一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置；包括如下制备步骤：按照重量份数计，将聚合物15

【技术实现步骤摘要】
一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置


[0001]本专利技术涉及中空纤维双层膜
，尤其是涉及一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置。

技术介绍

[0002]膜分离技术因其性能优良，用途广泛，涉及到社会生活的方方面面，如工业污水的处理、海水淡化、物料分离等领域通常采用分离膜作为核心分离技术。分离膜的形式多种多样，目前市场中较为广泛的分离膜微滤产品形式为带衬中空纤维膜，其膜层结构主要由比较致密的表皮层和亚层梯度网络孔结构的支撑层组成，表皮层的主要作用是分离，亚层起到支撑膜和贯通性好的作用。膜的通量和膜的过滤精度由表皮致密层和亚层多孔支撑层共同决定。中空纤维膜的制备通常通过铸膜配方去调节膜孔结构，实现分离作用。但是现有制备方法调节膜孔结构较为有限，尤其涉及到想要分别调控表皮层和亚层结构较为困难。
[0003]专利CN 105214526 A公开了一种聚偏二氟乙烯
‑
g
‑
POEM为亲水改性材料的双层中空纤维超滤膜的制备方法，提到结合内外双层可提高膜的机械强度，提高孔隙率以及亲水性能进一步提高膜通量，但并未在提高膜通量的同时考虑膜精度是否会随之下降；专利CN 103285740 A公开了一种抗菌双层中空纤维膜的制备方法，提到外层通过载银离子筛，内层为多孔支撑层实现膜分离与抗菌效率的提升，但是负载常见问题为随着膜长期的运行，负载物会随之流失，不能保证抗菌作用的长时期有效性；专利CN106621866A公开了聚醚砜中空纤维超滤膜及其加工装置和制备方法，提到制备聚醚砜中空纤维超滤膜配方中添加剂中有机大分子、有机小分子、无机盐，虽然可用于调节孔径的大小，但得到膜的孔径分布均匀，无法分开得到较大孔径的膜和较小孔径的膜，无法同时保证中空纤维膜的水通量和精度。
[0004]因此，针对上述问题本专利技术急需提供一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置，通过内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置以解决现有技术中存在的现有的制备方法调节膜孔结构较为有限，尤其是分别调控表皮层和亚层结构较为困难的技术问题。
[0006]本专利技术提供的一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法，包括如下制备步骤：
[0007]S1按照重量份数计，将聚合物15
‑
20份、大分子添加剂1
‑
40份和溶剂50
‑
80份混合，搅拌均匀后，得到内层聚合铸膜液；
[0008]S2按照重量份数计，将聚合物20
‑
30份、大分子添加剂10
‑
40份、小分子添加剂1
‑
10份和溶剂40
‑
70份混合，搅拌均匀后，得到外层聚合铸膜液；
[0009]S3将内层聚合铸膜液接入到双层喷丝板的内层，外层聚合铸膜液接入到双层喷丝板的外层，内层聚合铸膜液和外层聚合铸膜液依次均匀涂覆在中空支撑管的表面，并控制内、外层聚合铸膜的厚度，获得初生中空纤维双层膜；
[0010]S4将制得的初生中空纤维双层膜经绕丝轮牵拉进入含有二甲基乙酰胺和水的凝固浴中凝固，凝固后在收丝槽中收卷、整理、系扎成捆、浸泡一段时间后，取出晾干，得到中空纤维双层膜。
[0011]优选地，步骤S1中，聚合物为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚碸树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
[0012]大分子添加剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的至少一种；
[0013]溶剂为二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；
[0014]聚合物、大分子添加剂和溶剂混合后，在40
‑
80℃温度下搅拌4
‑
24h。
[0015]优选地，步骤S2中，聚合物为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚碸树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；
[0016]大分子添加剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的至少一种；
[0017]小分子添加剂为聚乙二醇、甘油、吐温80、氯化锂、氯化钠或丙酮中的至少一种；
[0018]溶剂为二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；
[0019]聚合物、大分子添加剂、小分子添加剂和溶剂混合后，在40
‑
80℃温度下搅拌4
‑
24h。
[0020]优选地，步骤S3中，中空支撑管材质为尼龙、涤纶或聚氨酯纤维中的至少一种。
