一種中空纖維復(fù)合納濾膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分離膜技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種中空纖維復(fù)合納濾膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中空纖維膜是最近迅猛發(fā)展的具有優(yōu)異分離特性的分離膜。中空纖維膜所應(yīng)用的領(lǐng)域越來(lái)越廣，是特種纖維中的重要組成部分，受到科研工作者和工程技術(shù)人員的青睞。目前，中空纖維膜在市場(chǎng)上占有率明顯上升，中空纖維膜是一種極細(xì)的空心膜管，與其它形式的膜相比，中空纖維膜具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0003](1)單位體積有效膜表面積高。由于中空纖維直徑小，在膜組件中可以緊密排列，所以中空纖維膜組件裝填密度高，單位體積產(chǎn)水量大。
[0004](2)中空纖維膜本身不需要支撐材料即可耐受很高的壓力，節(jié)省了支撐材料，使加工簡(jiǎn)化，費(fèi)用降低。
[0005](3)膜器或組件的制備方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可制成不同規(guī)格、成本低、體積小和質(zhì)量輕的膜分離裝置。
[0006](4)組件通過(guò)鼓氣的方法很容易檢漏并加以修補(bǔ)，而平板膜及卷式膜則不易檢漏。
[0007](5)中空纖維膜的裝填密度大，比表面積為管式膜的30倍、平板膜的20倍、
[0008]卷式膜的15倍，分離效率高，占地少。
[0009]中空纖維復(fù)合納濾膜是在中空纖維超濾膜的內(nèi)/外表面覆蓋有致密薄功能層，其中超濾膜僅起機(jī)械支撐的作用，而功能層起到過(guò)濾作用。中空纖維復(fù)合膜的制備方法目前報(bào)道的有共紡絲、輻照接枝和界面聚合等方法。其中，共紡絲得到的中空纖維復(fù)合膜的功能層較厚，且共紡絲過(guò)程中需要同時(shí)得到均勻但結(jié)構(gòu)不同(支撐層孔大；功能層致密)的兩層，工藝?yán)щy，不易工業(yè)化。輻照接枝制備復(fù)合膜的方法一般接枝率不高，且接枝鏈易脫落。界面聚合法得到的聚酰胺功能層極薄< 0.5 μ m，因此透水阻力較小，水通量較大。相比于復(fù)合卷式膜，中空纖維復(fù)合膜能夠?qū)崿F(xiàn)抗污染性和耐沖洗性提高，膜的抗壓強(qiáng)度高與拉伸強(qiáng)度很高，中空纖維膜可以做得很細(xì)，這樣做成組件之后的中空纖維膜裝填密度高，相同單位體積內(nèi)納濾膜的有效過(guò)濾面積更大。中空纖維膜可以大幅提升了單位體積內(nèi)有效膜面積，且自支撐的膜結(jié)構(gòu)使得反洗成為可能，有效提升膜的抗污染能力。
[0010]常用超薄皮層采用界面涂敷法:中國(guó)專(zhuān)利200510014733.1公開(kāi)了以聚砜或者聚偏氟乙烯超濾膜為基膜，表面浸涂聚丙烯酸氨基酯類(lèi)聚合物水溶液，然后通過(guò)β射線輻照交聯(lián)制備復(fù)合納濾膜的方法；中國(guó)專(zhuān)利02103752.3公開(kāi)了采用超濾膜為膜基體，通過(guò)合成、精制、涂膜和交聯(lián)工藝制作納濾復(fù)合膜的方法。還有界面聚合法:中國(guó)專(zhuān)利200710172172.7公開(kāi)了利用多孔支撐膜上通過(guò)多元醇與多元酰氯界面聚合芳香聚酯功能皮層制備聚酯復(fù)合納濾膜的方法；中國(guó)專(zhuān)利200410098783.8公開(kāi)了一種由聚酰胺大分子與多元酸、多元異氰酸酯和元酰氯在多孔支撐體上界面聚合制備納濾膜的技術(shù)；中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00410068154.0公開(kāi)了一種在多孔支撐膜上進(jìn)行多元胺與改性芳香多元酰氯界面縮聚反應(yīng)形成超薄芳香聚酰胺功能膜的方法；中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00710160239.5公開(kāi)了一種交聯(lián)超支化聚合物復(fù)合納濾膜及其制備方法，該納濾膜是以一超濾膜為基膜、以交聯(lián)超支化聚合物為選擇層、通過(guò)超支化聚合物與多元酸、多元酰氯、多元酐、多元胺的界面聚合
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[0011]但是，目前商業(yè)化生產(chǎn)的復(fù)合納濾膜仍然存在品種單一、性能偏低、無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用需求等問(wèn)題。
