本发明专利技术公开了一种膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法。该方法是将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂混合，压坯，将毛坯通过带有锥体模和口模的推压机挤出形成聚四氟乙烯中空管，然后将聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸和烧结热定型得到膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜。加工的聚四氟乙烯中空纤维膜为不对称结构，外层平均孔径为0.10～1.0微米，内层平均孔径为5.0～20微米，壁厚为0.1～0.5毫米，泡点压力为0.5～2.0公斤力/平方厘米，耐水压为1.5～6公斤力/平方厘米，本发明专利技术主要用于膜蒸馏分离过程，可用于海水淡化、工业废水处理和食品和生物制品的低温浓缩等领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及中空纤维膜的制备方法，具体涉及。
技术介绍
膜蒸馏技术是一种以疏水性微孔膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的新型膜分离技术。由于膜蒸馏技术具有能排斥溶液中不挥发性物质(如离子、大分子和固体颗粒等)、操作压力低于反渗透、设备简单、对原水水质要求低、仅有水蒸气透过膜孔、产水水质纯度高等优点，可用于海水淡化、工业废水的深度回用处理以及食品、生物制品的浓缩与结晶等诸多方面。在膜蒸馏中，疏水性微孔膜材料的选择是关键。聚四氟乙烯(PTFE)是一种对酸、碱、有机溶剂以及高温环境等具有良好耐受性的超疏水膜材料。采用聚四氟乙烯材料制备的中空纤维膜因其膜丝强度高、柔韧性好、孔隙率高、装填密度高、占地面积小、易清洗等优点，在超微滤、膜蒸馏、膜吸收和膜生物反应器等膜分离过程中广泛应用。专利CN102284251A通过在聚酯(PET)纤维编织管支撑体上连续包缠聚四氟乙烯平板膜的方法制备聚四氟乙烯中空纤维膜，但该法采用疏水性较差的PET纤维编织管作为支撑体，在长时间高温蒸馏过程中，PET纤维编织管易被水润湿，从而导致膜蒸馏产水质量大大下降。专利(公开号CN202129031U)采用在孔径范围O. 5 2 μ m的聚四氟乙烯中空纤维支撑体外壁包缠孔径范围为O. 02 O. 5μπι微孔聚四氟乙烯膜层的方法制备聚四氟乙烯中空纤维膜，主要用于微滤膜分离且工艺复杂，对设备要求高。Huang等采用凝胶纺丝法制备了聚四氟乙烯/碳酸钙复合中空纤维膜。由于在聚四氟乙烯中空纤维膜中掺杂了亲水性的碳酸隹丐，降低了聚四氟乙烯/碳酸I丐复合中空纤维膜的疏水性能(Huang QL, Xiao CF, Hu XY.Preparation and Properties of Polytetrafluoroethylene/CaCO3 Hybrid Hollow FiberMembranes. Journal of Applied Polymer Science 2012,123:324 - 330)。在聚四氟乙烯中空纤维膜的制备过程中，一般是首先制备聚四氟乙烯中空管，再将聚四氟乙烯中空管进行纵向拉伸和烧结热定型。在聚四氟乙烯中空管挤出过程中推压机中的锥体模锥角和口模长径比至关重要。推压机中锥体模锥角增大，推压机对聚四氟乙烯的剪切应力增加，增大剪切应力有利于聚四氟乙烯的纤维化；口模长径比的增加会增大推压时的阻力。一般情况下，锥体模锥角为20°或30°，口模长径比(L/D)为8 10时有利于聚四氟乙烯中空管顺利挤出。(氟塑料加工与应用，钱知勉包永忠主编，化学工业出版社2010 年，P153)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法是通过将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂混合，压坯，将毛坯通过带有特殊规格的锥体模和口模的推压机挤出聚四氟乙烯中空管。然后将聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉3伸和烧结热定型，得到一种不对称结构的聚四氟乙烯中空纤维膜，主要用于膜蒸馏分离过程。本专利技术采用的技术方案的步骤如下a)混料选择聚四氟乙烯分散树脂粉末，将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂按质量比1:0. 22 O. 40混合均匀，在20 40°C静置60 80小时，使聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；b)压坯与挤出将a)步骤中的聚四氟乙烯物料在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将圆柱形毛坯通过带有锥体模和口模的推压机，在100 200°C下挤出形成聚四氟乙烯中空管，挤出速度为100 300厘米/分钟；c )纵向拉伸将b )步骤中的聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯中空纤维膜，拉伸倍数为O. 