进行固化；d)从成型品中除去化合物A和B，以从成型品 得到膜。通过采用该方案所得到的膜至少一面形成具有致密或至多纳米孔结构 的分离层并覆盖着作为支撑层的海绵状、开孔的微孔结构。再次分离层的作用 是根据本专利技术方法制备的膜在长时间里不会渗漏，特别是血浆，在此的支撑层 有较高的体积孔隙率，从而同时导致这些膜高的气体传质性能。
[0007]很重要的一点是，不论是中空纤维膜的分离层或是支撑层，都需要做的均 匀，均匀具体是中空纤维膜密度均匀，其表面及内部的膜孔大小、分布均匀。 如果中空纤维膜做的不均匀，就会导致其整体性能不佳，更有甚者在喷丝时无 法成型成膜。因此对喷丝前的铸膜液及相关参数设置有较高要求，以保证均匀 喷丝。
[0008]当然此类中空纤维膜除了在氧合器内的应用之外，也可用于其他的应用领 域，如可用于打印机中油墨的脱除气泡；如可用于食品饮料行业，向液体中加 入或从液体中脱除气体等等不同的领域。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要达到的目的是提供一种制备材料更加均匀、杂质较低、品质高 的聚烯烃气体交换膜的制备工艺。
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种聚烯烃气体交换膜的 制备工艺，包括步骤：S1：高温混料，将化合物A、化合物B组成的溶剂体系 以及聚烯烃类聚合物原料在高于临界分层温度的条件下进行混炼，制成均相的 铸膜液，所述铸膜液的粘度设置在4000CPS
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20000CPS之间，其中，化合物A 为聚烯烃类聚合物的溶剂，化合物B为聚烯烃类聚合物的非溶剂；S2：纺丝， 将铸膜液经过喷丝头挤出形成膜丝，所述喷丝头的长径比设置在1
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9之间，所述 喷丝头的喷头压力设置在0.2MPa
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0.5MPa之间；S3：分相固化，将膜丝浸入冷 却液中分相固化；S4：淬火，对膜丝进行预定型同时消除其内部应力；S5：萃 取，将经过淬火的膜丝浸入萃取液中进行萃取；S6：干燥定型，形成成品膜。
[0011]通过采用上述技术方案，由于铸膜液是非牛顿流体，是黏弹性流体，在喷 丝孔中做黏性流动的同时，将发生弹性形变，而这过程对喷丝成膜的结构影响 很大，如果不对铸膜液的粘度、喷丝压力以及喷丝头的长径比进行控制，那么 很容易造成膜丝的断裂、形成毛丝或是条干不均匀的现象产生，影响产品的质 量。铸膜液的粘度越低，则表示其流动性越强，在流动时发生的弹性形变越小， 在喷丝头处挤出时，不容易成型；铸膜液的粘度越高，则表示其流动性越低， 在流动时发生的弹性形变越大，在喷丝头处挤出时，容易应力不均，使膜丝堆 叠在喷丝头处，影响生产。同时，通过控制铸膜液的粘度、喷丝压力以及喷丝 头的长径比能够控制成品膜丝具有更小的平均孔径，以及更集中的孔径分布， 同时又能够保证成品膜具有良好的机械强度。
[0012]进一步的，所述喷丝头的喷丝头拉伸比设置在2
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8之间。
[0013]进一步的，所述铸膜液在经过喷丝头时的流速设置在3g/min
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5g/min之间。
[0014]通过采用上述技术方案，喷丝头拉伸比即为卷取速度与铸膜液出喷丝孔时 的喷出速度的比值。一般来说，铸膜液从喷丝孔挤出后，由于喷丝速度和卷取 速度间的速度差，使液态细流在沿运行方向的速度梯度场中逐渐被拉长变细的 过程称为喷丝头拉伸。如果
喷丝头拉伸比过高，则很容易将膜丝拉断，如果喷 丝头拉伸比过低，则膜丝的形状容易发生改变。
[0015]进一步的，所述聚烯烃类聚合物原料和溶剂体系于双螺杆挤出机内进行混 合，且双螺杆挤出机出口处混合物的压力波动小于0.1MPa。
[0016]通过采用上述技术方案，检测压力波动，以此来判断聚烯烃类聚合物和溶 剂体系的混合均匀与否，若是混合不均匀或是杂质较多，那么这里检测到的压 力波动就会较大。
[0017]进一步的，所述双螺杆挤出机出口处混合物的粘度波动小于5％。
[0018]通过采用上述技术方案，粘度也是一个表征铸膜液均匀程度的一个重要参 数，具体可通过粘度计等设备进行检测，粘度波动小，证明铸膜液越均匀。
[0019]进一步的，所述聚烯烃类聚合物原料在与溶剂体系混合时，熔融指数在 1g/10min
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10g/10min之间。
