[发明专利]一种纳米改性增强型中空纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜，其特征在于，所述中空纤维膜分为中空管和分离层，所述中空管是经过纳米二氧化钛改性的中空纤维管；所述的分离层包含10-20重量份的聚偏氟乙烯、50-80重量份的溶剂和5-30重量份的致孔剂；所述分离层位于中空管的表面；

所述中空管的制备方法是将1-10重量份的中空纤维管置于烧瓶中，将引发剂过氧化二苯甲酰的丙酮溶液加至烧瓶中，引发剂的用量为中空纤维管的0.5-3％重量；混合均匀，随后将含有混合液的烧瓶放入50-70℃水浴中，通氮气保护，预引发15min；随后将1-10重量份的钛酸四丁酯溶于去离子水中，搅拌均匀后加至烧瓶中，于氮气保护下反应20-80min，反应结束后取出中空纤维管，用水浸泡5min，溶出未反应单体，制得经过纳米二氧化钛改性的中空管；

所述分离层的构造方法是将所述中空管依次通过涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；开启送丝机和收丝机，调节二者转速使装备运行，将铸膜液加入反应釜中，铸膜液组成为：10-20重量份的聚偏氟乙烯、50-80重量份的溶剂和5-30重量份的致孔剂；然后向反应釜中加压，使铸膜液通过料管向涂膜装置输送；将所述中空管涂覆上料后进入凝胶浴，中空管外表面上的铸膜液经过凝胶定型，形成膜丝，收集膜丝；将膜丝剪切收捆，放入水槽中浸泡24h，随后干燥处理，得到分离层位于中空管表面的增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述溶剂为N,N二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、磷酸三乙酯中的至少一种或多种溶剂。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述致孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、二甘醇和/或乙二醇。

4.根据权利要求3所述的中空纤维膜，其特征在于，所述致孔剂为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮以重量比为5:6的混合物。

5.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于，所述分离层包含18重量份的聚偏氟乙烯、60重量份的N,N二甲基乙酰胺、10 重量份的聚乙二醇、12重量份的聚乙烯吡咯烷酮。

6.根据权利要求1所述的中空纤维膜，其特征在于：所述中空纤维管选自尼龙、涤纶聚酯或聚氨酯纤维制成的中空管。

7.一种制备如权利要求1所述的增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、中空纤维管的纳米改性

(1)预处理：将中空纤维管水煮后，于丙酮溶剂中超声洗涤，随后烘箱中烘干；

(2)将1-10重量份的中空纤维管置于烧瓶中，随后将引发剂过氧化二苯甲酰的丙酮溶液加至烧瓶中，引发剂的用量为中空纤维管的0.5-3％重量；混合均匀，随后将含有混合液的烧瓶放入50-70℃水浴中，通氮气保护，预引发15min；随后将1-10重量份的钛酸四丁酯溶于去离子水中，搅拌均匀后加至烧瓶中，于氮气保护下反应20-80min，反应结束后取出中空纤维管，用水浸泡5min，溶出未反应单体，制得经初步纳米改性的中空管；

步骤二、制备增强型中空纤维膜

(1)将步骤一制得的中空管依次通过涂膜装置和凝胶槽，然后缠绕于收丝轮上；

(2)开启送丝机和收丝机，调节二者转速使装备运行，将铸膜液加入反应釜中，铸膜液组成为：10-20重量份的聚偏氟乙烯、50-80重量份的溶剂和5-30重量份的致孔剂；然后向反应釜中加压，使铸膜液通过料管向涂膜装置输送；

(3)将上述中空管涂覆上料后进入凝胶浴，中空管外表面上的铸膜液经过凝胶定型，形成膜丝，收集膜丝；

(4)膜丝剪切收捆，放入水槽中浸泡24h，随后干燥处理，制得增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：引发剂的用量为中空纤维管的1重量％。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤一中第(2) 步的水浴为60℃。