中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法，属于高分子膜技术领域。包括以下步骤：S101：将聚丙烯15

【技术实现步骤摘要】
中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法


[0001]本专利技术属于高分子膜
，特别涉及一种中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法。

技术介绍

[0002]高氨氮废水一般会产生恶臭，引起河道等自然水环境恶化，需要得到有效处理才能排放。目前，处理氨氮的方法包含生化法、吸附法、折点加氯法、化学沉淀法和吹脱法等。生化法一般适用于氨氮不高，并且有足够碳源的生活污水和低浓度的工业废水；吸附法一般应用于氨氮含量很低的场合；折点加氯法和化学沉淀法一般在特殊水体上使用而且去除效率有限；吹脱法应用于氨氮比较高的废水，但吹脱法运行时需要加热或者需要大量空气吹脱，空气中的二氧化碳会和钙镁离子反应生成沉淀，导致运行费用高，除去效率低，且处理效率受到温度影响很大，温度较低时处理效果很难满足要求，在处理过程中氨气容易泄露，会造成二次污染。
[0003]随着膜技术水平的进步，膜技术在环境领域中的应用优势日益显现，氨氮废水膜脱氨技术亦是研究与应用的热点。采用膜接触反应原理的膜法脱氨系统得到越来越多的关注和使用。
[0004]膜法脱氨与吹脱法比较具有运行能耗低，脱氨效率高的特点。常用的膜脱氨技术有真空膜脱氨、膜吸收脱氨和膜生物反应器脱氨等。其中，膜生物反应器是生物脱氨的分支，在高浓度难降解工业废水中脱氨领域应用有限。真空膜脱氨与膜吸收脱氨均是采用微孔膜将液气或液液两相分隔开来，脱氨膜膜孔提供了液气或液液两相间传质的界面，传质驱动力为膜界面两侧的氨分压差，真空膜脱氨是利用真空技术将膜界面跨膜氨分子快速带出，使形成界面氨分压差；膜吸收脱氨是利用酸性溶液作吸收剂，其快速的化学反应使界面氨分压差增大明显，具有较高的脱氨效率。膜脱氨技术提供了更大的接触面积，是一种全新的、更加有效的接触传质。膜脱氨法具有投资少、能耗低、高效、使用方便和操作简单等特点，传质面积大的优点和没有雾沫夹带、液泛、沟流、鼓泡等现象发生，其技术优势十分明显。
[0005]目前，具有选择性的脱氨膜还没有研究及生产应用，膜法脱氨其实就是利用疏水膜作为界面，采用酸吸收使得氨分压差增大实现脱氨。聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯或聚丙烯时常用的疏水膜材料。其中，聚四氟乙烯是一种价格昂贵且加工比较困难的材料，聚偏氟乙烯做成疏水膜疏水性能比价差，容易造成污堵，生产疏水膜过程使用的聚甲基乙酰胺溶剂不易被生化，会对环境造成很大的污染。聚丙烯是一种高结晶的非极性聚合物，具有良好的化学稳定性，耐酸碱性，耐热稳定性价格低廉的特点，在国内外都有广泛的研究。但聚丙烯经过拉伸成膜，尤其是中空纤维膜后横向强度极差，会造成膜丝弹性不足，在制作膜组件及实际应用中容易被压扁。因此提高聚丙烯膜横向强度是有必要的。现在生产的聚丙烯纤维膜大都用白油、二辛脂或大豆油等作为溶剂，在制膜的过程中要用酒精或七号汽油浸泡将有机溶剂提取出来，再回收酒精或汽油，大大增加了生产投资成本，及原料消耗。另外，酒精，
七号汽油属于易燃易爆品，在生产过程中有一定的风险。
[0006]另外，使用疏水膜作为膜法脱氨虽然是一种有效的手段，但是疏水膜没有选择透过性能，因此脱氨率比较低，在同等条件下脱氨率只有83
‑
86%之间。

