CN111603949A - 一种尼龙膜及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尼龙膜，包括尼龙层，所述尼龙层包括实体部分及孔状的空心部分，所述孔状的空心部分与实体部分共边缘，所述实体部分包括若干块状的尼龙颗粒，相邻块状尼龙颗粒之间通过黏连段连接，进而在尼龙层整体空间内形成网状结构，其中黏连段的黏连宽度不大于黏连两端块状尼龙颗粒粒径的二分之一；且所述孔状的空心部分在尼龙层整体空间内形成无规则状流道，所述尼龙膜的比表面积设置在5㎡/g‑15㎡/g之间。本发明所要达到的目的是提供一种兼顾高流速、长寿命以及高拉伸强度和剥离强度的尼龙膜及其制备方法和应用。

Description

一种尼龙膜及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种微孔过滤膜，特别是一种尼龙膜及其制备方法和应用。

背景技术

尼龙膜是一种常用的微孔过滤膜，其材料为尼龙，因此又称为聚酰胺微孔过滤膜。具有良好的亲水性，耐适当浓度的酸碱，不仅能够在含有酸碱性的水溶液中使用，亦适用于含有机溶剂中使用，例醇类、烃类、醚类、酯类、酮类，苯和苯的同系物，二甲基甲酰胺，二甲基亚砜等等，是适用范围最广的微孔滤膜之一。

作为过滤膜来说，其最主要的功能是需要能够起到过滤的效果，物理截留就是尼龙微孔过滤膜的主要过滤手段，能够将粒径大于其过滤孔孔径的杂质截留在尼龙膜的进液侧，以实现过滤效果。因此如滤液中的杂质粒径较小时，就需要使用过滤孔孔径更小的尼龙膜才能达到过滤效果，因此提高了生产工艺的复杂程度以及难度。从另一方面来说，除了较大粒径的杂质被截留在尼龙膜的进液侧外，待过滤流体中还会存在一些较小粒径的物质随着流体进入了尼龙膜的内部，但由于尼龙膜整体为多孔结构，因此在其表面和内部拥有着复杂的流道，并且由于成型工艺的关系这些流道表面都是不规则的，所以具有较大的表面积。这样在流体经过尼龙膜时，流体内粒径较小的物质很容易就会被吸附在流道的表面，一方面降低了流体的浓度，另一方面随着过滤时间的增加，流道的表面吸附有越来越多的物质，导致流道变窄，甚至堵死，影响过滤时的流速等性能，降低尼龙膜微孔过滤膜的有效使用寿命。

在现有技术中，公开号为US7770739的美国专利，公开了一种制造膜的方法和所得的膜，一种孔径为约0.02至约10微米的微孔聚合物结构，包括从第一主表面到第二主表面的孔隙率的不对称梯度；其中第一和第二主表面是无表皮的，其中该结构基本上没有大孔和丝状网，并且在紧密侧上具有大于10％的表面孔隙率，并且其中聚合物结构由选自组中的材料形成，由聚酰胺组成。在其说明书附图中，通过观察不难发现，其表面及内部结构不规则，同时其内部流道错乱复杂导致其内表面积相对较大，容易使滤液中小粒径物质吸附从而影响整个膜的流速，影响有效使用寿命。

发明内容

本发明所要达到的目的是提供一种兼顾流速以及拉伸强度的尼龙膜及其制备方法和应用。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种尼龙膜，包括尼龙层，所述尼龙层包括实体部分及孔状的空心部分，所述孔状的空心部分与实体部分共边缘，所述实体部分包括若干块状的尼龙颗粒，相邻块状尼龙颗粒之间通过黏连段连接，进而在尼龙层整体空间内形成网状结构，其中黏连段的黏连宽度不大于黏连两端块状尼龙颗粒粒径的二分之一；且所述孔状的空心部分在尼龙层整体空间内形成无规则状流道，所述尼龙膜的比表面积设置在5㎡/g-15㎡/g之间。

进一步的，所述块状的尼龙颗粒和孔状的空心部分边缘呈锯齿状。

进一步的，所述尼龙层中，尼龙颗粒的粒径设置在1μm-15μm之间。

进一步的，所述尼龙层中，空心部分的孔径小于13μm，所述孔密度设置在0.01个/μm²-0.05个μm²之间，所述尼龙层表面的孔面积占尼龙层表面总面积的35％-65％。

