[go: up one dir, main page]

CN108273386A - 一种中空纤维膜的制备方法 - Google Patents

一种中空纤维膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108273386A
CN108273386A CN201710683405.3A CN201710683405A CN108273386A CN 108273386 A CN108273386 A CN 108273386A CN 201710683405 A CN201710683405 A CN 201710683405A CN 108273386 A CN108273386 A CN 108273386A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hollow
fiber
fibre membrane
casting solution
fibre
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710683405.3A
Other languages
English (en)
Inventor
任鹏飞
杨永强
奚振宇
张新妙
王玉杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Beijing Research Institute of Chemical Industry
Publication of CN108273386A publication Critical patent/CN108273386A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08—Hollow fibre membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0093—Chemical modification
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0095—Drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/105—Support pretreatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02—Aerobic processes
    • C02F3/12—Activated sludge processes
    • C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2853—Anaerobic digestion processes using anaerobic membrane bioreactors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/12—Specific ratios of components used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
    • B01D2323/50—Control of the membrane preparation process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/24—Mechanical properties, e.g. strength
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/48—Antimicrobial properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明提供了一种中空纤维膜的制备方法，包括以下步骤：1)将含银纤维束与聚合物纤维束进行编织，从而得到含银纤维编织管；以及2)将步骤1)得到的含银纤维编织管与铸膜液和芯液共挤出，然后进行相分离，以得到所述中空纤维膜。本发明提供的方法不但能够制备得到兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维膜兼具，而且操作简单，采用现有工业设备即可实现，有利于实现工业化生产。

Description

一种中空纤维膜的制备方法
本申请要求享有2017年1月5日提交的名称为“中空编织管的改性方法和中空纤维膜的制备方法”的中国专利申请CN201710006850.6，2017年1月5日提交的名称为“一种中空纤维膜的制备方法”的中国专利申请CN201710006968.9的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种中空纤维膜的制备方法。
背景技术
膜分离技术被广泛应用于水处理领域。其中，聚偏氟乙烯是一种综合性能优良的膜材料，它具有较高的拉伸强度和优良的化学稳定性、耐腐蚀性及耐热性，因此常被用于微滤、超滤及纳滤等分离膜的材料。随着膜技术的发展，聚偏氟乙烯在废水处理、生物医疗和食品制造等领域受到越来越多的关注。但是由于聚偏氟乙烯的疏水性，使其在使用过程中，细菌等微生物很容易在膜表面吸附、增殖而造成生物污染，会导致膜通量大幅度降低，造成膜分离性能的劣化、产水水质的降低和膜寿命的缩短。因此在膜分离领域，对生物污染的防治尤为重要，目前的主要方法包括：在待处理水体中连续通入氯气进行杀菌，但是会对进水水质造成污染；或将待处理水体过滤，去除水中微生物，这样又使得流程工序更加繁琐；或在运行过程中，定期频繁加入次氯酸钠等氧化剂，对膜组件进行灭菌处理，杀死微生物，但是频繁的化学清洗会对膜结构造成破坏，降低膜的使用寿命。因此，制备自身具有抗菌性能的分离膜十分重要。