[0012]因而，制備新型尚性能復(fù)合納濾I旲，對(duì)于增加納濾I旲品種、提尚納濾I旲性能、滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芗{濾膜材料的需求均具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種原料易得、價(jià)格低廉、選擇分離性能優(yōu)越的中空纖維復(fù)合納濾膜及其制備方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問(wèn)題。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0015]—種中空纖維復(fù)合納濾膜的制備方法，步驟如下:
[0016](1)將泡在純水中的中空纖維基膜組件晾曬至無(wú)水滴滴下，用具有過(guò)濾裝置的空氣壓縮機(jī)吹掃3-5min ；
[0017](2)涂水相溶液:將中空纖維基膜組件安裝在涂膜機(jī)上，然后使水相溶液從中空纖維基膜組件一端進(jìn)入，從另一端留流出，循環(huán)涂覆5-40秒，取下中空纖維基膜組件晾曬5-10分鐘，然后用具有過(guò)濾裝置的空氣壓縮機(jī)吹掃3-5分鐘；
[0018](3)涂有機(jī)相溶液:將步驟(2)的中空纖維基膜組件安裝在涂膜機(jī)上，然后使有機(jī)相溶液從中空纖維基膜組件一端進(jìn)入，從另一端留流出，循環(huán)涂覆5-30秒，取下中空纖維基膜組件晾曬1-5分鐘，然后用具有過(guò)濾裝置的空氣壓縮機(jī)吹掃1-3分鐘；
[0019](4)將經(jīng)過(guò)上述步驟后的中空纖維基膜組件晾曬15-30分鐘，放在純水中保存即得。
[0020]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述中空纖維基膜組件的材料采用聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)或聚偏氟乙烯(PVDF)。
[0021]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的水相溶液的組分按照質(zhì)量百分比分別為:水95-99%、多胺 0.01-3%、添加劑 0.01-3%。
[0022]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述多胺采用哌嗪、間苯二胺、均苯二胺、鄰苯二胺或多如肢。
[0023]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的添加劑采用三乙胺、氫氧化鈉、十二烷基硫酸鈉、乙二胺、氯化鋰、Ti02納米粒子、S1 2納米粒子、甲殼素納米晶、納米有機(jī)硅、有機(jī)碳納米管或芘衍生物納米粒子。
[0024]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的有機(jī)相溶液的組分按照質(zhì)量百分比分別為:有機(jī)溶劑95-99 %、酰氯1-5 %。
[0025]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述有機(jī)溶劑采用正己烷、正庚烷、氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或甲基吡咯烷酮。
[0026]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的酰氯采用均苯三甲酰氯、間苯二甲酰氯或?qū)Ρ蕉柞Ｂ取?br>[0027]根據(jù)上述方法制得中空纖維復(fù)合納濾膜。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0029]常規(guī)的納濾膜對(duì)單價(jià)鹽如NaCl的截留率通常低于70 %，二價(jià)鹽或多價(jià)鹽截留率通常在90%以上，本發(fā)明所制備的復(fù)合納濾膜纖維內(nèi)外徑:0.65-0.85mm/1.0-1.5mm ；1.0g/L的MgS04截留率:50%?80% ；0.5g/L的NaCl截留率:13%?50% ;純水通量??大于30L/m2.h(測(cè)試條件:室溫、0.7MPa)。保留的大部分有益離子，所制得的水相比更符合人體所需的離子要求。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]實(shí)施例1
[0032]本發(fā)明實(shí)施例中，一種中空纖維復(fù)合納濾膜的制備方法，步驟如下:
[0033](1)將聚砜超濾膜中空纖維基膜組件從純水中取出，晾曬至無(wú)水滴滴下為止，用具有過(guò)濾裝置的空氣壓縮機(jī)吹掃3min。
[0034](2)涂水相溶液:將聚砜超濾膜中空纖維基膜組件安裝在涂膜機(jī)上，然后使水相溶液從膜組件一端進(jìn)入，從另一端留流出，循環(huán)涂覆10秒，取下聚砜超濾膜中空纖維基膜組件晾曬5分鐘，最后用具有過(guò)濾裝置的空氣壓縮機(jī)吹掃3分鐘。所述的水相溶液由水、哌嗪和三乙胺組成，其重量含量為:水96.93%、哌嗪0.07%、三乙胺3%。
[0035](3)涂有機(jī)相溶液:將步驟(2)的聚砜超濾膜中空纖維