进一步的，所述尼龙膜还包括支撑层，所述尼龙层位于支撑层表面，所述支撑层内包括相互交织形成网状结构的纤维以及结合于纤维上的尼龙。

进一步的，所述尼龙膜的孔隙率设置在40％-60％之间。

进一步的，所述尼龙层的孔隙率设置在50％-90％之间。

进一步的，所述尼龙膜的水初始泡点在20kpa-50kpa之间。

进一步的，所述尼龙膜的水完全出泡点和水初始泡点的比值不大于2.5。

进一步的，所述尼龙膜对5μm以上颗粒的截留效率大于99％。

进一步的，所述尼龙膜在压力为50KPa，直径为47μm，的情况下通过50ml、20℃水的流速小于12s，所述尼龙膜的拉伸强度不小于3MPa。

进一步的，所述尼龙层与支撑层之间的接合深度不小于10μm。

进一步的，所述尼龙层的平均厚度不小于5μm。

进一步的，所述尼龙层设置于支撑层的双侧，所述支撑层两侧的尼龙层的孔径基本一致。

进一步的，所述尼龙膜的厚度设置在120μm-180μm之间，所述尼龙层的厚度设置在40μm-70μm之间；或所述尼龙膜的厚度设置在80μm-120μm之间，所述尼龙层的厚度设置在5μm-40μm之间。

进一步的，所述尼龙膜中尼龙材料的质量含量百分比大于12％。

进一步的，所述尼龙层的比表面积大于支撑层的比表面积。

本发明还提供了一种尼龙膜的制备方法，所述方法包括步骤：S1：配置尼龙铸膜液及提供支撑层，所述尼龙铸膜液包括尼龙和极性溶剂，其中尼龙质量含量为10％-25％；S2：将尼龙铸膜液涂覆于支撑层的表面，形成半成品膜；S3：将半成品膜置于绝对湿度在5gH2O/kg-50gH2O/kg之间的空气中进行分相，持续10s以上，形成初成品膜；S4：将初成品膜浸入水浴，清洗烘干，形成成品膜。

进一步的。所述极性溶剂包括甲酸、盐酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸中的一种或组合。

进一步的，所述添加剂包括甲醇、乙醇、水、柠檬酸、聚乙二醇、己内酰胺中的一种或组合。

进一步的，所述S2步骤中，将尼龙铸膜液涂覆于支撑层的表面具体步骤包括但不限于将支撑层浸渍在尼龙铸膜液中；或将尼龙铸膜液喷涂至支撑层的表面；或将尼龙铸膜液刷涂至支撑层的表面。

进一步的，述S3步骤在温度20℃-40℃之间的环境进行。

进一步的，所述在S3步骤中，半成品膜竖直放置，分别从半成品膜的两侧同时对其进行吹风。

进一步的，所述吹风的风速设置在0.2m/s-10m/s之间。

进一步的，所述吹风步骤中，吹风方向和半成品膜表面之间的角度在0-60°之间。

进一步的，所述S1步骤中，尼龙铸膜液的粘度在50000cP以下。

进一步的，所述S4步骤中，水浴的温度设置在20℃-50℃之间，水浴的时间至少为30s。

本发明中的尼龙膜，相比现有技术中的尼龙膜来说，具有相对较低的比表面积，因此尼龙膜内部的流道相对更加畅通，能够减小滤液中粒径较小的物质的吸附，尤其是，能减少滤膜对滤液中药液成分的吸附，最大限度减少滤膜对药液的影响。同时对尼龙膜中尼龙颗粒以及尼龙膜中空心的过滤孔部分孔径做相关限定，保证了尼龙膜整体的强度。如果尼龙膜孔径过大，尼龙颗粒粒径过小，则会导致尼龙膜实体部分过少，降低尼龙膜整体的强度，使其容易损坏，降低使用寿命；而如果尼龙膜孔径过小，尼龙颗粒粒径过大，则会影响尼龙膜使用时的流速，使其过滤效率下降。

本发明中制备尼龙膜的方法，相比现有技术中的尼龙膜制备方法来说，具有更简单的制备工艺，并且在本发明的方法中，半成品置于空气中进行分相，还加入了吹风等条件促进分相的进行，从而最后形成比表面积较低的尼龙膜成品，并且通过电镜对其结构进行观察，不难发现在尼龙膜中块状的尼龙颗粒和孔状的空心部分边缘形状呈锯齿状。在现有技术中，尼龙膜的表面结构就如公开号为US7770739的美国专利中说明书附图中显示的那样，其尼龙颗粒和孔状的空心部分边缘形状大体呈不规则的弧状边缘。这里我们所述的锯齿状是相对现有技术中来说，块状的尼龙颗粒和孔状的空心部分边缘存在着较为锐利的边缘，因此称其为锯齿状。

以下，对本申请中出现的相关名词做出一定解释，

比表面积：是指单位质量物料所具有的总面积；

孔隙率：是指块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比；

水初始泡点：当滤液为水时，推动空气通过被水充满的滤膜，产生第一个气泡时所需的压力；

水完全出泡点：当滤液为水时，推动空气通过被水充满的过滤膜，当膜上所有孔都能产生气泡时所需的压力；

截留效率：是指滤液在经过过滤膜后，待过滤物质被过滤膜所截留的量占总量的百分比。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明带支撑的尼龙膜的电镜图；

