CN112604513A - 一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法 - Google Patents

一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法，涉及膜分离技术领域，该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜主要成分包括重量百分比为10‑20％的氯化聚氯乙烯材料，该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤，配置铸膜液，制备中空纤维膜，浸泡制备的中空纤维膜，去除溶剂，得到所述的七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法，本发明的中空纤维膜具有七个通道，增大了有效过滤面积，提高了过滤能力，本发明的中空纤维膜采用氯化聚氯乙烯，大大的降低了生产成本，本发明的中空纤维膜具有良好的耐酸性，且生产工艺简单，生产过程环保无污染。

Description

一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及膜分离技术领域，具体涉及一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法。
背景技术
工业废水是水源污染的主体之一，而工业废水的主要成分是盐酸，硝酸，硫酸等，在我国，每年排放的工业废水近百万立方米，如若这些废水未经处理直接排放，将会破坏生态，污染水源，进而影响到人类的生命健康。膜技术被称为“21世纪水处理技术”，在海水淡化、应用水净化、工业废水、生活污水处理及回用和医药、化工、食品等行业得到广泛应用。
中空纤维膜具有自支撑作用、单位面积装填密度大、易清洗和易生产等特点，在水处理方面得到了普遍的应用。与单通道中空纤维膜相比，七通道中空纤维膜具有更高的强度和抗污染性能，且所能承受的运行操作压力也要高出很多。
氯化聚氯乙烯(CPVC)是聚氯乙烯(PVC)氯化后的产物，继承并发展了聚氯乙烯的优良性能，具有机械性能高，热力学性质高，化学稳定性好，耐候性等优点，是一种优良的制作分离膜的材料。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种耐酸性的七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法，该中空纤维膜由七个内通道组成一根中空纤维膜，且具有良好的耐酸性。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法：
第一方面，本发明提供一种七通道的氯化聚氯乙烯中空纤维膜，该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜主要成分包括重量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料。
第二方面，本发明提供一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置铸膜液；
步骤二、制备中空纤维膜；
步骤三、浸泡制备的中空纤维膜；
步骤四、去除溶剂，得到所述的七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
优选的，根据上述所述的配置铸膜液，还包括：将质量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料和质量百分比为80-90％的溶剂放入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度50-90℃搅拌溶解，脱泡8～12h，制成铸膜液。
优选的，根据上述所述的制备中空纤维膜，还包括：
a、将配置好的铸膜液与芯液同时注入七通道圆孔喷丝头；
b、芯液注入内芯通道，芯液的挤出速度为1-30mL/min,芯液的温度为40-80℃，铸膜液挤出速度为1-20mL/min；
c、由七通道喷丝头挤出后经过100mm-30mm的空气距离，进入20-50℃的外凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，然后由绕丝机收集中空纤维膜。
优选的，所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，所述的芯液为去离子水与N,N-二甲基乙酰胺的混合溶液，其中N,N-二甲基乙酰胺的质量百分比为0-60％，所述的外凝固浴为去离子水，所述的N,N-二甲基乙酰胺的百分比为10％-50％。
优选的，根据上述所述的浸泡制备的中空纤维膜，还包括：将收集好的中空纤维膜在20-60℃的去离子水中浸泡48-72h。
由于采用了上述技术方案，本发明相对现有技术来说，取得的技术进步是：
本发明提供一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法，本发明的中空纤维膜具有七个通道，增大了有效过滤面积，提高了过滤能力；本发明的中空纤维膜采用氯化聚氯乙烯，大大的降低了生产成本；本发明的中空纤维膜具有良好的耐酸性，且生产工艺简单，生产过程环保无污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明提供了一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法；
第一方面，本发明提供一种七通道的氯化聚氯乙烯中空纤维膜，该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜主要成分包括重量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料。
第二方面，本发明提供了一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置铸膜液，将质量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料和质量百分比为80-90％的溶剂放入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度50-90℃搅拌溶解，脱泡8～12h，制成铸膜液；
步骤二、制备中空纤维膜，将配置好的铸膜液与芯液同时注入七通道圆孔喷丝头，芯液注入内芯通道，芯液的挤出速度为1-30mL/min,芯液的温度为40-80℃，铸膜液挤出速度为1-20mL/min，由七通道喷丝头挤出后经过100mm-30mm的空气距离，进入20-50℃的外凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，然后由绕丝机收集中空纤维膜；
步骤三、浸泡制备的中空纤维膜，将收集好的中空纤维膜在20-60℃的去离子水中浸泡48-72h；
