一种膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102580575A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102580575A(43)申请公布日2012.07.18(21)申请号201210057356.X(22)申请日2012.03.06(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人宋正伟蒋兰英蔡旭东(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所43114代理人袁靖(51)Int.Cl.B01D71/34(2006.01)B01D67/00(2006.01)B01D61/36(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称一种膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜的制备方法(57)摘要本发明涉及一种膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜的制备方法，即将聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮溶剂配制成铸膜液，并借助非溶剂致相变固化技术制备所需的非对称膜。制备过程中，铸膜液从中空纤维膜纺丝机的喷丝头外孔流出，芯液从对应的内孔流出；膜丝进入两种不同的外凝胶浴：a首先通过NMP与水的混合溶液的外凝胶浴，然后进入仅使用水的第二外凝胶浴，铸膜液在通过上述外凝胶浴时相变成型；b首先通过仅用水的外凝胶浴，接着进入NMP与水的混合溶液的外凝胶浴相变成型。通过两道凝胶浴的膜丝用绕丝轮收集。本发明采用了新型的双凝胶浴，可以制备表面更加多孔的非对称膜，有助于提高中空纤维膜在膜蒸馏过程中的分离性能。CN102587ACN102580575A权利要求书1/1页1.一种膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜的制备方法，采用干-湿相转化法制备中空聚偏氟乙烯膜丝，其特征在于，包括以下步骤：1)配制铸膜液：采用聚偏氟乙烯为原料、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，加热搅拌，混合成均质透明的铸膜液；2)双凝胶浴：铸膜液从喷丝头的外孔挤出，同时芯液从喷丝头内孔喷出；然后两次通过外凝胶浴相变成型；所述的外凝胶浴为NMP与水的混合溶液或水；3)纺出的膜丝分别用水，甲醇和乙醇依次浸泡，晾干再制成膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的铸膜液采用聚偏氟乙烯为原料、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，按下列重量百分比配制而成：聚偏氟乙烯：10-20wt％；N-甲基吡咯烷酮：80-90wt％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中将混合后的溶液在60-65℃下搅拌4-6小时，得到均质溶液后静置20-24小时除去溶液中的气泡。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的采用NMP与水的混合溶液的外凝胶浴时，NMP的重量百分比不超过50％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述的芯液采用NMP与水的混合溶液或者水。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述的芯液采用NMP与水的混合溶液时，NMP的重量百分比不超过50％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2)中铸膜液从喷丝头挤出进入外凝胶浴之前，需要通过0-16cm的气隙高度。8.根据权利要求1或2或5或6所述的制备方法，其特征在于，所述的铸膜液用蠕动泵打入喷丝头，并从喷丝头外孔挤出，其流速在3-7ml/min，铸膜液温度为5-50℃；芯液以氮气压力作为动力打入喷丝头并从喷丝头内孔喷出，其流速在1-5ml/min，芯液温度为5-50℃。9.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述的两次外凝胶浴温度均为5-50℃，通过每次外凝胶浴的时间均为12-20s内。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)中纺出的膜丝放入水中浸泡3-7天，然后分别用甲醇和正己烷浸泡膜丝各90-120分钟，最后把膜丝放在阴凉处晾干得到。2CN102580575A说明书1/5页一种膜蒸馏用聚偏氟乙烯膜的制备方法技术领域[0001]本发明属于分离用合成膜制备领域，设计了在干-湿相转化法综合NMP和水混合溶液，以及水作为外凝胶浴的双凝胶浴法合成膜蒸馏用多孔PVDF中空纤维膜的方法。背景技术[0002]膜蒸馏技术是一种新型环保节能的膜分离技术，近年来随着高分子材料和制膜技术的发展逐步成为膜分离研究的热点。[0003]膜蒸馏基于其分离机理，所使用的是疏水性微孔膜。现行制可产业化运用的合成多孔膜的主要方法之一是1963年科学家Loeb和Sourirajan发明相转换制膜法，即将聚合物溶于某种有机溶液当中并以一定的形态浸入含有非溶剂的凝胶浴中，借助溶剂和非溶剂的交换使溶液转化成固体形成非对称的膜结构。该方法所要求的条件适中(如常温、常压)，且对膜结构的调整非常灵活。因此一直是高分子聚合物合成膜制作工艺的首选。但就微孔膜的制作而言，现有相转变过程却有一定的局限性。它通常采用水作为单一凝胶浴，得到的膜表面的孔隙率不高，影