银离子和银纳米粒子是最为常用的高效抗菌剂之一，对真菌和细菌均具有较好的抑制作用。在膜本体或表面引入银纳米颗粒，可以有效的构建具有抗菌性能的分离膜。如何防止银纳米颗粒在使用过程中的流失现象，使膜的抗菌能力更为持久，是实际过程中需要解决的重要问题。
CN 201410153107.X采用超声方法将纳米银粒子分散制膜液中，相转化成膜时将银粒子镶嵌在中空纤维膜内。CN201210042292.6公开了将银粒子负载到分子筛内，随后掺杂到制膜液中，制备膜表面富集载银分子筛的中空纤维膜。但是，以上技术的共同特征是在长时间的运行过程中，银离子固定并不能稳定，致使其在运行过程中，抗菌物质会不断流失，导致膜的抗菌性能下降甚至消失。而目前采用的交联反应一般只发生在聚合物的末端，一方面交联度不够，另一方面这种抗菌层液不稳定。因此，有必要开发高效稳定、通用经济的抗菌膜的制备方法。
此外，中空纤维膜在工业应用中，常伴有高压、曝气、反冲洗等环境，在高速水流和气流的冲刷下，自身强度不足则会出现膜丝断裂的现象。
因此，本领域需要一种用于具有高机械强度和抗菌性能的中空纤维膜的方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新的中空纤维膜的制备方法。所述制备方法包括：
1)将含银纤维束与聚合物纤维束进行编织，从而得到含银纤维编织管；
2)将步骤1)得到的含银纤维编织管与铸膜液和芯液共挤出，然后进行相分离，以得到所述中空纤维膜。
根据本发明的优选实施方式，所述制备方法还包括在步骤1)之前对所述含银纤维和/或聚合物纤维进行清洗。根据一个实施例，用碱液和去离子水对所述含银纤维和/或聚合物纤维进行清洗。优选地，所述碱液为5％-15％的氢氧化钠溶液。优选地，用碱液清洗的温度为20分钟-60分钟，时间为5分钟-30分钟。
根据本发明的优选实施方式，所述制备方法还包括在步骤2)之后将所述中空纤维膜进行亲水化后处理。根据一个优选实施例，所述亲水化后处理为：将步骤2)得到的中空纤维膜在40℃-90℃的水中浸泡2小时-24小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在20℃-60℃干燥2小时-48小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
根据本发明的优选实施方式，所述编织为：将含银纤维束和聚合物纤维束沿着芯液管进行“人”字形交叉编织。
优选地，所述聚合物纤维束由数目为100-1000根纤维丝组成。优选地，，含银纤维束由数目为1-10根含银的纤维丝组成。
根据本发明，所述含银纤维束可以商购获得也可以自制。
根据本发明的优选实施方式，所述纤维丝选自聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚胺纤维、聚氨酯纤维、聚砜纤维或者玻璃纤维中至少一种，优选聚酯纤维和/或聚酰胺纤维。
根据本发明的优选实施方式，步骤2)中所使用的铸膜液包括聚偏氟乙烯、溶剂、非溶剂和添加剂。
根据本发明的优选实施方式，所述铸膜液通过以下步骤制备得到：将聚偏氟乙烯、溶剂、非溶剂、添加剂混合，在60℃-120℃在反应釜中搅拌12小时-24小时，真空脱泡12小时-24小时，从而得到所述铸膜液。
优选地，所述聚偏氟乙烯的数均分子量是10万-50万。在所述铸膜液中，所述聚偏氟乙烯的质量含量优选为10％-30％，更优选为15％-25％。
优选地，所述添加剂选自分子量3000-50000的聚乙烯吡咯烷酮、分子量1000-10000的聚乙二醇、分子量10000-60000的聚环氧乙烷和分子量8000-50000的聚乙烯醇中的至少一种。在所述铸膜液中，所述添加剂的质量含量优选为2％-20％，更优选为5％-15％。
优选地，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。在所述铸膜液中，所述溶剂的质量含量优选为50％-80％，更优选为60％-75％。
优选地，所述非溶剂为丙二醇、丙三醇、三甘醇和聚乙二醇中的至少一种。所述聚乙二醇优选选自聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600。在所述铸膜液中，所述非溶剂的质量含量优选为5％-20％，更优选为8％-12％。
根据本发明的优选实施方式，所述芯液为所述溶剂的混合溶液，或水与所述非溶剂的混合溶剂。优选地，所述芯液中，水的重量百分比浓度为50％-100％，优选为70％-100％。
根据本发明的优选实施方式，所述芯液的温度控制在20℃-80℃，优选为20℃-60℃
根据本发明的优选实施方式，通过将共挤出的产物浸入凝固浴和水浴中来进行所述相分离。所述凝固浴为N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中至少一种的水溶液，质量浓度优选为0％-40％，更优选为0％-20％。
根据本发明的优选实施方式，所述凝固浴的温度控制在30℃-80℃，优选为50℃-70℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.采用纤维编织-共挤出一体化工艺，将含银纤维束与聚合物纤维编织成纤维编织增强层，并嵌入到了中空纤维膜的本体中。相比普通的中空纤维膜，该膜丝具有更高的拉伸强度达12.5MPa-50MPa，抗爆破强度达0.25MPa-1.5MPa，纯水通量为120L/m2h-500L/m2h。
2.本发明得到中空纤维膜由于有含银编织管的引入，带有极好的抗菌和杀菌效果。实验表明，该中空纤维膜对大肠杆菌的抑制率为82.5％-93.5％，对金黄葡萄球菌的抑制率为75.1％-89.7％，具有优异的抗菌作用。同时，所述中空纤维膜对牛血清白蛋白的截留率为95.3％-97.3％，具有优异的分离性能。
3.由于本发明采用的含银编织管包裹在聚偏氟乙烯中空膜的内部，使得银粒子在使用过程中不易洗脱、抗菌时间长的特点。
4.本发明提供了一种上述兼具抗菌和高机械强度的中空纤维超滤膜的制备方法，该方法操作简单，采用现有工业设备即可实现，有利于实现工业化生产。