步骤四、去除溶剂，溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，芯液为去离子水与N,N-二甲基乙酰胺的混合溶液，其中N,N-二甲基乙酰胺的质量百分比为0-60％，外凝固浴为去离子水，N,N-二甲基乙酰胺的百分比为10％-50％，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
下面具体说一下该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜及其制备方法的有益效果。
本发明的中空纤维膜具有七个通道，增大了有效过滤面积，提高了过滤能力；本发明的中空纤维膜采用氯化聚氯乙烯，大大的降低了生产成本；本发明的中空纤维膜具有良好的耐酸性，且生产工艺简单，生产过程环保无污染。
实施例1
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的去离子水，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为84％，纯水通量为399L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为70％，纯水通量为459L·m-2·h-1。
实施例2
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的10％的N,N-二甲基乙酰胺水溶液，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为80％，纯水通量为426L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为72％，纯水通量为488L·m-2·h-1。
实施例3
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的20％的N,N-二甲基乙酰胺水溶液，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为83％，纯水通量为458L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为76％，纯水通量为501L·m-2·h-1。
实施例4
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的30％的N,N-二甲基乙酰胺水溶液，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为87％，纯水通量为479L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为79％，纯水通量为522L·m-2·h-1。
实施例5
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的40％的N,N-二甲基乙酰胺水溶液，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为94％，纯水通量为482L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为83％，纯水通量为584L·m-2·h-1。
实施例6
在上述第一方面、第二方面的基础上，本发明提供一种技术方案：
(1)将氯化聚氯乙烯与N,N二甲基乙酰胺按18％:82％比例加入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度70℃搅拌溶解，脱泡12h，制成铸膜液；
(2)配置好的铸膜液经过计量泵输送到七通道圆孔喷丝头中，七个圆孔内通入50℃的50％的N,N-二甲基乙酰胺水溶液，铸膜液的挤出速度为15mL/min，芯液的挤出速度为20mL/min，挤出成七个通道的中空纤维后经过30mm的空气距离，进入30℃去离子水凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，通过绕丝机收集中空纤维膜；
(3)将收集好的中空纤维膜在30℃的去离子水中浸泡72h，除去溶剂，得到七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
所得的膜对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为80％，纯水通量为451L·m-2·h-1，在pH为2的浓硫酸水溶液中浸泡15d后，对68000分子量的牛血清蛋白的截留率为70％，纯水通量为563L·m-2·h-1。
上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种七通道的氯化聚氯乙烯中空纤维膜，其特征在于：该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜主要成分包括重量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料。
2.一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：该七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、配置铸膜液；
步骤二、制备中空纤维膜；
步骤三、浸泡制备的中空纤维膜；
步骤四、去除溶剂，得到所述的七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜。
3.根据权利要求2所述的一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：根据上述所述的配置铸膜液，还包括：将质量百分比为10-20％的氯化聚氯乙烯材料和质量百分比为80-90％的溶剂放入带有温度计、搅拌器的溶解釜中，于温度50-90℃搅拌溶解，脱泡8～12h，制成铸膜液。
4.根据权利要求2所述的一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：根据上述所述的制备中空纤维膜，还包括：
a、将配置好的铸膜液与芯液同时注入七通道圆孔喷丝头；
b、芯液注入内芯通道，芯液的挤出速度为1-30mL/min，芯液的温度为40-80℃，铸膜液挤出速度为1-20mL/min；
c、由七通道喷丝头挤出后经过100mm-30mm的空气距离，进入20-50℃的外凝固浴中凝固成型，形成七通道中空纤维膜，然后由绕丝机收集中空纤维膜。
5.根据权利要求2所述的一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为N,N-二甲基乙酰胺，所述的芯液为去离子水与N,N-二甲基乙酰胺的混合溶液，其中N,N-二甲基乙酰胺的质量百分比为0-60％，所述的外凝固浴为去离子水，所述的N,N-二甲基乙酰胺的百分比为10％-50％。
6.根据权利要求5所述的一种七通道氯化聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，其特征在于：根据上述所述的浸泡制备的中空纤维膜，还包括：将收集好的中空纤维膜在20-60℃的去离子水中浸泡48-72h。
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