荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜及其制备方法.doc

(54)发明名称 荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜的制备方法。所述荷正电型PVC中空纤维纳滤膜具有荷正电致密皮层和电中性多孔支撑层的双层结构，致密皮层微孔孔径为1nm-5nm，多孔支撑层微孔孔径为lOnm-l00nm，膜外径为1. 5mm-3. Omm，膜内径为0.5mm-2mm。其中，所述荷正电致密皮层主要组分为聚氯乙烯和阳离子共聚物；电中性多孔支撑层主要组分为聚氯乙烯和无机填料。所述荷正电型PVC中空纤维纳滤膜的制备方法为：将荷正电致密皮层制膜液和电中性多孔支撑层制膜液按双层环状共挤出，经干湿纺丝工艺进行中空纤维固化成型。制备的中空纤维纳滤膜具有截留性能易控，强度高，制备工艺简单等优点，是一种高性能、低成本、长寿命的水处理用纳滤膜材料。 权 利 要 求 书 1．一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜，特征在于它包括荷正电的致密皮层和电中 性多孔支撑层构成双层膜结构的聚氯乙烯中空纤维纳滤膜；荷正电的致密皮层的微孔孔径 为1nm-5nm，电中性多孔支撑层的微孔孔径为l0nm-l00nm；聚氯乙烯中空纤维纳滤膜外径 为1. 5mm-3. 0mm，聚氯乙烯中空纤维纳滤膜内径为0.5mm-2mm。 2．根据权利要求l中所述的一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜，特征在于所述的 荷正电的致密皮层的组分为：重量百分比为50-90%的聚氯乙烯和重量百分比为10-50%的 阳离子共聚物，所述的阳离子共聚物选自三甲基烯丙基氯化铵一氯乙烯共聚物、甲基丙烯 酰氧乙基氯化铵一氯乙烯共聚物、二甲基二烯丙基氯化铵一氯乙烯共聚物、丙烯酰氧乙基三 甲基氯化铵一氯乙烯共聚物、三丁基-2-丙烯基氯化磷一氯乙烯共聚物、烯丙基三苯基氯化 膦一氯乙烯共聚物或烯丙基三苯基溴化膦一氯乙烯共聚物。 3．根据权利要求l中所述的一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜，特征在于所述的 电中性多孔支撑层的组分为：重量百分比为90-99. 5%的聚氯乙烯和0.5-10%的无机填料， 所述的无机填料选自粒径为l0-500nm的二氧化硅、二氧化钛、硅藻土、硅酸钙、云母、氮化硅或氮化铝。 4．一种如权利要求l所述荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征在于 它的步骤如下： 1)将重量百分比为20-30%的聚氯乙烯、重量百分比为3.33-20%的阳离子共聚物、重 量百分比为1-5%的孔径调节剂、重量百分比为0.1-1%的热稳定剂与重量百分比为54-75% 的溶剂混合，在50-70℃下搅拌溶解成均匀的荷正电的致密皮层的制膜液；所述的孔径调 节剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或甘油，聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为l×l03-l×104、 聚乙二醇的数均分子量为l×l02-l×l03； 2)将重量百分比为15-25%的聚氯乙烯、重量百分比为1-5%的孔径调节剂、重量百分 比为0-2%的无机填料、重量百分比为0.1-1%的热稳定剂与重量百分比为67-84%的溶剂混 合，在50-70℃下搅拌溶解成均匀的电中性多孔支撑层的制膜液；所述的孔径调节剂为聚 乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或甘油，聚乙烯吡咯烷酮的数均分子量为5×l03-l×106、聚乙二醇的数均分子量为2×l02-l×l05； 3)将芯液通过一芯双层结构喷丝头的中心管，荷正电的致密皮层的制膜液通迪一芯双 层结构喷丝头的内环或外环，电中性多孔支撑层的制膜液通过一芯双层结构喷丝头的外环 或内环，芯液、荷正电的致密皮层的制膜液和电中性多孔支撑层的制膜液同时挤出形成双 层管状液膜，液膜经过0-20厘米的空气间隙后进入凝固浴中固化成中空纤维膜； 4)将步骤3）中凝固浴中固化得到的中空纤维膜经10-30℃水浸泡清洗40-60小时、得 到荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜。 5．根据权利要求4所述的一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征 在于所述的聚氯乙烯的聚合度为600-3600，阳离子共聚物的数均分子量为5×l03-5×105， 阳离子共聚物中氯乙烯单体的摩尔含量为55-95%；热稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、三丁 基氯化锡、二乙酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、硫醇甲基锡、二丁基二月桂酸锡或二正辛基 二月桂酸锡；溶剂为N，N’一二甲基甲酰胺、N，N’一二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。 6.根据权利要求4所述的一种荷正电型聚氯乙烯中空纤维纳滤膜的制备方法，其特征 在于当荷正电的致密皮层的制膜液通过一芯双层结构喷丝头的内环时，所述的芯液的组分 为：重量百分比为50-100%的水、重量百分比为0-50%的溶剂和重量百分比为0-0. 5%的表 面活性剂，芯液温度为：20-60℃；