[0021]优选地，步骤S3中，控制内层聚合铸膜厚度为20
‑
100μm，控制外层聚合铸膜厚度为10
‑
50μm。
[0022]优选地，步骤S4中，绕丝轮牵拉速度为10
‑
70m/min。
[0023]优选地，步骤S4中，凝固浴中二甲基乙酰胺和水的质量比为(0
‑
20)：(80
‑
100)，凝固浴温度为10
‑
70℃。
[0024]优选地，步骤S4中，初生中空纤维双层膜在纯水中充分浸泡24h。
[0025]本专利技术还提供了一种基于如上述中任一项所述的内外层调控中空纤维双层膜的制备方法获得的内外层调控中空纤维双层膜。
[0026]本专利技术还提供了一种用于制备上述所述的内外层调控中空纤维双层膜的制备装置，包括第一给料泵和第二给料泵，第一给料泵通过导液管与双层喷丝板的第一进料口连通，第二给料泵通过导液管与双层喷丝板的第二进料口连通，双层喷丝板中心穿引中空支撑管作为内衬，双层喷丝板的出丝口下方设有凝胶槽，凝胶槽内设有多个绕丝轮，末端的绕丝轮与膜丝收集器连接，膜丝收集器可拆卸安装在收丝槽上；
[0027]其中，双层喷丝板包括内层喷丝板和外层喷丝板。
[0028]本专利技术提供的一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置与现有技术相比具有以下进步：
[0029]1、本专利技术提供的内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置，内层聚合铸膜液中添加剂为常用低价大分子添加剂组成，与聚合物、溶剂混合后制得的内层膜孔结构为梯度网络状大孔，保证较高膜通量；外层聚合铸膜液中添加剂为大分子添加剂和小分子添加剂组成，与聚合物、溶剂混合后，制得的外层膜孔结构为海绵状均匀小孔，保证较高膜精度；制备过程中控制内、外层聚合铸膜的厚度，在膜层壁厚相近的情况下双层膜制膜成本更低。
[0030]2、本专利技术提供的内外层调控中空纤维双层膜的制备方法及装置，通过双层制膜配方、制备方法及装置控制，内层调控膜水通量至3000
‑
5000LMH，外层调控膜孔精度至0.02
‑
0.1μm，实现中空纤维膜兼具高精度、高通量的性能，在恒定运行通量下，双层膜运行压力较标样更低，耐污本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内外层调控中空纤维双层膜的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1按照重量份数计，将聚合物15
‑
20份、大分子添加剂1
‑
40份和溶剂50
‑
80份混合，搅拌均匀后，得到内层聚合铸膜液；S2按照重量份数计，将聚合物20
‑
30份、大分子添加剂10
‑
40份、小分子添加剂1
‑
10份和溶剂40
‑
70份混合，搅拌均匀后，得到外层聚合铸膜液；S3将内层聚合铸膜液接入到双层喷丝板的内层，外层聚合铸膜液接入到双层喷丝板的外层，内层聚合铸膜液和外层聚合铸膜液依次均匀涂覆在中空支撑管的表面，并控制内、外层聚合铸膜的厚度，获得初生中空纤维双层膜；S4将制得的初生中空纤维双层膜经绕丝轮牵拉进入含有二甲基乙酰胺和水的凝固浴中凝固，凝固后在收丝槽中收卷、整理、系扎成捆、浸泡一段时间后，取出晾干，得到中空纤维双层膜。2.根据权利要求1所述的内外层调控中空纤维双层膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，聚合物为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚碸树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；大分子添加剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的至少一种；溶剂为二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N
‑
甲基吡咯烷酮中的至少一种；聚合物、大分子添加剂和溶剂混合后，在40
‑
80℃温度下搅拌4
‑
24h。3.根据权利要求1所述的内外层调控中空纤维双层膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，聚合物为聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚醚碸树脂或聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种；大分子添加剂为聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯中的至少一种；小分子添加剂为聚乙二醇、甘油、吐温80、氯化锂、氯化钠或丙酮中的至少一种；溶剂为二甲基乙酰胺、N,N
‑
二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或N
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广东，刘丽霞，陈亦力，莫恒亮，李锁定，彭兴峥，宋冠军，侯琴，赵昕，史继岩，马泽华，
申请(专利权)人：奥赛科膜科技天津有限公司，
类型：发明
国别省市：