图2为电镜图中尼龙颗粒的示意图；

图3为电镜图中空心部分孔的示意图；

图4为表一中实验样品15的电镜图；

图5为表一中实验样品19的电镜图；

图6为实验一中测滤膜寿命的装置示意图；

图7为本发明尼龙膜用于医疗领域输液器时的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

一种尼龙膜，包括尼龙层，尼龙层包括实体部分及孔状的空心部分，孔状的空心部分与实体部分共边缘。这里所说的孔状的空心部分即可认为是尼龙膜的过滤孔。实体部分包括若干块状的尼龙颗粒，相邻块状尼龙颗粒之间通过黏连段连接，进而在尼龙层整体空间内形成网状结构，其中黏连段的黏连宽度不大于黏连两端块状尼龙颗粒粒径的二分之一。且孔状的空心部分在尼龙层整体空间内形成无规则状流道，同时尼龙膜的比表面积设置在5㎡/g-15㎡/g之间，进一步地，限定尼龙层的比表面积大于支撑层的比表面积。这样的设置，相比现有技术中的尼龙膜具有更低的比表面积，因此滤液在经过尼龙膜过滤时，大大降低滤液中的小颗粒物质吸附在尼龙膜流道内的可能。

本发明申请中的尼龙膜，也可以是带支撑的尼龙膜，即尼龙膜包括了支撑层，支撑层的表面设置为尼龙层。支撑层内包括相互交织形成网状结构的纤维以及结合于纤维上的尼龙材料，尼龙材料与尼龙层相连接。这里的尼龙层可以设置在支撑层的单侧，也可以设置在支撑层的双侧。当尼龙层设置在支撑层双侧时，双侧的尼龙层的孔径基本相同，但由于支撑层两侧尼龙层接合时生产条件不可能全相同等原因，两侧的尼龙层的孔径大小会存在一些细小的区别。具体支撑层的材料选择为无纺布材料，并且无纺布材料纤维直径设置在2μm-50μm之间，这样的设置在保证支撑层和尼龙层之间的接合强度的同时又不会产生较大的比表面积，影响尼龙膜整体的流速。如果无纺布材料的纤维直径小于2μm，则比表面积较高，影响流速，同时又因为纤维直径很细，所以不能保证尼龙膜的强度，在使用时容易损坏；如果无纺布材料的纤维直径大于50μm，则在同样的体积内，纤维的总表面积较小，在其余条件相同的情况下，尼龙材料在无纺布纤维表面结合的相对较少，容易影响尼龙膜的尼龙层和支撑层之间的剥离强度，从而导致尼龙层和支撑层之间发生脱离。

为了证明尼龙膜比表面积不同对尼龙膜的影响，做了实验一。我们选取了不同组比表面积不同的圆片状尼龙膜样品，其厚度分别为90μm、100μm、110μm，直径均为47μm的尼龙膜。在这些样品中，又包括了带支撑的尼龙膜和不带支撑的尼龙膜。分别测量每个样品在通过50ml水时的流速、测量其过滤5μm颗粒的截留效率同时测量尼龙膜的拉伸强度，并对相关数据进行记录，详见下表一。在本实验中，对尼龙膜比表面积的测量采取BET测试理论进行测试。在下表一中所说的流速为相同量的水通过不同厚度尼龙膜的时间。需要注意的是，在实验一中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表一：

从表一中可知：1.不论尼龙膜是否带支撑，在相同的厚度下，比表面积越低的尼龙膜，其过滤时通过滤液的流速越快。2.比表面积的大小并不影响尼龙膜的截留效率。3.不论尼龙膜是否带支撑，尼龙膜的比表面积越大，其拉伸强度越高，比表面积越低，拉伸强度越低。4.在相同条件下，比表面积低的尼龙膜内部流道不易堵塞，因此相对的有效使用寿命越长，能够过滤的目标液体积越多。因此为了保证尼龙膜在具有较高的流速的情况下，同时还兼顾较好的拉伸强度，我们将尼龙膜的比表面积设置在5㎡/g-15㎡/g之间。在上表一中，关于滤膜使用寿命具体测试方式如下：按照如图6所示准备相关实验装置，分别将样品滤膜封装于碟形过滤器中，确保组装好的过滤器气密性良好。先将储水罐住满杭州市政自来水，确保罐体中无空气。应当注意的是碟形过滤器的排气，当排气完成时，将罐体注满水，安装压力表。在0.1MPa的条件下测量碟形过滤器下游的初始水流速。终点判定：在0.2MPa的条件下测量碟形过滤器下游的水流速，当流速小于初始水流速的十分之一时判定为终点，并计算从初始到终点这段时间内的过水量。如图5所示的为样品19的尼龙膜电镜图，其表面为链状小颗粒结构，具有30㎡/g的比表面积。

