[发明专利]中空纤维共混膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种中空纤维共混膜及其制备方法。

背景技术

聚合物多孔膜广泛应用于过滤处理，尤其是液体过滤领域。聚合物多孔膜一般采用非溶剂致相分离法制备，即铸膜液中溶剂与非溶剂交换导致相分离的方法（简称NIPS）。但是，可用于非溶剂致相分离法制膜的聚合物材料比较有限，而且一般是采用浸没沉淀法，利用非溶剂与铸膜液内溶剂的相互扩散，以形成膜孔隙，交换速度较慢，孔径大小控制比较困难，孔径分布比较分散，而且溶剂参与凝胶化，导致膜孔隙率较低。

1981年，Castro在美国专利US4247498提出了一种新的制备聚合物微孔膜的方法，该方法是利用聚合物与高沸点、低分子量的稀释剂在高温时形成均相溶液，降温时发生固-液或液-液相分离，而后脱除稀释剂的原理而得到聚合物微孔膜的。这种由温度改变驱动相分离的方法称为热致相分离法（简称TIPS）。许多结晶的、带有强氢键作用的聚合物在室温下溶解性差，难有合适的溶剂，故不能用传统的非溶剂致相分离法来制备微孔膜，但可采用热致相分离法制备，这不仅扩大了膜材料的范围，而且所得到的膜的孔径及孔隙率可调控，需要调节的参数相对较少，膜孔隙率高，制备过程中易连续化。因此，TIPS能使膜材料品种范围广义增加，使用TIPS制膜具有可重复性，膜孔径与孔隙率可控性较NIPS强，缺陷小，膜机械强度大大提高等优点。TIPS法制备微孔膜的过程、成膜条件与孔结构形态的关系受到研究者的关注。

热致相分离法虽然有众多优点，但也有其局限性，例如膜孔径易≥0.1μm。膜材料对应的膜表面能极低，加上孔隙率较大，具有极强的憎水性，因此需要表面涂覆、交联接枝等方法，对其进行亲水化改性，例如在成膜完成后，在其表面和孔隙涂覆或交联接枝聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或壳聚糖等亲水性材料。然而，通过上述方法制备的膜，在膜应用中最大问题是在膜使用中的污染导致膜通量衰减或者跨膜压差增大，而解决的最常规方法是通过酸碱和氧化剂化学清洗来恢复膜通量，但是在膜表面所涂覆或交联的亲水性材料，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或壳聚糖等的耐酸碱性能较差，尤其是耐氧化性能更差，极易在化学清洗时损失膜的亲水性，降低膜的抗污染性和高水通量。

发明内容

本发明提供一种中空纤维共混膜及其制备方法，能够提高膜的亲水性。

本发明提供了一种中空纤维共混膜，其原料包括：聚偏氟乙烯树脂和聚甲基丙烯酸甲酯；所述聚甲基丙烯酸甲酯在所述中空纤维共混膜中呈现羧基阴离子形式。

所述聚偏氟乙烯树脂优选为均聚物的聚偏氟乙烯，其重均分子量优选为150,000-500,000，更优选250,000-350,000；

和/或，

所述聚甲基丙烯酸甲酯优选为无规聚甲基丙烯酸甲酯，其重均分子量优选为20,000-100,000，更优选60,000-90,000。

所述原料优选进一步包括：水溶性复配溶剂，所述水溶性复配溶剂优选包括：第一溶剂和第二溶剂；

所述第一溶剂优选为20-200℃下能够溶解所述聚偏氟乙烯树脂的溶剂；

所述第二溶剂优选为20-200℃下溶胀或者不能溶解聚偏氟乙烯树脂的溶剂。

所述第一溶剂优选包括以下一种或多种化合物：N-甲基吡咯烷酮，二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、甲基乙基酮、丙酮、四氢呋喃、甲基异丁基酮、甘油乙酸酯、丙二醇碳酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯；所述第一溶剂更优选包括以下一种或多种化合物：N-甲基吡咯烷酮、甘油乙酸酯、丙二醇碳酸酯；

和/或，

所述第二溶剂优选包括以下一种或多种化合物：乙二醇、丙二醇、、丙三醇、二甘醇、四甘醇、聚乙二醇、邻苯二甲酸二辛脂、己二酸二辛脂、己二酸二癸酯；所述第二溶剂更优选包括以下一种或多种化合物：乙二醇、二甘醇、丙三醇和聚乙二醇。

所述中空纤维共混膜的内径优选为0.60-1.50毫米；和/或，

所述中空纤维共混膜的外径优选为1.10-2.10毫米；和/或，

所述中空纤维共混膜的孔隙率优选不小于60%；和/或，

所述中空纤维共混膜的纯水通量优选为200-1000L/m².h.bar.25℃；和/或，

所述中空纤维共混膜的平均孔径优选为0.05-0.2微米；和/或，

所述中空纤维共混膜的抗拉强度优选大于5N/mm²；和/或，

所述中空纤维共混膜的延伸率优选为50%-200%；和/或，

所述中空纤维共混膜的抗压强度优选大于0.6MPa；和/或，