一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115990410A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211494849.X(22)申请日2022.11.26(71)申请人天津工业大学地址300387天津市西青区宾水西道399号申请人上海工程技术大学(72)发明人赵微陈凯凯肖长发金欣(74)专利代理机构天津赛凌知识产权代理事务所(特殊普通合伙)12270专利代理师李蕊(51)Int.Cl.B01D63/02(2006.01)B01D67/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜及其制备方法，制备方法包括：制备纤维编织管作为支撑体并进行预处理，采用化学纤维皮/芯纺丝技术在室温下将铸膜液涂覆于纤维编织管表面制得可熔融氟聚合物中空纤维膜，选用宽度相同的PTFE带状膜，采用层叠工艺，将可熔融氟聚合物中空纤维膜在一定温度下喂入层叠机中，利用模塑成形工艺使PTFE带状膜均匀附着在可熔融氟聚合物中空纤维膜的外表面，制得初生双组元层叠型聚四氟乙烯中空纤维膜，然后作热定型处理，制得耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜。该方法绿色环保，制备的中空纤维膜耐溶剂、耐高温，夹层结构有效支撑外分离层并提高民分离层与支撑层结合强度。CN115990410ACN115990410A权利要求书1/1页1.一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：S1，纤维编织管的制备：采用二维单轴编织法，将耐溶剂纤维长丝编织成中空编织管，并在80～200℃热定型处理30‑120min；S2，中空编织管预处理：将热定型处理后的中空编织管放入酸溶液中进行酸化处理，洗净后置于真空烘箱内于60～90℃干燥1～4h，得到支撑体；S3，铸膜液制备：将聚乙烯醇、去离子水、氟聚合物分散液在70‑95℃混合溶解，并经真空脱泡处理后得到均匀的铸膜液，其中真空脱泡温度为75～90℃，时间为2～5h；所述氟聚合物乳液分散液、聚乙烯醇和去离子水的质量分数分别为15～35wt％、5～15wt％、50～80wt％，三者质量分数之和为100wt％；S4，可熔融氟聚合物夹层的制备：采用化学纤维皮/芯纺丝技术，在室温条件下，经环形喷丝头将所述铸膜液涂覆于所述支撑体表面，然后经凝固浴固化成形，得到可熔融氟聚合物中空纤维膜；S5，PTFE膜分离层制备：将PTFE平板膜采用切膜机分切成宽度相同的PTFE带状膜；所述分切宽度为6‑20mm；S6，初生耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜制备：采用缠绕层叠纺丝工艺，将步骤S4得到的可熔融氟聚合物中空纤维膜在90～170℃下喂入层叠机中，利用模塑成形工艺使所述PTFE带状膜均匀附着在可熔融氟聚合物中空纤维膜的外表面，制得初生耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜；S7，耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜制备：将所述初生耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜通过热烧结法作热定型处理，制得所述耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜，其中，热烧结的温度为310‑380℃，热烧结时间为30‑150min。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述酸溶液为5‑10wt％的盐酸或硝酸溶液。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为7.5wt.％的盐酸。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述耐溶剂纤维长丝为玄武岩纤维、玻璃纤维、对位芳香族聚酰胺纤维和聚酰亚胺纤维的一种。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述对位芳香族聚酰胺为芳纶1414。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，所述氟聚合物分散液为聚全氟乙丙烯分散液、聚全氟醚分散液，乙烯‑四氟乙烯共聚物分散液，聚偏氟乙烯分散液中的一种。7.一种权利要求1‑6中任一项所述制备方法制备的耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜，其特征在于：自外向内依次包括聚四氟乙烯膜分离层、可熔融氟聚合物微孔层和耐溶剂纤维编织管；所述聚四氟乙烯膜分离层的厚度为30‑300μm，所述可熔融全氟聚合物微孔层的厚度为5‑100μm，所述耐溶剂纤维编织管的外径为1.0‑6.0mm；所述耐溶剂夹层型全氟聚合物中空纤维膜的N‑甲基吡咯烷酮溶剂通量为400‑1200L·m‑2·h‑1·bar，二甲基乙酰胺溶剂通量为200‑1000L·m‑2·h‑1·bar，膜的孔径范围为20～350nm，水接触角为＞120°，溶剂水含量<100ppm。2CN115990410A说明书1/5页一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及中空纤维膜技术及溶剂处理领域，具体涉及一种耐溶剂夹层型氟聚合物中空纤维膜及其制备方法。背景技术[