为了说明支撑层纤维直径对尼龙膜整体性能的影响，做了实验二。在实验二中选取了若干组比表面积为10㎡/g的带支撑层的尼龙膜样品，每组样品中区别在于其尼龙膜的支撑层中无纺布纤维的直径不同，在尼龙膜厚度、体积相同的情况下进行实验，并且测量其在通过50ml水时的流速及其他相关性能参数。在实验结果中，关于尼龙层和支撑层之间的剥离强度这一参数，我们通过简单的将尼龙膜对折，使尼龙层和尼龙层之间触碰，并且进行摩擦，通过观察尼龙膜表面尼龙层脱落情况来直观地反应。实验结果及相关参数详见下表二。在下表二中所说的流速为相同量的水通过不同厚度尼龙膜的时间。需要注意的是，在实验二中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表二：

从表二中，可得出：1.在尼龙膜厚度、大小相同的情况下，支撑层纤维直径越大，尼龙膜的流速越高。2.在尼龙膜厚度、大小相同的情况下，支撑层纤维直径越大，尼龙层和支撑层之间越容易脱落，即两者之间的剥离强度更低。因此在保证尼龙膜的流速以及尼龙层和支撑层之间剥离强度情况下，限定支撑层内纤维粗细在2μm-50μm之间。

在尼龙层中，尼龙颗粒的粒径设置在1μm-15μm之间；空心部分的孔径小于13μm，孔密度设置在0.01个/μm²-0.05个/μm²之间，尼龙层表面的孔面积占尼龙层表面总面积的35％-95％之间。对于尼龙膜来说，膜本体是由实体的尼龙颗粒和空心部分的孔所组成，因此如果粒径大的尼龙颗粒过多，则会导致空心部分的孔所占的比例变小(即单位面积内孔的密度很小)，从而相对减少了尼龙膜内部流道的数量，影响流速；而粒径小的尼龙颗粒粒径过少，则容易产生较多的大孔，并且对大孔的孔径很难控制，从而影响过滤效果和产品质量。如图2所示，图中画圈部分我们认定为尼龙颗粒；如图3所示，图中画圈部分我们认定为空心部分的孔。

为了说明尼龙颗粒的粒径对尼龙膜相关性能的影响，做了实验三。在实验三中，选择了若干不同孔密度，不同孔面积占比，比表面积为10㎡/g，支撑层纤维直径为5μm的带支撑的尼龙膜进行流速测试，详细结果参考下表三。流速测量具体是测量指不同样品通过50ml水时的时间。在实验三的样品中，均选取厚度100μm，直径47μm的带支撑且支撑层双侧均有尼龙层的尼龙膜。需要注意的是，在实验三中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表三：

从表三中，我们可以发现：1.孔的密度越大，孔面积所占比越大，则尼龙膜的流速越快；孔的密度小，孔面积所占比例小，则尼龙膜的流速越慢。

进一步地对尼龙膜的孔隙率进行测量，控制其孔隙率在40％-60％之间，同时测得尼龙层的孔隙率设置在50％-90％之间。孔隙率即材料的密实程度，孔隙率越大，则表示尼龙膜内实体部分含量越少；孔隙率越小，则表示尼龙膜内实体部分含量越高。而过高的孔隙率则会影响尼龙膜的力学性质，如本身的结构强度、耐压性、拉伸强度等，因此需要控制尼龙膜的孔隙率的上限不超过60％；而过低的孔隙率则表示尼龙膜上的流道空隙很少，就会影响尼龙膜在过滤时的流速，因此需要控制尼龙膜的孔隙率的下限不低于40％。而对于尼龙层孔隙率的限定，也是为了防止过高孔隙率尼龙层强度太差，过低孔隙率影响过滤时流速。如图1所示的为本发明中尼龙膜的表面结构，从图中可看出本发明中的尼龙膜和现有技术中的尼龙膜表面结构具有较大的差别。本发明的尼龙膜包括实体部分以及孔状的空心部分，实体部分和空心部分共边缘，并且实体部分的边缘呈现为类似线形的较为锋利形状，因此我们将实体的尼龙颗粒的边缘形状称为锯齿状；而在现有技术中的尼龙膜表面实体部分和空心部分共边缘的位置称为现弧状，整体较为圆润。

为了验证孔隙率对尼龙膜性能的影响，做了实验四。选取了若干带支撑的尼龙膜，其厚度均为100μm，直径为47μm，比表面积为10㎡/g，支撑层纤维直径为5μm，区别在于尼龙膜的孔隙率不同，并且测量其通过50ml水时的流速以及尼龙膜本身的拉伸强度，实验结果详见下表四。需要注意的是，在实验四中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表四：

