[发明专利]一种中空纤维膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种中空纤维膜的制备方法，所述中空纤维膜的制备步骤如下：(1)制备聚合物纺丝液；(2)将支撑管嵌套在金属线上作为纺丝接收器；(3)将步骤(1)得到的聚合物纺丝液注入静电纺丝装置中，进行静电纺丝，同时所述纺丝接收器沿着所述支撑管轴向方向做前进运动且不转动，使所述聚合物纺丝液形成的纳米纤维沉积在所述纺丝接收器表面，得到初生中空纤维膜；(4)对步骤(3)得到的初生中空纤维膜进行后处理，得到所述中空纤维膜。本发明公开的中空纤维膜的制备方法可连续化、规模化生产中空纤维膜，且制备得到的中空纤维膜具有较高的孔隙率。

技术领域

本发明涉及一种膜技术领域，具体涉及一种中空纤维膜的制备方法。

背景技术

中空纤维膜作为一种高填充密度的膜形态被广泛用于分离领域。传统的中空纤维膜一般通过干、湿法纺丝或者机械拉伸法得到，干、湿法纺丝制备的膜往往孔隙率低，且力学性能差，机械拉伸法得到中空纤维膜孔隙率较低。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，在电场作用下，针尖处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，这种方式可以生产出纳米直径的聚合物细丝。通过静电纺丝得到的纳米纤维膜具有极高的孔隙率，是一种先进高效的分离材料。将纳米纤维组装成中空纤维膜可以兼顾高填充密度和高孔隙率，因此经静电纺丝制备中空纤维膜引起了人们的广泛关注。

CN108854596A公开了一种连续油水分离中空纤维膜的制备方法。该技术包括如下步骤：(1)对中空纤维编织管进行表面处理，除去纤维表面油剂；(2)将聚四氟乙烯浓缩分散乳液、聚全氟乙丙烯浓缩分散乳液和纺丝载体溶液混合均匀后，再加入纺丝导电性和粘度调节剂，搅拌均匀静置脱泡后得到纺丝液；(3)将步骤(2)中得到的纺丝液注入静电纺丝装置中，在接收装置上嵌套步骤(1)中预处理后的中空纤维编织管，设置纺丝参数及纤维接受角度，经静电纺丝和真空干燥后得到初生中空纤维膜；(4)将步骤(3)得到的初生中空纤维膜放置于马弗炉中，设置升温速率，经烧结、保温和降温，得到连续油水分离中空纤维膜。作为中空纤维的接收器的孔径为毫米级，该技术中所述的接收器需要不停的进行转动，导致设备复杂，且不能连续化和规模化生产。

CN107344075A公开了一种静电纺丝中空纤维的制备方法，该技术包括如下步骤：(1)采用二维编织技术将纤维长丝编织成中空编织管；(2)将5-20wt％的聚合物树脂和0-10wt％的添加剂溶解在70-95wt％的溶剂中配置成纺丝液，各组分之合为100wt％；(3)将步骤(1)得到的纺丝液注入纺丝装置中，经静电纺丝和空气固化后，在凝固浴中固化成型，得到静电纺丝中空纤维膜。该技术制备的中空纤维膜虽然具有高孔隙率、高分离精度和高强度的优点，但是该技术使用的接收装置需要不停的转动，导致设备复杂，不能连续化和规模化生产，并且该技术制备的中空纤维膜没有经过后处理，纤维容易剥落，不耐磨损，无法投入实际使用。

如何提供一种可连续化、规模化生产的中空纤维膜的制备方法且制备得到的中空纤维膜具有较高的机械强度和优异的耐磨损性，同时中空纤维膜表面的聚合物纤维层具有较高的孔隙率且不易剥落，已成为目前亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种中空纤维膜的制备方法。经本发明提供的方法制备中空纤维膜时，纺丝接收器只需沿着支撑管轴向方向做前进运动且不转动，便可以使聚合物纺丝液形成的纳米纤维均匀沉积在纺丝接收器外壁表面，得到包覆完整且均匀的中空纤维膜，该中空纤维膜具有较高的机械强度和优异的耐磨损性，且其表面的聚合物纤维层具有较高的孔隙率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种中空纤维膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)制备聚合物纺丝液；

(2)将支撑管嵌套在金属线上作为纺丝接收器；