5 2倍，烘箱温度为250 320°C ；d)聚四氟乙烯中空纤维膜烧结热定型将c)步骤中的聚四氟乙烯中空纤维膜置于烘箱进行烧结热定型，烘箱温度为320 400°C，烧结时间为20 80秒，制备出膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜。2、根据权利要求I所述的，其特征在于所述a)步骤中聚四氟乙烯分散树脂粉末的分子量为200 1000万，所述的助挤剂为液态石蜡、石油醚或煤油。3、根据权利要求I所述的，其特征在于所述b)步骤中的锥体模的锥角Θ为35° 60°。4、根据权利要求I所述的，其特征在于所述b)步骤中的口模长径比L/D为11 20，权利要求1.，其特征在于，包括以下步骤a)混料选择聚四氟乙烯分散树脂粉末，将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂按质量比1:0. 22 O. 40混合均匀，在20 40°C静置60 80小时，使聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；b)压坯与挤出将a)步骤中的聚四氟乙烯物料在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将圆柱形毛坯通过带有锥体模和口模的推压机，在100 200°C下挤出形成聚四氟乙烯中空管，挤出速度为100 300厘米/分钟；c )纵向拉伸将b )步骤中的聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯中空纤维膜，拉伸倍数为O. 5 2倍，烘箱温度为250 320°C ；d)聚四氟乙烯中空纤维膜烧结热定型将c)步骤中的聚四氟乙烯中空纤维膜置于烘箱进行烧结热定型，烘箱温度为320 400°C，烧结时间为20 80秒，制备出膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜。2.根据权利要求I所述的，其特征在于所述a)步骤中聚四氟乙烯分散树脂粉末的分子量为200 1000万，所述的助挤剂为液态石蜡、石油醚或煤油。3.根据权利要求I所述的，其特征在于所述b)步骤中的锥体模的锥角Θ为35° 60°。4.根据权利要求I所述的，其特征在于所述b)步骤中的口模长径比L/D为11 20，全文摘要本专利技术公开了。该方法是将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂混合，压坯，将毛坯通过带有锥体模和口模的推压机挤出形成聚四氟乙烯中空管，然后将聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸和烧结热定型得到膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜。加工的聚四氟乙烯中空纤维膜为不对称结构，外层平均孔径为0.10～1.0微米，内层平均孔径为5.0～20微米，壁厚为0.1～0.5毫米，泡点压力为0.5～2.0公斤力/平方厘米，耐水压为1.5～6公斤力/平方厘米，本专利技术主要用于膜蒸馏分离过程，可用于海水淡化、工业废水处理和食品和生物制品的低温浓缩等领域。文档编号B01D67/00GK102941025SQ201210470640公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日专利技术者朱海霖, 郭玉海, 王峰, 张华鹏, 李玖明, 陈建勇, 唐红艳 申请人:浙江理工大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a）混料：选择聚四氟乙烯分散树脂粉末，将聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂按质量比1:0.22～0.40混合均匀，在20～40℃静置60～80小时，使聚四氟乙烯分散树脂粉末与助挤剂充分混合，形成聚四氟乙烯物料；b）压坯与挤出：将a）步骤中的聚四氟乙烯物料在压坯机上压制成圆柱形毛坯，将圆柱形毛坯通过带有锥体模和口模的推压机，在100～200℃下挤出形成聚四氟乙烯中空管，挤出速度为100～300厘米/分钟；c）纵向拉伸：将b）步骤中的聚四氟乙烯中空管在烘箱中进行纵向拉伸，形成聚四氟乙烯中空纤维膜，拉伸倍数为0.5～2倍，烘箱温度为250～320℃；d）聚四氟乙烯中空纤维膜烧结热定型：将c）步骤中的聚四氟乙烯中空纤维膜置于烘箱进行烧结热定型，烘箱温度为320～400℃，烧结时间为20～80秒，制备出膜蒸馏用聚四氟乙烯中空纤维膜。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱海霖，郭玉海，王峰，张华鹏，李玖明，陈建勇，唐红艳，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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