根据上表四，可以得出：1.尼龙膜的孔隙率越大，流速越快。2.尼龙膜的孔隙率越大，拉伸强度越低。因此，为了兼顾尼龙膜的流速以及拉伸强度，我们将尼龙膜的孔隙率设置在40％-60％之间。

在本发明中，尼龙膜的水初始泡点在20kpa-50kpa之间，并且尼龙膜的水完全出泡点和水初始泡点的比值不大于2.5。这里的水初始泡点对应这尼龙膜上最大孔的性能，而水完全出泡点和水初始泡点的比值，可以反映尼龙膜上最大孔和最小孔的直径比例。侧面体现出尼龙膜上的孔大小的均一性，即无过大或过小的孔的分布。如果尼龙膜的水完全出泡点和水初始泡点的比值大于2.5，则表明尼龙膜上最大孔和最小孔的尺寸相差较大，容易使得尼龙膜上空心部分的分布不均匀，即同一张尼龙膜中，有些地方孔径很大有些地方孔径很小，就会导致尼龙膜在使用时，不同的区域内性能差异较大，影响产品质量和有效使用寿命。

在本发明的带支撑的尼龙膜中，尼龙层和支撑层之间的接合深度不小于10μm，接合深度直接关联到尼龙层和支撑层之间连接的紧密程度，而这个紧密程度可通过尼龙层和支撑层之间的剥离强度来反应。剥离强度除了可以简单的通过上面的实验二来直观的感受之外，该强度也是可以进行测量的。如将尼龙膜样品固定于清洁的板材表面，再选择胶带(如TESA 7475PV02)贴合于尼龙膜的外表面，在300mm/min的剥离速度下，使用离型力测试仪进行剥离强度的测试。

为了说明结合深度的影响，做了实验五。在实验五里选取若干不同带支撑的尼龙膜的样品，其区别仅在于尼龙层和支撑层之间的接合深度不同，分别测量其剥离强度。具体测量结果详见下表五。需要注意的是，在实验五中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表五：

根据表五，我们可得出接合深度越深，尼龙层和支撑层之间的剥离强度越大，说明尼龙层和支撑层之间连接的更加稳定。当接合深度小于10μm的情况时，剥离强度很低，尼龙层和支撑层之间容易脱离，影响正常过滤。

除了支撑层和尼龙层的接合深度之外，在本实施例中，尼龙层和支撑层之间的剥离强度也受到另一方面的影响，即尼龙材料的含量。如果尼龙材料的含量过低，则表明在支撑层内接合的尼龙材料很少，那尼龙层和支撑层之间的接合的量也较少，使得尼龙层和支撑层之间的接合也会很弱，从而导致尼龙层和支撑层之间容易脱离。因此，进一步限定尼龙膜中尼龙材料的质量含量百分比大于12％。这里的尼龙材料的质量含量，我们可以通过控制尼龙铸膜液中尼龙材料的质量分数来进行相关的调节。进而我们又做了实验六，在实验六中选取了若干尼龙材料含量不同的样品进行剥离强度的测试，详见下表六。需要注意的是，在实验六中，提到的不同组样品，和其他实验中的样品之间是相互独立的。

表六：

根据上表六，可以得出：1.在尼龙层和支撑层的接合深度相同的情况下，尼龙材料的含量越高，则尼龙层和支撑层之间的接合更紧密。

结合表五和表六，可以得出，想要让尼龙层和支撑层之间连接的很紧密，不仅需要选择一个合适的接合深度，同时还需要选择一个较高的尼龙材料含量。在具体的实施例中，我们选择尼龙层和支撑层之间的接合深度为20μm，同时尼龙材料的含量为36％。

进一步地在本实施例中，对尼龙层的平均厚度进行限定，将其厚度限定为不小于5μm，即尼龙层的平均厚度大于等于5μm。如果尼龙层的平均厚度过薄，则会影响尼龙膜的力学性能，使其拉伸强度偏低，在尼龙膜裁切、安装的时候容易损坏。这里我们所述的尼龙层的厚度，是指单层的尼龙层厚度。如果尼龙层设置于支撑层单侧，厚度即该侧尼龙层的厚度；如果尼龙层设置于支撑层的两侧，则厚度为单侧尼龙层的厚度。

在具体应用中，尼龙膜的应用场景不同，安装时对应的过滤器不同，对应的过滤标准不同，因此尼龙膜的厚度有厚有薄。相对较厚的尼龙膜厚度设置在120μm-180μm之间；相对较薄的尼龙膜厚度设置在80μm-120μm之间。在较厚的尼龙膜中，尼龙层的厚度设置在40μm-70μm之间；在较薄的尼龙膜中，尼龙层的厚度设置在5μm-40μm之间。对于相对较厚的尼龙膜来说，如果其尼龙层的厚度太薄，则整个尼龙膜中起到过滤截留作用的尼龙材料部分含量就很少，导致其性能较差；对于相对较薄的尼龙膜来说，如果尼龙层的厚度太厚，则支撑层的相对厚度就太薄，对尼龙膜整体来说，导致支撑层无法起到很好的支撑作用。