附图说明
图1为根据本发明的制备方法得到的中空纤维膜的示意图。
图2为根据本发明的制备方法得到的中空纤维膜在大肠杆菌溶液中浸泡12小时后的扫描电镜照片。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进行详细说明，但本发明并不受下述实施例限定。
本实施例中使用的银纳米线购于乐清中金金属有限公司。
实施例1
1、将由200根0.5丹尼尔涤纶丝组成的纤维束和替换4根银纳米线的纤维束在5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下处理30min，随后用去离子水清洗，以3000转/分钟的速度离心甩干30min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇400、聚乙烯吡咯烷酮按15:70:10:5的重量比在80℃温度下搅拌12小时，过滤、真空脱泡24小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以4m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的H2O凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡12小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在30℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
实施例2
1、将由150根0.7丹尼尔玻璃纤维丝组成的纤维束和替换6根银纳米线的纤维束在10wt％的氢氧化钠溶液中，在50℃温度下处理25min，随后用去离子水清洗，以5000转/分钟的速度离心甩干25min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、丙三醇、聚乙烯醇30000按15:70:10:5的重量比在80℃温度下搅拌18小时，过滤、真空脱泡18小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以3m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的H2O凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在70℃的热水中浸泡12小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在30℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
实施例3
1、将由200根0.5丹尼尔尼龙纤维丝组成的纤维束和替换8根银纳米线的纤维束在10wt％的氢氧化钠溶液中，在50℃温度下处理30min，随后用去离子水清洗，以5000转/分钟的速度离心甩干25min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇600、聚乙烯醇30000按18:68:9:5的重量比在80℃温度下搅拌24小时，过滤、真空脱泡18小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以3m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的N,N-二甲基乙酰胺/H2O(重量比1:4)凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡6小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在25℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
实施例4
1、将由300根0.5丹尼尔尼龙纤维丝组成的纤维束和替换10根银纳米线的纤维束在15wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下处理30min，随后用去离子水清洗，以10000转/分钟的速度离心甩干15min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为430000)、N,N-二甲基乙酰胺、丙三醇、聚乙二醇20000按20:64:10:6的重量比在90℃温度下搅拌18小时，过滤、真空脱泡18小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以1.5m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的N,N-二甲基乙酰胺/H2O(重量比1:6)凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡6小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在2℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
实施例5
1、将由300根0.5丹尼尔聚酯纤维丝组成的纤维束和替换8根银纳米线的纤维束在15wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下处理15min，随后用去离子水清洗，以10000转/分钟的速度离心甩干15min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、丙三醇、聚乙二醇20000按20:64:10:6的重量比在90℃温度下搅拌18小时，过滤、真空脱泡18小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以1.5m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的水凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡6小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在25℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
