一種凈水器中空纖維超濾膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于凈水器中過濾高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種凈水器中空纖維超 濾膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 膜是具有選擇性分離功能的材料。利用膜的選擇性分離實現(xiàn)料液的不同組分的分 離、純化、濃縮的過程稱作膜分離技術(shù)。膜分離技術(shù)作為新型分離技術(shù)已廣泛應(yīng)用于氣體分 離、物料分離和水處理，其中水處理領(lǐng)域?qū)δぎa(chǎn)品的需求量最大，它與傳統(tǒng)過濾的不同在于 膜可以在分子范圍內(nèi)進行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助 劑。膜分離技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，并且不斷擴大，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。 在膜分離應(yīng)用領(lǐng)域中，聚氯乙烯（PVC)具有優(yōu)良的耐酸堿、耐高溫、耐菌類、價格低廉、原材 料易購等優(yōu)點，可制成中空纖維微濾膜和中空纖維超濾膜；聚氯乙烯膜（PVC)的過濾方式 分有內(nèi)壓式和外壓式，也可灌封成中空纖維管式膜組件和MBR簾布式膜組件。雖然聚氯乙 烯（PVC)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，具有諸多優(yōu)點，但聚氯乙烯（PVC)膜親水性差，通量較低，韌性較差 等問題限制了其在超濾膜、微濾膜領(lǐng)域的進一步發(fā)展。
[0003] 聚醚砜樹脂（PES)是一種特種工程塑料，由于其玻璃化溫度高，物化穩(wěn)定性好，可 制備的超濾膜耐壓，耐熱，耐氧化性均較高，生物相溶性也較其它的膜材料好。近幾年來，膜 分離技術(shù)發(fā)展迅猛，由聚醚砜（PES)制成的中空纖維膜已被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)，民用水處 理和水凈化，以及生物醫(yī)藥制品的過濾。特別是飲用水，飲料，酒類和各種生物醫(yī)藥制品的 凈化和純化，分離等方面的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種凈水器中空纖維超濾膜及其制備方 法，解決了現(xiàn)有聚氯乙烯制成的超濾膜親水性較差，通量較低，韌性較差的難題，通過聚氯 乙烯與聚醚砜樹脂按一定的比例制成超濾膜，得到性能比兩者單獨使用更優(yōu)異的超濾膜。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：
[0006] 一種凈水器中空纖維超濾膜，由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分組成：
[0007] 聚醚砜樹脂10-20%
[0008] 聚氯乙烯5-10%
[0009] 極性溶劑30-55%
[0010] 極性小分子成孔劑8-15%
[0011] 親水劑 6-10%
[0012] 優(yōu)選的，所述極性溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲亞砜。
[0013] 優(yōu)選的，所述極性小分子成孔劑為水、乙醇、乙二醇、異丙醇、甘油或丁醇。
[0014] 優(yōu)選的，所述親水劑為丙烯腈、苯乙烯中的一種或兩種混合。
[0015]優(yōu)選的，所述中空纖維超濾膜的膜表面孔徑0? 02-0. 05ym，壁厚0? 05-0. 2mm，內(nèi) 徑0. 2-0. 6mm，截留率> 99%，膜絲外徑0. 8-2.Omm，膜絲的拉斷強度為7. 0-10.OMPa，膜絲 的耐壓強度>I.OMPa。
[0016] -種凈水器中空纖維超濾膜的制備方法，包括如下步驟：
[0017] 步驟一：按照權(quán)利要求1所述的配方稱取各組分，將各組分投放于紡絲釜中，在 75_95°C下攪拌溶解8-10小時，制成混合均勻的紡絲鑄膜液，真空靜止脫泡并保持于所需 要的紡絲溫度40 - 95°C;
[0018] 步驟二：鑄膜液經(jīng)過紡絲機紡絲成真空纖維膜，然后浸入30-60°C去離子水凝固 浴中，得到中空纖維超濾膜；紡制出中空纖維超濾膜進行拉伸；
[0019] 步驟三：步驟二制備的聚醚砜與聚氯乙烯混合中空纖維膜超濾膜粗品在稀的無機 酸中浸泡除去膜絲中的極性小分子成孔劑，然后用65-75°C水中清洗除去殘留的有機溶劑， 最后，依次在乙醇和正己烷溶液中浸泡后，在70°C烘干。
[0020] 優(yōu)選的，所述極性小分子成孔劑為水、乙醇、乙二醇、二乙二醇、異丙醇、甘油或丁 醇。
[0021] 優(yōu)選的，所述凝固浴包括外凝固液和內(nèi)凝固液；所述外凝固液為純水，或是純水與 乙醇、異丙醇或乙二醇的混合液，且水的重量百分含量不小于75%;所述內(nèi)凝固液為純水， 或純水與極性溶劑二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲亞砜的混合液，所述混合液中水的 重量百分比含量為50-70 %。
[0022] 本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明通過聚氯乙烯與聚醚砜樹脂按一定的比例混合制備 的中空纖維超濾膜，相對它們單獨使用的情況下，親水性較好，通量大增，韌性較高。由于兩 者之間存在了協(xié)同的作用，得出的中空纖維超濾膜具有更加優(yōu)異的性能。
【具體實施方式】
[0023] 下面通過對實施例的描述，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人 員對本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理解。
[0024] 實施例1
[0025] 一種凈水器中空纖維超濾膜，由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分組成：
[0026] 聚醚砜樹脂20%
[0027] 聚氯乙烯10%
[0028] 極性溶劑55%
[0029] 極性小分子成孔劑8%
[0030] 親水劑7%
[0031] 具體的方法，包括如下步驟：
[0032] 步驟一：按上述的配方稱取各組分，將各組分投放于紡絲釜中，在95°C下攪拌溶 解10小時，制成混合均勻的紡絲鑄膜液，真空靜止脫泡并保持于所需要的紡絲溫度95°C;
[0033] 步驟二：鑄膜液經(jīng)過紡絲機紡絲成真空纖維膜，然后浸入60°C去離子水凝固浴 中，得到中空纖維超濾膜；紡制出中空纖維超濾膜進行拉伸；凝固浴包括外凝固液和內(nèi)凝 固液，外凝固液為純水與乙醇的混合液，且水的重量百分含量為80%;內(nèi)凝固液為純水與極 性溶劑二甲基乙酰胺的混合液，所述混合液中水的重量百分比含量為50%;
[0034] 步驟三：步驟二制備的聚醚砜與聚氯乙烯混合中空纖維膜超濾膜粗品在稀的無機 酸中浸泡除去膜絲中的極性小分子成孔劑，然后用70°C水中清洗除去殘留的有機溶劑，最 后，依次在乙醇和正己烷溶液中浸泡后，在70 °C烘干。
[0035] 實施例2
[0036] -種凈水器中空纖維超濾膜，由如下質(zhì)量百分數(shù)的組分組成：
[0037] 聚醚砜樹脂16%
[0038] 聚氯乙烯8%
[0039] 極性溶劑54%
[0040] 極性小分子成孔劑12%
[0041] 親水劑10%
[0042] 具體的制備方法，包括如下步驟：
[0043] 步驟一：按上述的配方稱取各組分，將各組分投放于紡絲釜中，在80°C下攪拌溶 解8小時，制成混合均勻的紡絲鑄膜液，真空靜止脫泡并保持于所需要的紡絲溫度80°C;
[0044] 步驟二：鑄膜液經(jīng)過紡絲機紡絲成真空纖維膜，然后浸入50°C去離子水凝固浴 中，得到中空纖維超濾