在本发明中，还提供了一种尼龙膜的制备方法，方法包括步骤：

S1：配置尼龙铸膜液及提供载体，所述尼龙铸膜液包括尼龙和极性溶剂，其中尼龙的质量含量为10％-25％，极性溶剂选择为甲酸。这里极性溶剂也可以选择盐酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸中的任意一种或组合。并且同时限定尼龙铸膜液的粘度在50000cP以下。如果尼龙铸膜液的粘度过高，则铸膜液很浓稠，流动性差，无法进行分相；如果尼龙铸膜液的粘度过低，则在后续的S2步骤中，尼龙铸膜液很难保持在支撑层的表面，当半成品膜进行分相时，其表面的尼龙铸膜液容易流失；并且选择一个合适粘度的尼龙铸膜液，能够增加尼龙材料进入支撑层内部纤维的速度，提高生产效率。如需要制备带支撑的尼龙膜，则载体设置为无纺布支撑层；如只是需要制备不带支撑的尼龙膜，则载体可为普通支撑液膜的板状材料。

S2：将尼龙铸膜液涂覆于载体的表面，形成半成品膜。这里所说的涂覆，是指将尼龙铸膜液设置在载体的表面及内部，而具体的方式可以是将载体浸渍在尼龙铸膜液中，也可以是将尼龙铸膜液通过喷头喷涂在载体的表面，还可以是将尼龙铸膜液刷涂在载体的表面，或是采用其他的涂覆方式。

S3：将半成品膜置于绝对湿度在5gH2O/kg-50gH2O/kg之间的空气中进行分相，持续至少10s，形成初成品膜。这里湿度如果过低，小于5gH2O/kg的话，则整体分相的速度很低，影响生产效率；如果湿度过高，大于50gH2O/kg的话，则空气中以及初成品膜表面会凝结有水珠，影响分相的均匀性，导致膜的表面结构不均匀。在本步骤中，半成品膜竖直放置，分相时在其两侧同时进行吹风，优选的吹风方向与半成品膜的平面平行。当然吹风的方向也可以和半成品膜表面之间的角度在0-60°之间，如果吹风角度超过60°，则在对半成品膜进行吹风时，半成品膜容易晃动；风如果直接吹向半成品膜表面，则有可能会扩大其表面孔的孔径，影响产品性能。而吹风角度越小，对半成品膜的影响越小。在本步骤中，空气中进行分相能够使得尼龙膜表面形成有别于现有技术中纤维状结构的块状颗粒结构，并且进一步通过控制空气中分相的相关条件来控制块状颗粒的大小、疏密等。

S4：将初成品膜浸入20℃-50℃温度的水中水浴至少30秒后取出，清洗烘干，形成成品膜。在S4步骤中，水浴可以有两种效果和目的。一种是当S3步骤中，半成品膜在空气中完全分相完毕，此时本步骤中的水浴，即为简单的对成品膜进行清洗的作用；另一种是当S3步骤中，半成品膜在空气中虽然进行了分相，但还没完全分相完毕，此时本步骤中的水浴，就有两种效果，一方面能够促进半成品膜在液体中凝固，另一方面能够起到清洗的作用。因此，在本步骤中所说的水浴，其具体使用的液体并不仅仅局限于水，也可以为酒精等其他液体。

在其他的实施例中，尼龙铸膜液中还可以加入质量含量不大于25％的添加剂。即尼龙铸膜液包括尼龙、极性溶剂和添加剂。添加剂包括甲醇、乙醇、水、柠檬酸、聚乙二醇、己内酰胺中的任意一种或组合，添加剂的加入能够更好滴在分相时促进半成品膜的分相。

实施例一：

配置铸膜液，将尼龙含量10％，80％的甲酸，10％的甲醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为5gH2O/kg的环境中进行分相，持续10秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为0°，风速为0.2m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入20℃的水中水浴清洗30s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为5㎡/g，最大粒径为14.2μm，最大孔径为5μm，孔密度为0.013个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的36.5％，孔隙率为42％，尼龙膜的水初始泡点为48.9KPa，拉伸强度为30.8MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为10.9μm，尼龙材料的含量为12.2％。

实施例二：

配置铸膜液，将尼龙含量12％，85％的盐酸，3％的乙醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为10gH2O/kg的环境中进行分相，持续15秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为15°，风速为2m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入23℃的水中水浴清洗40s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为7㎡/g，最大粒径为11.7μm，最大孔径为7.6μm，孔密度为0.021个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的43.2％，孔隙率为46％，尼龙膜的水初始泡点为42.1KPa，拉伸强度为26.5MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为11.4μm，尼龙材料的含量为14.8％。