实施例6
1、将由150根0.5丹尼尔聚酯纤维丝组成的纤维束和替换6根银纳米线的纤维束在15wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下处理15min，随后用去离子水清洗，以10000转/分钟的速度离心甩干15min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、丙三醇、聚乙二醇20000按15:71:8.5:5.5的重量比在80℃温度下搅拌24小时，过滤、真空脱泡12小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以3m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的水凝固浴中发生相分离，得到含银中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡12小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在25℃干燥24小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
对比例1
1、将由200根0.5丹尼尔涤纶丝组成的纤维束浸入5wt％的氢氧化钠溶液中，在60℃温度下处理30min，随后用去离子水清洗，以3000转/分钟的速度离心甩干30min。
2、将聚偏氟乙烯(分子量为210000)、N,N-二甲基乙酰胺、聚乙二醇400、聚乙烯吡咯烷酮按15:70:10:5的重量比在80℃温度下搅拌12小时，过滤、真空脱泡24小时，得到铸膜液。
3、铸膜液在0.2MPa压力下，通过压力挤出进入模具，25℃的H2O作为芯液在0.01MPa压力下经过芯液管进入模具；将编织架上的纤维束沿芯液管进行“人”字形交叉编织，使得芯液管固定在编制好的纤维编织管中间，含银线的纤维编织管在摩擦轮的牵引下，以4m/min的前行速度下进入挤出喷头。将铸膜液、芯液、纤维编织管通过挤出模具进行共挤出，浸入60℃的H2O凝固浴中发生相分离，得到中空纤维膜。
4、将得到的中空纤维膜在60℃的热水中浸泡12小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在30℃干燥24小时，干燥后就得到中空纤维超滤膜。
将实施例1-6和对比例1制备得到的中空纤维超滤膜进行性能测试。
测试条件如下：水通量采用实验室自制的死端外压过滤装置进行测定，即清洗后的湿膜现在0.15MPa预压30min，然后在0.1MPa测定其外压水通量；随后通入BSA(分子量6700)溶液，测定截留率，经水清洗后测定通量恢复率；编织管和分离层的界面结合强度采用水反冲压力测定；干膜的水接触角通过OCA20(Dataphysics,德国)的接触角测量仪测定；干膜表面及断面形态通过场发射扫描电镜SIRION-100(FEI,Finland)观察。抗菌试验中所选用的模型细菌为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。
所制备的纤维编织增强中空纤维超滤膜的水通量、截留率、反洗膜破裂压力、接触角、断裂强度、大肠杆菌杀菌率、金黄色葡萄球菌杀菌率见表1。
表1
本发明提供的方法不但能够制备得到兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维膜兼具，而且操作简单，采用现有工业设备即可实现，有利于实现工业化生产。
虽然在上文中已经参考了一些实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发范围的情况下，可以对其进行各种改进，并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的各个实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是落入权利要求的范围的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种中空纤维膜的制备方法，包括：
1)将含银纤维束与聚合物纤维束进行编织，从而得到含银纤维编织管；
2)将步骤1)得到的含银纤维编织管与铸膜液和芯液共挤出，然后进行相分离，以得到所述中空纤维膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合物纤维束由数目为100-1000根纤维丝组成；含银纤维束由数目为1-10根含银的纤维丝组成。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纤维丝选自聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚烯烃纤维、聚胺纤维、聚氨酯纤维、聚砜纤维或者玻璃纤维中至少一种，优选聚酯纤维和/或聚酰胺纤维。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)中所使用的铸膜液包括聚偏氟乙烯、溶剂、非溶剂和添加剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯数均分子量是10万-50万；优选地，在所述铸膜液中，所述聚偏氟乙烯的质量含量为10％-30％，更优选为15％-25％。