一種中空纖維膜的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種中空纖維膜的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯乙烯（PVC)是最早工業(yè)化，產(chǎn)量位居第二的通用塑料，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定 性、耐輻射性、機械強度、耐熱性和耐酸堿性等特性，PVC最顯著的優(yōu)點是價格比上述材料 都低（約為PVDF的七分之一），在我國研究比較成熟，品種廣泛，這使其首先具備了降 低膜成本的潛力。但PVC膜也存在不容忽視的缺點，PVC膜表面能低，導(dǎo)致了膜的親水性較 差，使膜的水通量有所下降，且PVC膜熱穩(wěn)定性欠佳，導(dǎo)致加工性能惡化，硬而脆，沖擊強 度低，耐老化性、耐寒性差，以上弊端使得其應(yīng)用受到了限制。因此，對PVC膜進行親水性 改性，增韌改性研究，增加膜的水通量，增強其分離性能和抗污染性能，得到高強、高韌、親 水的PVC材料是研究的重點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為了提供一種中空纖維膜的制備工藝，由該工藝制備的中空纖維 膜克服了現(xiàn)有聚氯乙烯中空纖維膜易于被膠體、油、蛋白質(zhì)等有機物污染，清洗難及清洗頻 率高，操作壓力高等難題，并且本發(fā)明制備的中空纖維膜水通量高、抗污染性強、強度高。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括以下步驟：
[0005] a、制備包括如下重量百分數(shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：
[0006] 聚氯乙烯樹脂 10-30% 極性溶劑 40-60% 乙酸乙烯酯 1%-2% 分散劑 0.6%-8% 添加劑 5-20%
[0007] 納米級氧化鋁和碳酸鈣 0.1-3%
[0008] 其中，極性溶劑為N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或N-甲基 吡咯烷酮中的一種或者是多種的組合；
[0009] 添加劑為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙二醇、乙二醇甲醚、丙酮、乙醇等有機制孔 劑的一種或多種；
[0010] 分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉或檸檬酸的一種或者多種的組合；
[0011] b、將制備的聚氯乙烯鑄膜液放于紡絲釜中，聚氯乙烯鑄膜液通過噴絲頭經(jīng)一段干 紡程后進入凝固浴中凝固成型，制成初生聚氯乙烯中空纖維膜；
[0012] c、將初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗；
[0013] d、清洗后的初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干，并浸泡在含甘油的混合溶 液中；
[0014] e、最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干。
[0015] 上述步驟a中制備聚氯乙烯鑄膜液的步驟為：
[0016] I、將聚氯乙烯樹脂溶解于極性溶劑；
[0017] II、先后加入乙酸乙烯酯、納米氧化鋁與碳酸鈣、分散劑、添加劑，在50-80°C溫度 控制下攪拌溶解l〇_16h，至納米氧化鋁和碳酸鈣顆粒均勻分散于溶液中，制成均勻的聚氯 乙烯鑄膜液。
[0018] III、將上述制成的聚氯乙烯鑄膜液在50-80°C下靜止放置1-3天脫泡。
[0019] 上述步驟b中紡絲的工藝條件為：紡絲環(huán)境溫度為20-35°C，濕度為38-75%，擠出 速度為l_5mL/min，拉伸速度為4-20m/min，干紡程為10-25cm，凝固浴為40-70°C的水。
[0020] 上述步驟C中初生聚氯乙烯中空纖維膜在流動純水中清洗1?4h。
[0021] 上述步驟d中初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干后浸泡在含重量百分比 5-15%甘油的混合溶液中5-10h。
[0022] 本發(fā)明具有積極的效果：（1)本發(fā)明加入的乙酸乙酯和分散劑，使得納米氧化鋁 和碳酸鈣粒子在鑄膜液分散性能好，不易發(fā)生團聚現(xiàn)象，親水性納米氧化鋁的加入有效改 善了聚氯乙烯膜的親水性，使得膜的水通量增加、抗污染性強，大大降低了超濾膜在應(yīng)用 條件中的操作壓力和化學(xué)清洗頻率，納米碳酸鈣粒子較細、比表面積大，具有較高表面能， 納米CaC03的加入可以改善聚氯乙烯膜的力學(xué)性能、加工性能、耐熱性和尺寸穩(wěn)定性，兩 種納米粒子的混合改性，使得聚氯乙烯膜抗污染性和強度都有所提高，具有廣泛良好的 運用前景；（2)本發(fā)明制備而得的聚氯乙烯中空纖維膜的膜絲外徑為0. 3-1. 0mm，內(nèi)徑為 0. 1-1. 0mm，截留分子量為1000-20000道爾頓的聚乙二醇，截留率達10-100%，接觸角為 15-55°，在0. lMPa，25°C下純水通量可達300-600L/m2h，膜絲的拉伸強度為0. 5-5MPa，對 金黃色葡萄球菌的抑菌率> 85. 00%，對大腸桿菌的抑菌率> 85. 00%。
【具體實施方式】
[0023] (實施例一）
[0024] 本發(fā)明包括以下步驟：
[0025] a、制備包括如下重量百分數(shù)組分的聚氯乙烯鑄膜液：
[0026] 將3g的聚氯乙烯（PVC)溶入27gN，N_二甲基乙酰胺中，然后先后加入0.075g乙 酸乙烯酯，0. 6g納米氧化鋁（A1203)粉末和0. 6g納米碳酸鈣（CaC03)，0. 5g的分散劑六偏 磷酸鈉和2. Og的添加劑聚乙烯吡咯烷酮（PVP)，均勻攪拌12小時，使得納米粒子均勻分散 于溶液中，密封靜置2天脫泡，溫度保持于紡絲所需溫度70°C。
[0027] b、制成初生聚氯乙烯中空纖維膜：
[0028] 將脫泡后的鑄膜液投入紡絲釜，在壓力為0· 2MPa的情況下紡絲，聚氯乙烯鑄膜液 在擠出速度為lml/min下通過噴絲頭經(jīng)過IOcm的干紡程后直接經(jīng)過55°C的純水凝固浴中 發(fā)生相轉(zhuǎn)化形成初生聚氯乙烯中空纖維膜，紡絲的牽伸速度為4m/min。
[0029] c、將上述初生聚氯乙烯中空纖維膜用離心設(shè)備甩干后在含重量百分比5%甘油的 混合溶液中浸泡6h，最后取出離心設(shè)備甩干部分水分后再用烘箱烘干后待用。
[0030] 對所制備的聚氯乙烯中空纖維膜進行表征，其主要性能參數(shù)為：聚氯乙烯中空纖 維膜外徑為0. 3mm，內(nèi)徑為0. 1mm，孔徑為0. 008 μ m。對分子量為10000道爾頓的聚乙二醇 的截留率為80%，接觸角為45°，在25°C，0,1MPa下的純水通量為450L/m2h，拉伸強度為 IMPa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率為90. 80%，對大腸桿菌的抑菌率為89. 00%。
[0031] (實施例二）
[0032] 本發(fā)明將納米級氧化鋁和碳酸鈣的投入量由鑄膜液總量的1. 5%降低為1. 00%， 其余的同實施例1。對所制備的聚氯乙烯中空纖維