[发明专利]一种聚甲基戊烯中空纤维膜制备装置及其制备工艺

说明书

本发明涉及膜制备工艺技术领域，提出了一种聚甲基戊烯中空纤维膜制备装置及其制备工艺，装置包括：搅拌釜；与搅拌釜通过管道连接的双螺杆挤出机；连接在双螺杆挤出机出料端的过滤装置；与过滤装置相连接的计量泵；与计量泵相连接的喷丝头装置；设置在喷丝头装置下方的冷却槽，冷却槽内设有牵引辊，对由喷丝头装置产生的膜丝进行牵引；拉伸装置，膜丝绕过冷却槽内的牵引辊进入拉伸装置内的拉伸辊上；经拉伸装置拉伸后的膜丝缠绕在绕丝轮上，绕丝轮由智能控速装置控速对膜丝进行循环缠绕。通过本发明的技术方案，经搅拌釜高温搅拌溶解，微真空脱泡后，再挤压，不易产生气泡，纺丝连续性强，提高了聚甲基戊烯中空纤维膜的生产效率和产品合格率。

技术领域

本发明涉及膜制备工艺技术领域，具体涉及一种聚甲基戊烯中空纤维膜制备装置和一种聚甲基戊烯中空纤维膜制备工艺。

背景技术

自2019年12月，新冠肺炎肆虐全球，随着疫情的发展，体外膜肺氧合机逐渐走入了大众视野。体外膜肺氧合机用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命，被誉为新冠肺炎危重症患者的“救命神器”。目前体外膜肺氧合机中核心部件氧合器所用的膜丝材料大多为聚甲基戊烯，主要制膜方法为热致相分离法。热致相分离法是A.J.Castro于1981年提出的一种制备聚合物微孔膜的方法，具体过程为首先将聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂(即稀释剂)中，形成均相溶液，然后降温冷却，在冷却过程中，聚合物溶液体系会发生相分离过程。通过控制工艺过程，进而控制聚合物溶液的分相过程，可以形成以聚合物为连续相，溶剂为分散相的两相结构，再选择适当的挥发性试剂(即萃取剂)把溶剂萃取出来，从而获得一定结构形状的聚合物膜。相较于其他制膜工艺，热致相分离法制膜影响因素比较少，成膜工艺更容易控制，膜的物理机械性能优良，但是热致相分离法制备技术能耗较高，相关研究较少，利用热致相分离技术生产可用于体外膜肺氧合机的聚甲基戊烯膜的研究更是寥寥无几。

相关技术中，专利CN102000515A虽然提供了一种通过热致相分离法制备工艺，将热塑性聚氨酯、稀释剂、无机成孔剂和抗氧化剂高速搅拌混合均匀，通过单螺杆挤出机熔融挤出成中空纤维，经过冷却成型，最后把中空纤维里面的稀释剂及无机成孔剂提取出来，但是其采用单螺杆挤出机容易出现物料平均滞留时间长，操作参数可控性弱，不可连续进行挤出和混合过程，效率低，且容易出现纺丝不连续及逆流、漏流等问题。

专利CN104857864A虽然公开了一种利用挤出流延机获得聚甲基戊烯基膜的方法，将聚4-甲基-1-戊烯树脂粒料加入挤出流延机，在250～300℃下熔融挤出，流延得到聚4-甲基-1-戊烯初始流延膜，将聚甲基戊烯基初始流延膜在100℃ -200℃进行热处理0.5-8h，得到热处理膜，再对热处理膜进行冷热拉伸产生微孔，最后进行热处理定型，从而获得聚甲基戊烯微孔膜，挤出机可以是单螺杆挤出机也可以是双螺杆挤出机，但是该方法可控性较差，而且容易出现气泡造成生产不连续，在挤出过程中容易出现供料不足，逆流、漏流等现象。

目前已有的热致相分离法制备聚甲基戊烯中空纤维膜的工艺方法中都是采用将原料直接在挤出机内混合并挤出。而且，挤出机多采用单螺杆挤出机或者双螺杆挤出机，然而采用单螺杆挤出机会存在物料平均滞留时间长，操作参数可控性弱，不可连续进行挤出和混合过程，各个区段螺杆不可任意搭配，不具有多变的特性。而采用双螺杆挤出机，容易出现螺杆出料段熔体压力较低导致供料不足情况，在双螺杆挤出机挤出过程中出现产生气泡，造成纺丝不连续的问题，短的长径比双螺杆挤出机也会造成逆流及漏流等问题。

因此，亟需研究一种新的聚甲基戊烯中空纤维膜制备装置及制备工艺来解决热致相分离法制备聚甲基戊烯中空纤维膜过程中出现的可控性较差、供料不足、气泡造成纺丝不连续及逆流、漏流等问题。

发明内容