实施例三：

配置铸膜液，将尼龙含量13％，70％的甲酸，17％的聚乙二醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为20gH2O/kg的环境中进行分相，持续20秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为15°，风速为4m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入25℃的水中水浴清洗30s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为9㎡/g，最大粒径为10.8μm，最大孔径为8.9μm，孔密度为0.033个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的49.5％，孔隙率为52％，尼龙膜的水初始泡点为40.7KPa，拉伸强度为23.8MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为14.6μm，尼龙材料的含量为16.8％。

实施例四：

配置铸膜液，将尼龙含量20％，67％的甲酸，13％的甲醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为30gH2O/kg的环境中进行分相，持续25秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为30°，风速为6m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入30℃的水中水浴清洗30s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为11㎡/g，最大粒径为8.4μm，最大孔径为10.5μm，孔密度为0.037个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的56.5％，孔隙率为55％，尼龙膜的水初始泡点为36.8KPa，拉伸强度为18.7MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为10.9μm，尼龙材料的含量为14.8％。

实施例五：

配置铸膜液，将尼龙含量20％，70％的甲酸，10％的甲醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为45gH2O/kg的环境中进行分相，持续10秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为50°，风速为8m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入40℃的水中水浴清洗30s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为12㎡/g，最大的粒径为7.4μm，最大的孔径为11.7μm，孔密度为0.041个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的53.5％，孔隙率为55.2％，尼龙膜的水初始泡点为28.6KPa，拉伸强度为14.2MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为14.4μm，尼龙材料的含量为22.8％。

实施例六：

配置铸膜液，将尼龙含量25％，50％的盐酸，25％的乙醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为50gH2O/kg的环境中进行分相，持续15秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为60°，风速为10m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入50℃的水中水浴清洗30s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为15㎡/g，最大粒径为5.8μm，最大孔径为12.8μm，孔密度为0.049个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的63.9％，孔隙率为60％，尼龙膜的水初始泡点为21.4KPa，拉伸强度为10.2MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为16.3μm，尼龙材料的含量为26.7％。

实施例七：

配置铸膜液，将尼龙含量11％，83％的盐酸，6％的乙醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为50gH2O/kg的环境中进行分相，持续10秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为60°，风速为5m/s，形成初成品膜，浸入40℃的酒精中水浴，继而进行分相和清洗，持续20s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为8㎡/g，最大粒径为10.8μm，最大孔径为8.1μm，孔密度为0.019个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的41.2％，孔隙率为43％，尼龙膜的水初始泡点为40.4KPa，拉伸强度为31.2MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为10.9μm，尼龙材料的含量为13.7％。

对比例一：

配置铸膜液，将尼龙含量25％，50％的盐酸，25％的乙醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，浸入50℃的水中水浴分相30s后，取出清洗继而烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为20㎡/g，形成纤维状的膜表面结构，孔隙率为60％，尼龙膜的水初始泡点为21.4KPa，拉伸强度为10.8MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为16.3μm，尼龙材料的含量为26.7％。如图4所示，尼龙膜表面呈纤维状。同样通过实验一的方式，对本对比例进行使用寿命测试，相同的条件下，使用寿命为249L。

对比例二：

配置铸膜液，将尼龙含量20％，67％的甲酸，13％的甲醇均匀混合；将铸膜液通过喷头双侧喷涂至无纺布支撑层的两侧；形成半成品膜，再将该半成品膜置于绝对湿度为1gH2O/kg的环境中进行分相，持续5秒，同时对半成品膜进行吹风，吹风角度为30°，风速为3m/s，待分相完成形成初成品膜，浸入30℃的水中水浴清洗10s后取出烘干，形成成品尼龙膜。经测量该成品尼龙膜，其比表面积为30㎡/g，其结构形成链状颗粒，最大粒径为3.4μm，最大孔径为8.5μm，孔密度为0.037个/μm²，孔面积占尼龙层表面总面积的62.5％，孔隙率为64％，尼龙膜的水初始泡点为36.8KPa，拉伸强度为10.6MPa，尼龙层与支撑层之间的接合深度为10.9μm，尼龙材料的含量为22.5％。

最后本发明中的尼龙膜用于医疗领域的输液过滤器中；输液过滤器包括外壳，外壳上有进口和出口，尼龙膜位于进口和出口之间。如图7所示，输液过滤器包括外壳，所述外壳上有进口和出口，所述尼龙膜位于进口和出口之间。尼龙膜能够除去药液中的微颗粒物质，而药液中的有效成分能够透过尼龙膜，继而进入人体血液循环***，对发病区域进行治疗；并且尼龙膜具有较快的过滤速度，过滤时间短；保证药液正常的输送速度。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (30)