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述添加剂选自分子量3000-50000的聚乙烯吡咯烷酮、分子量1000-10000的聚乙二醇、分子量10000-60000的聚环氧乙烷和分子量8000-50000的聚乙烯醇中的至少一种；优选地，在所述铸膜液中，所述添加剂的质量含量为2％-20％，更优选为5％-15％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种；优选地，在所述铸膜液中，所述溶剂的质量含量为50％-80％，更优选为60％-75％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非溶剂为丙二醇、丙三醇、三甘醇和聚乙二醇中的至少一种，所述聚乙二醇优选选自聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的至少一种；优选地，在所述铸膜液中，所述非溶剂的质量含量为5％-20％，更优选为8％-12％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凝固浴的温度控制在30℃-80℃，优选为50℃-70℃；所述芯液的温度控制在20℃-80℃，优选为20℃-60℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤2)之后将所述中空纤维膜进行亲水化后处理，所述亲水化后处理为：将步骤2)得到的中空纤维膜在40℃-90℃的水中浸泡2小时-24小时，进行亲水化和膜孔定型后处理；将亲水化处理后的中空纤维膜在20℃-60℃干燥2小时-48小时，干燥后就得到了兼具高机械强度和抗菌性能的中空纤维超滤膜。
CN201710683405.3A 2017-01-05 2017-08-11 一种中空纤维膜的制备方法 Pending CN108273386A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2017100069689 2017-01-05
CN201710006850 2017-01-05
CN201710006968 2017-01-05
CN2017100068506 2017-01-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108273386A true CN108273386A (zh) 2018-07-13

Family

ID=62801168

Family Applications (6)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710683044.2A Active CN108273399B (zh) 2017-01-05 2017-08-11 增强型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN201710683102.1A Pending CN108273398A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 抗菌型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN202311533517.2A Pending CN117379992A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 中空编织管改性方法和中空纤维膜及其制备方法
CN202311534013.2A Pending CN117619161A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 抗菌型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN201710683431.6A Active CN108273392B (zh) 2017-01-05 2017-08-11 中空编织管的改性方法和中空纤维膜的制备方法
CN201710683405.3A Pending CN108273386A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 一种中空纤维膜的制备方法

Family Applications Before (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710683044.2A Active CN108273399B (zh) 2017-01-05 2017-08-11 增强型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN201710683102.1A Pending CN108273398A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 抗菌型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN202311533517.2A Pending CN117379992A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 中空编织管改性方法和中空纤维膜及其制备方法
CN202311534013.2A Pending CN117619161A (zh) 2017-01-05 2017-08-11 抗菌型中空纤维膜及其制备方法和应用
