【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜，具体为一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法。
技术介绍
1、石油化学及制药行业是国民经济的支柱产业之一。在这些行业中，物料的分离与纯化、药物提纯与精制、溶剂回收等过程主要采用传统的蒸馏、精馏、结晶等方法，能耗大、成本高，通常占到总投资与能耗成本的40-70%。膜分离技术是一项新型的技术，不涉及相变，能够利用简单的物理筛分将物质进行高精度分离，已在水资源回收利用、海水淡化发挥了重大的贡献。将膜分离技术应用于有机溶剂体系的物料分离及纯化，降低能耗，实现可持续发展是大势所趋。但与水体系应用不同，在有机溶剂中使用，膜材料除了要求具有高的渗透分离特性外，还需具有强健的耐溶剂性能。聚酮(pk)是一种新的绿色环保型聚合物，它由一氧化碳和烯烃(乙烯，丙烯)聚合而成，是一种性能优异的工程塑料。pk膜有着成本低、亲水性好、耐化学性好、耐高温、机械性能好的特点。但是由于该类聚合物所具有的高耐热和耐溶剂性能，在溶液成型加工成膜方面具有一定的困难，目前所有的聚酮膜大都通过熔融注塑制备而成。但通过熔融挤出后拉伸的膜存在结构难以调控的问题，渗透选择性均不高，难以适应与目前石油和化学工业、制药行业中所需的物料高效的分离。
2、
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于设计提供一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法的技术方案，通过采用混合稀释剂来调控聚酮在高温情况下的溶解性，使其能够发生高度的液液相分离，从而在膜本体中形式高度连续的三维网状贯通结构，从
2、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
3、1）在180-240℃下，将20-40份聚酮溶解在60-80份由良溶剂和不良溶剂组成的混合稀释剂中，溶解均匀后脱泡获得铸膜液；
4、2）将铸膜液和芯液经过喷丝头挤出成中空纤维膜胚，直接进入多级浴中发生相分离并固化成型，多级浴浴由不同温度梯度的三级串联溶剂浴组成，先是低温冷却浴，然后进入中温表面清洗浴，最后进行高温热处理浴，得中空纤维膜丝；
5、3）将中空纤维膜丝放置在水中清洗，然后用萃取剂将稀释剂清洗出去，清洗晾干后，即得聚酮中空纤维膜。
6、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：溶解温度为200-230℃，优选210-220℃；聚酮25-35份、稀释剂65-75份。
7、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述聚酮为聚酮均聚物和聚酮共聚物，分子量为1.5万-3万，优选分子量2万-2.5万。
8、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述良溶剂为聚乙二醇200、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二甘醇、碳酸二苯酯、二甲基亚砜中的一种，所述不良溶剂为三醋酸甘油酯、聚乙二醇600、柠檬酸二丁酯、柠檬酸三乙酯、二苯基甲烷中的一种。
9、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述稀释剂由良溶剂60-90份、不良溶剂10-40份组成，优选良溶剂70-80份、不良溶剂20-30份。
10、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：所述喷丝头内孔直径为0.4-0.7毫米，聚酮料液的挤出直径为1.0-1.3毫米，狭缝的尺寸控制不低于0.3毫米；所述挤出芯液为聚乙二醇400、二甘醇、碳酸丙烯酯、二甲基砜中的至少一种。
11、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：挤出的中空纤维膜胚先经过空气段后，再进入低温冷却浴，所述空气浴段长度0-10厘米，优选2-5厘米。
12、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：所述多级浴由不同温度梯度的三级串联溶剂浴组成，第一级溶剂浴为-10～10℃的90份甘油和10份水组成的混合物、聚乙二醇200、丙三醇、聚丙三醇中的至少一种，第二级溶剂浴为40～50℃的乙醇、甲醇、乙酸乙酯中的至少一种，第三级溶剂浴为100～150℃的二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、甲基乙烯基硅油中的一种。
13、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤3）中：所述萃取剂为55℃～65℃的工业酒精，温度优选60℃～62℃。
14、所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于：第一级溶剂浴的温度为-5～8℃，优选0～4℃；第二级溶剂浴的温度为43～46℃，第三级溶剂浴的温度为120～130℃。
15、上述一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，通过选择合适的稀释剂高温溶解聚酮解决其溶解难题获得铸膜液，使其具有成膜性能。本专利技术所采用的聚合物、添加剂、溶剂或稀释剂均根据hansen相互作用理论进行的优选，重点考虑这些材料的相容性，以防止缺陷的出现。此外，本专利技术中所设定各个组分的添加量、分子量、浓度、类型等参数限定，是根据聚酮溶液的热力学稳定性作为考虑考量对象。热力学稳定是制备出高性能中空纤维膜的前提条件。