[0020]通过采用上述技术方案，控制了聚烯烃类聚合物原材料在混合时的熔融指 数，在该熔融指数的范围内，聚合物原料和溶剂体系能够混合的更均匀。铸膜 液在喷丝时所产生的应力也较为均匀，更容易形成具有一定形状且结构稳定的 膜丝。
[0021]进一步的，所述溶剂体系中化合物A含量设置在50％
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85％之间。
[0022]通过采用上述技术方案，对原料进行了限定，保证了混料时能够混合均匀。
[0023]进一步的，所述每1g铸膜液中大于等于5μm的碳渣颗粒小于100个。
[0024]通过采用上述技术方案，保证了后续成膜时铸膜液中的碳渣颗粒杂质含量 较少，使得整体产品的性能更高。
[0025]进一步的，所述S2纺丝步骤中，温度控制在160℃
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250℃之间。
[0026]通过采用上述技术方案，保证了在纺丝步骤中温度不会过高从而产生额外 的碳渣杂质，又保证了本步骤中温度不过过低从而影响铸膜液的粘度。
[0027]进一步的，所述S4步骤中，膜丝淬火后收缩率不高于5％。
[0028]通过采用上述技术方案，保证了膜丝淬火后依旧保证完整的中空结构。若 是收缩率高于5％，则会导致收缩过多，将中空纤维膜中空通道压扁甚至堵死。
[0029]进一步的，所述S5步骤中，萃取温度设置在40℃
‑
75℃之间。
[0030]进一步的，所述S5步骤中，萃取时萃取液与膜丝之间的相对速度设置在 1m/min
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20m/min之间。
[0031]通过采用上述技术方案，保证了萃取时具有较高的萃取效率。
[0032]进一步的，所述S6步骤中干燥温度不大于40℃。
[0033]通过采用上述技术方案，保证了膜丝干燥时是阴干，若是在一个较高的温 度下进行干燥，膜表面残留的液体可能会汽化，汽化的液体在高温的作用下会 对膜丝的结构产生一定的影响。
[0034]本专利技术相比现有技术来说，具有的优点在于：在聚烯烃中空纤维膜的生产 过程中，严格控制杂质的引入，就算可能引入杂质也能够得到很好的去除；同 时控制聚合物原料在与溶剂体系混合后形成的铸膜液，更加均匀，以此保证成 品的质量；进一步地，控制铸膜液的粘度、喷丝压力、喷丝头长径比来确保铸 膜液能够顺利成型，喷出丝状膜丝。
具体实施方式
[0035]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合具体实 施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下， 本申请的实施例及实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚烯烃气体交换膜的制备工艺，其特征在于，包括步骤： S1：高温混料，将化合物A、化合物B组成的溶剂体系以及聚烯烃类聚合物原料在高于临界分层温度的条件下进行混炼，制成均相的铸膜液，所述铸膜液的粘度设置在4000CPS
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20000CPS之间，其中，化合物A为聚烯烃类聚合物的溶剂，化合物B为聚烯烃类聚合物的非溶剂；S2：纺丝，将铸膜液经过喷丝头挤出形成膜丝，所述喷丝头的长径比设置在1
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9之间，所述喷丝头的喷头压力设置在0.2MPa
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0.5MPa之间；S3：分相固化，将膜丝浸入冷却液中分相固化；S4：淬火，对膜丝进行预定型同时消除其内部应力；S5：萃取，将经过淬火的膜丝浸入萃取液中进行萃取；S6：干燥定型，形成成品膜。2.根据权利要求1所述的聚烯烃气体交换膜的制备工艺，其特征在于，所述喷丝头的喷丝头拉伸比设置在2
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8之间。3.根据权利要求2所述的聚烯烃气体交换膜的制备工艺，其特征在于，所述铸膜液在经过喷丝头时的流速设置在3g/min
‑
5g/min之间。4.根据权利要求1或2或3所述的聚烯烃气体交换膜的制备工艺，其特征在于，所述聚烯烃类聚合物原料和溶剂体系于双螺杆挤出机内进行混合，且双螺杆挤出机出口处混合物的压力波动小于0.1MPa。5.根据权利要求4所述的聚烯烃气体交换膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，陈梦泽，张虞旭驹，潘哲，
申请(专利权)人：杭州费尔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：