技术实现思路

[0007]为了解决前述问题,本专利技术提供了一种中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法，以聚丙烯、聚乙烯、填充粉体、偶联剂、增塑剂、润滑剂和氨吸附剂为原料，通过高混，双螺杆挤出机造粒，再通过锥形双螺杆挤出机进行纺丝，膜丝经过拉伸，酶解或酸洗后，水洗与晾干制成中空纤维脱氨膜。该方法生产的膜丝，具有生产工艺简单、价格低廉、对环境友好、膜孔径可调和高脱氨率等优点。所述技术方案如下：本专利技术提供了一种中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法，包括以下步骤：S101：将聚丙烯15
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25重量份、聚乙烯3
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8重量份、增塑剂3
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8重量份、填充粉体50
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60重量份、偶联剂0.5
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2重量份、润滑剂2
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5重量份和氨吸附剂0.5
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3重量份在5
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25℃条件下高速混合制成混合粉料。在该步骤中，高速混合时，物料温度会升高，由于添加的增塑剂又比较多；如果温度较高，会造成物料发黏，挤出造粒时不好喂料。
[0008]另外，在本专利中，在聚丙烯中添加一定比例的聚乙烯可以大幅提高膜丝的刚性及膜丝的横向拉力。
[0009]S102：于挤出机中在120
‑
160℃条件下对混合粉料进行挤出制成颗粒，同时将增塑剂12
‑
17重量份从挤出机的加油孔注入挤出机中。
[0010]在本专利中，增塑剂分别在步骤S101和步骤S102加入，原因是：聚丙烯吸油油值很低，加入全部的增塑剂会在高混的过程中形成很黏的面团，挤出造粒时无法进行喂料，因此需要在双螺杆挤出机第二个加热段开出一个注油孔，利用蠕动泵将增塑剂注入挤出机中进行混合造粒。添加增塑剂越多孔隙率越高，以提高膜丝的脱氨率。
[0011]S103：将步骤S102制得的颗粒在130
‑
165℃进行熔融并挤出得到中空纤维丝。
[0012]S104：将步骤S103制得的中空纤维丝进行拉伸，再酶解或酸洗，最后经水洗与晾干得到脱氨中空纤维膜丝。
[0013]其中，增塑剂选自柠檬酸三乙酯或甘油等。
[0014]其中，填充粉体选自玉米淀粉、水溶性淀粉、麦芽糊精或纳米碳酸钙等。
[0015]其中，润滑剂选自20号白油、柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二辛脂或费脱蜡等；优选为20白油，20号白油同时起到内润滑和外润滑的作用，用玉米淀粉作为填充粉体时作用尤其明显。
[0016]其中，偶联剂选自钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂等，优选为液状钛酸酯偶联剂，可在低温下对填充粉体进行改性。
[0017]其中，氨吸附剂选自磺基改性二氧化硅气溶胶或氟硅烷改性二氧化硅气溶胶等。
[0018]其中，柠檬酸三乙酯是聚丙烯、聚乙烯的增塑剂，同时也可以对淀粉起到润滑作用。
[0019]其中，填充粉体选自玉米淀粉、水溶性淀粉或麦芽糊精时，增塑剂为甘油，步骤S104中，拉伸后的处理工序为酶解。由于聚丙烯，聚乙烯吸油值很低，而玉米淀粉具有很高的吸油值，在成膜体系中可以添加更多的可溶性的甘油，从而使得中空纤维膜有更高的空
隙率，通过调整甘油和淀粉之间的比例可以控制膜孔径的大小。另外，在使用玉米淀粉、水溶性淀粉或麦芽糊精作为填充粉体时，若增塑剂选用甘油，在高温条件下甘油与玉米淀粉、水溶性淀粉或麦芽糊精反应制成热塑性淀粉，热塑性淀粉与聚丙烯有很好的相容性，可制成高强度膜丝；同时淀粉的比表面及更大，可以大幅提高脱氨膜的孔隙率。
[0020]其中，填充粉体为纳米碳酸钙时，增塑剂为柠檬酸三乙酯，步骤S104中，拉伸后的处理工序为酸洗。柠檬酸三乙酯是一种可生物降解和可微溶于水的有机物，在酸洗和水洗的过程中可以将其从膜丝里浸提出来，不需要酒精或七号汽油浸提出来，大大降低了投资成本及生产中的易燃易爆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：将聚丙烯15
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25重量份、聚乙烯3
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8重量份、增塑剂3
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8重量份、填充粉体50
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60重量份、偶联剂0.5
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2重量份、润滑剂2
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5重量份和氨吸附剂0.5
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3重量份在5
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25℃条件下高速混合制成混合粉料；S102：于挤出机中在120
‑
160℃条件下对混合粉料进行挤出制成颗粒，同时将增塑剂12
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17重量份从挤出机的加油孔注入挤出机中；S103：将步骤S102制得的颗粒在130
‑
165℃进行熔融并挤出得到中空纤维丝；S104：将步骤S103制得的中空纤维丝进行拉伸，再酶解或酸洗，最后经水洗与晾干得到脱氨中空纤维膜丝；所述增塑剂选自柠檬酸三乙酯或甘油；所述填充粉体选自玉米淀粉、水溶性淀粉、麦芽糊精或纳米碳酸钙；所述润滑剂选自20号白油、柠檬酸三乙酯、邻苯二甲酸二辛脂或费脱蜡；所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂；所述氨吸附剂选自磺基改性二氧化硅气溶胶或氟硅烷改性二氧化硅气溶胶；其中，所述填充粉体选自玉米淀粉、水溶性淀粉或麦芽糊精时，所述增塑剂为甘油，步骤S104中，拉伸后的处理工序为酶解；其中，所述填充粉体为纳米碳酸钙时，所述增塑剂为柠檬酸三乙酯，步骤S104中，拉伸后的处理工序为酸洗。2.根据权利要求1所述的中空纤维脱氨膜的膜丝的制备方法，其特征在于，在步骤S101中，按配比将聚丙烯、聚乙烯、填充粉体、氨吸附剂和润滑剂放入高混机中高速混合1
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2分钟，再加入偶联剂，继续混合4
‑
6分钟，最后加...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝国亮，李汉克，
申请(专利权)人：湖北美辰环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：