CN201710683431.6A Active CN108273392B (zh) 2017-01-05 2017-08-11 中空编织管的改性方法和中空纤维膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (6) CN108273399B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111804156A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 德威华泰科技股份有限公司 高速制备增强型中空纤维膜的多孔装置及方法
CN117069390A (zh) * 2022-05-10 2023-11-17 中国石油化工股份有限公司 一种单宁酸与聚乙烯亚胺并用改性玻璃纤维与含其的增强尼龙复合材料及它们的制备方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109295717B (zh) * 2018-07-31 2021-04-27 广州中国科学院先进技术研究所 一种快速制备疏油疏水膜的方法
CN109012223B (zh) * 2018-08-27 2020-08-28 杭州博大净化设备有限公司 一种氮氧气体分离复合膜及其制备方法
CN109403037A (zh) * 2018-11-09 2019-03-01 安徽农业大学 一种改性涤纶纤维及其制备方法
CN109768288B (zh) * 2018-12-27 2021-10-29 浙江工业大学 一种生物形态Ni-Li/C催化剂及其制备方法和应用
CN109794172B (zh) * 2019-01-25 2021-05-14 广东省医疗器械研究所 一种用于血液净化的抗菌中空纤维膜的制备方法
CN109647218B (zh) * 2019-01-30 2021-10-26 自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所 具有高效抗污染与抑菌的改性聚偏氟乙烯膜及制备方法
CN109925894B (zh) * 2019-03-01 2022-01-11 江苏大学 一种光芬顿自清洁膜的制备方法及其应用
CN112387127A (zh) * 2019-08-19 2021-02-23 中国石油化工股份有限公司 一种中空纤维滤膜及其制备方法
CN110548401B (zh) * 2019-08-27 2022-03-08 武汉艾科滤膜技术有限公司 一种抑菌超滤膜组件
CN110975637B (zh) * 2019-11-20 2022-03-04 华侨大学 一种没食子酸-壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备方法
CN111185103B (zh) * 2020-01-09 2021-12-21 东华大学 一种纳米纤维基有机/无机复合纳滤膜及其制备方法
CN111282454A (zh) * 2020-03-04 2020-06-16 东华大学 一种聚酰亚胺纳米纤维基复合纳滤膜及其制备方法
CN111450710A (zh) * 2020-03-06 2020-07-28 江南大学 一种仿生矿化增强聚偏氟乙烯超滤膜的制备方法
CN111620429B (zh) * 2020-06-04 2021-07-06 浙江大学 一种贴附在中空纤维膜上的金属薄膜的制备方法及其应用
CN112047646A (zh) * 2020-08-27 2020-12-08 泰山玻璃纤维有限公司 一种石墨烯包覆玻璃纤维的制备方法
CN113336304B (zh) * 2021-05-06 2022-09-23 东南大学 一种高纯度银掺杂钨酸铋纳米抗菌纤维膜的制备方法及用途
CN113634135B (zh) * 2021-08-30 2022-05-17 北京赛诺膜技术有限公司 一种中空纤维复合纳滤膜及其制备方法
CN114653224B (zh) * 2022-04-19 2024-04-09 奥赛科膜科技(天津)有限公司 一种改性支撑管的中空纤维膜制备方法
CN115652520A (zh) * 2022-10-28 2023-01-31 天津维纳博环境科技有限公司 一种改性的钩编支撑管及加工方法
CN115887786B (zh) * 2022-11-16 2024-03-12 中国中医科学院望京医院(中国中医科学院骨伤科研究所) 一种聚偏氟乙烯涂覆的纳米复合管材及其制备方法
CN116850802B (zh) * 2023-07-17 2024-01-30 青岛科技大学 一种超亲水多功能聚醚砜膜及其制备方法和应用
CN118577147A (zh) * 2024-05-30 2024-09-03 天津大学 一种内沉积中间层的管式复合聚酰胺膜制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567598B1 (de) * 1965-06-18 1970-06-04 Japan Gas Chemical Co Verfahren zur Herstellung einer profilierten wasserstoffpermeablen Membran
CN201186975Y (zh) * 2008-04-16 2009-01-28 上海仙娉莱服饰有限公司 防辐射、抗静电、抗菌机织面料
CN101543731A (zh) * 2009-03-23 2009-09-30 杭州洁弗膜技术有限公司 纤维编织管嵌入增强型聚合物中空纤维微孔膜的制备方法
CN201704490U (zh) * 2010-05-05 2011-01-12 郭桂强 双重抗菌防辐射织物
CN103480278A (zh) * 2013-09-06 2014-01-01 烟台绿水赋膜材料有限公司 一种抗污染亲水性分离膜的制备方法及应用
CN103585895A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 天津工业大学 一种导电针织物增强型复合膜的制备方法