16、本专利技术利用热致相的高温溶解方法先将聚酮溶解均匀，以实现挤出成型。本专利技术利用由良溶剂和不良溶剂组成的混合稀释剂调控聚酮的液液相分离程度和速度，使本体具有三维高贯通性的结构，从而获得高渗透性，解决当前膜分离存在的效率低问题。众所周知，在热致相分离工艺制膜，稀释剂的选择尤为重要，它直接影响膜的本体结构，使膜的渗透和机械性能具有显著的差异性，从而影响膜材料在实际工况中的应用性能。当前针对聚酮的稀释剂体系都是单一体系，主要为液固分相机理，即在降温的过程中，聚酮直接从聚酮溶液中稀出来，难以与稀释剂体系形成一个互穿网络结构，而是单独的聚集态网络结构，贯穿性低，强度低，使得性能不佳。本专利技术采用良溶剂和不良溶剂组合形成混合稀释剂，良溶剂可以解决聚酮在高温下溶解性，从而获得均匀透明溶液，保证溶液的挤出性能；不良溶剂可以调控聚酮的相分离行为，使其在高温条件下能够发生较好的液液相分离行为，即聚酮还在熔融状态时，通过不良溶剂使其发生相分离，可以使聚酮与稀释剂在液体状态下形成互相交融的互穿结构，在进一步降温的过程中实现固化，从而获得双连续且具有高贯通性的三维网络结构，从而赋予膜具有高渗透性能。而且，根据使用的不良溶剂的种类和浓度，可以调控聚酮溶液的相分离程度和速度，以调控三维网络的互穿程度，获得具有高孔隙率的聚酮膜，实现了其在溶剂体系中的高效渗透性。
17、本专利技术进一步通过具有温度梯度的多级浴的调控膜表面的孔径，以赋予膜高的分离精度。在热致相分离制备中空纤维膜过程中，为实现膜的分离精度，皮层的孔道结构调控极为重要，而孔道结构与聚合物在表面的浓度息息相关。正常情况下，外冷却第一级低温本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：溶解温度为200-230℃，优选210-220℃；聚酮25-35份、稀释剂65-75份。
3.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述聚酮为聚酮均聚物和聚酮共聚物，分子量为1.5万-3万，优选分子量2万-2.5万。
4.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述良溶剂为聚乙二醇200、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二甘醇、碳酸二苯酯、二甲基亚砜中的一种，所述不良溶剂为三醋酸甘油酯、聚乙二醇600、柠檬酸二丁酯、柠檬酸三乙酯、二苯基甲烷中的一种。
5.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述混合稀释剂由良溶剂60-90份、不良溶剂10-40份组成，优选良溶剂70-80份、不良溶剂20-30份。
6.如权利要求1所述的
7.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：挤出的中空纤维膜胚先经过空气段后，再进入第一级低温冷却浴，所述空气浴段长度0-10厘米，优选2-5厘米。
8.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：所述多级浴由不同温度梯度的三级串联溶剂浴组成，第一级溶剂浴为-10～10℃的90份甘油和10份水组成的混合物、聚乙二醇200、丙三醇、聚丙三醇中的至少一种，第二级溶剂浴为40～50℃的乙醇、甲醇、乙酸乙酯中的至少一种，第三级溶剂浴为100～150℃的二甲基硅油、二乙基硅油、苯甲基硅油、甲基乙烯基硅油中的一种。
9.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤3）中：所述萃取剂为55℃～65℃的工业酒精，温度优选60℃～62℃。
10.如权利要求8所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于：第一级溶剂浴的温度为-5～8℃，优选0～4℃；第二级溶剂浴的温度为43～46℃，第三级溶剂浴的温度为120～130℃。
...【技术特征摘要】
1.一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：溶解温度为200-230℃，优选210-220℃；聚酮25-35份、稀释剂65-75份。
3.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述聚酮为聚酮均聚物和聚酮共聚物，分子量为1.5万-3万，优选分子量2万-2.5万。
4.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述良溶剂为聚乙二醇200、碳酸丙烯酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、二甘醇、碳酸二苯酯、二甲基亚砜中的一种，所述不良溶剂为三醋酸甘油酯、聚乙二醇600、柠檬酸二丁酯、柠檬酸三乙酯、二苯基甲烷中的一种。
5.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤1）中：所述混合稀释剂由良溶剂60-90份、不良溶剂10-40份组成，优选良溶剂70-80份、不良溶剂20-30份。
6.如权利要求1所述的一种高渗透选择性聚酮中空纤维膜的制备方法，其特征在于步骤2）中：所述喷丝头内孔直径为0.4-0.7毫米，聚酮料液的挤出直...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾雄辉，方传杰，胡俊辉，安康，王瑞森，
申请(专利权)人：阿克菲姆膜材嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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