1.一种尼龙膜，包括尼龙层，所述尼龙层包括实体部分及孔状的空心部分，所述孔状的空心部分与实体部分共边缘，其特征在于：所述实体部分包括若干块状的尼龙颗粒，相邻块状尼龙颗粒之间通过黏连段连接，进而在尼龙层整体空间内形成网状结构，其中黏连段的黏连宽度不大于黏连两端块状尼龙颗粒粒径的二分之一；且所述孔状的空心部分在尼龙层整体空间内形成无规则状流道，所述尼龙膜的比表面积设置在5㎡/g-15㎡/g之间。

2.根据权利要求1所述的尼龙膜，其特征在于，所述块状的尼龙颗粒和孔状的空心部分边缘呈锯齿状。

3.根据权利要求1所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层中，尼龙颗粒的粒径设置在1μm-15μm之间。

4.根据权利要求1所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层中，空心部分的孔径小于13μm，所述孔密度设置在0.01个/μm²-0.05个μm²之间，所述尼龙层表面的孔面积占尼龙层表面总面积的35%-65%。

5.根据权利要求1所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜还包括支撑层，所述尼龙层位于支撑层表面，所述支撑层内包括相互交织形成网状结构的纤维以及结合于纤维上的尼龙材料，所述尼龙材料与尼龙层相连接。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜的孔隙率设置在40%-60%之间。

7.根据权利要求6所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层的孔隙率设置在50%-90%之间。

8.根据权利要求6所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜的水初始泡点在20KPa-50KPa之间。

9.根据权利要求8所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜的水完全出泡点和水初始泡点的比值不大于2.5。

10.根据权利要求8所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜对5μm以上颗粒的截留效率大于99%。

11.根据权利要求1所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜在压力为50KPa，直径为47μm，的情况下通过50ml、20℃水的流速小于12s，所述尼龙膜的拉伸强度不小于3MPa。

12.根据权利要求5所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层与支撑层之间的接合深度不小于10μm。

13.根据权利要求5所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层的平均厚度不小于5μm。

14.根据权利要求13所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层设置于支撑层的双侧，所述支撑层两侧的尼龙层的孔径基本一致。

15.根据权利要求13所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜的厚度设置在120μm-180μm之间，所述尼龙层的厚度设置在40μm-70μm之间；或所述尼龙膜的厚度设置在80μm-120μm之间，所述尼龙层的厚度设置在5μm-40μm之间。

16.根据权利要求6所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙膜中尼龙材料的质量含量百分比大于12%。

17.根据权利要求6所述的尼龙膜，其特征在于，所述尼龙层的比表面积大于支撑层的比表面积。

18.一种尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

S1：配置尼龙铸膜液及提供载体，所述尼龙铸膜液包括尼龙和极性溶剂，其中尼龙质量含量为10%-25%；

S2：将尼龙铸膜液涂覆于载体的表面，形成半成品膜；

S3：将半成品膜置于绝对湿度在5gH2O/kg-50gH2O/kg之间的空气中进行分相，持续10s以上，形成初成品膜；

S4：将初成品膜浸入水浴，清洗烘干，形成成品膜。

19.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，尼龙铸膜液中还包含质量不大于25%的添加剂。

20.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，载体为支撑层。

21.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述极性溶剂包括甲酸、盐酸、硫酸、磷酸、三氟乙酸中的一种或组合。

22.根据权利要求19所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括甲醇、乙醇、水、柠檬酸、聚乙二醇、己内酰胺中的一种或组合。

23.根据权利要求20所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中，将尼龙铸膜液涂覆于支撑层的表面具体步骤包括但不限于将支撑层浸渍在尼龙铸膜液中；或将尼龙铸膜液喷涂至支撑层的表面；或将尼龙铸膜液刷涂至支撑层的表面。

24.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S3步骤在温度20℃-40℃之间的环境进行。

25.根据权利要求18或24所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述在S3步骤中，半成品膜竖直放置，分别从半成品膜的两侧同时对其进行吹风。

26.根据权利要求25所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述吹风的风速设置在0.2m/s-10m/s之间。

27.根据权利要求25所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述吹风步骤中，吹风方向和半成品膜表面之间的角度在0-60°之间。

28.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中，尼龙铸膜液的粘度在50000cP以下。

29.根据权利要求18所述的尼龙膜的制备方法，其特征在于，所述S4步骤中，水浴的温度设置在20℃-50℃之间，水浴的时间至少为30s。

30.一种如权利要求1-17中任意一项所述的尼龙膜的用途，其特征在于：所述尼龙膜用于医疗领域的输液过滤器中；所述输液过滤器包括外壳，所述外壳上有进口和出口，所述尼龙膜位于进口和出口之间。

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