CN103585894A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 天津工业大学 一种导电针织物增强型复合膜
CN103933867A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种具有抑菌性的pvc中空纤维膜的制备方法
CN104264358A (zh) * 2014-09-26 2015-01-07 天诺光电材料股份有限公司 一种经编织物
CN205590868U (zh) * 2015-11-04 2016-09-21 宜兴中大纺织有限公司 银纤维抗菌面料

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100493113B1 (ko) * 2001-12-07 2005-05-31 주식회사 코오롱 편물로 보강된 복합 중공사막
EP1658889A1 (en) * 2004-11-19 2006-05-24 "VLAAMSE INSTELLING VOOR TECHNOLOGISCH ONDERZOEK", afgekort "V.I.T.O." Longitudinal reinforced self-supporting capillary membranes and method for manufacturing thereof
CN101406810A (zh) * 2008-11-06 2009-04-15 复旦大学 热致相分离制备增强型复合中空纤维膜的方法
ES2521440T3 (es) * 2009-06-26 2014-11-12 Bl Technologies, Inc. Membrana de fibra hueca no trenzada reforzada con textiles
KR101206656B1 (ko) * 2010-12-31 2012-11-29 주식회사 효성 관형 편직물을 이용하는 복합 중공사막의 제조방법 및 그로부터 제조된 복합 중공사막
CN102284251A (zh) * 2011-08-01 2011-12-21 浙江东大环境工程有限公司 一种聚四氟乙烯中空纤维膜的制造方法
CN102512971B (zh) * 2011-12-09 2013-10-16 苏州中色德源环保科技有限公司 一种复合平板超滤膜的制备方法
CN102430348B (zh) * 2011-12-09 2014-02-19 苏州中色德源环保科技有限公司 Pet编织管/聚合物复合中空纤维微孔膜的制备方法
CN102553463B (zh) * 2011-12-09 2013-10-16 苏州中色德源环保科技有限公司 热诱导法制备编织管/聚合物复合中空纤维膜
CN102512992B (zh) * 2011-12-09 2013-12-18 苏州中色德源环保科技有限公司 一种覆膜中空纤维管的制备方法
CN102512989A (zh) * 2011-12-31 2012-06-27 北京坎普尔环保技术有限公司 编织管加强聚偏氟乙烯多孔膜制备方法
CN102580577B (zh) * 2012-03-02 2014-04-16 天津工业大学 一种增强型聚丙烯腈中空纤维膜的制备方法
CN103028330B (zh) * 2012-12-20 2015-08-19 北京碧水源膜科技有限公司 一种带絮状增强中空纤维膜及其制备方法
CN103418250B (zh) * 2013-07-05 2015-12-02 烟台绿水赋膜材料有限公司 一种在分离膜表面原位生成纳米粒子的方法
KR101516614B1 (ko) * 2013-11-04 2015-04-30 한국에너지기술연구원 나노섬유 복합 분리막 및 이의 제조방법
CN105854638A (zh) * 2016-04-14 2016-08-17 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种永久亲水性ptfe中空纤维膜及其制备方法
CN106139912B (zh) * 2016-06-24 2019-02-26 盐城海普润膜科技有限公司 一种内支撑增强型聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备方法
CN106268361B (zh) * 2016-09-06 2020-03-20 南京佳乐净膜科技有限公司 一种增强型中空纤维膜内衬预处理方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567598B1 (de) * 1965-06-18 1970-06-04 Japan Gas Chemical Co Verfahren zur Herstellung einer profilierten wasserstoffpermeablen Membran
CN201186975Y (zh) * 2008-04-16 2009-01-28 上海仙娉莱服饰有限公司 防辐射、抗静电、抗菌机织面料
CN101543731A (zh) * 2009-03-23 2009-09-30 杭州洁弗膜技术有限公司 纤维编织管嵌入增强型聚合物中空纤维微孔膜的制备方法
CN201704490U (zh) * 2010-05-05 2011-01-12 郭桂强 双重抗菌防辐射织物
CN103480278A (zh) * 2013-09-06 2014-01-01 烟台绿水赋膜材料有限公司 一种抗污染亲水性分离膜的制备方法及应用
CN103585895A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 天津工业大学 一种导电针织物增强型复合膜的制备方法
CN103585894A (zh) * 2013-11-26 2014-02-19 天津工业大学 一种导电针织物增强型复合膜
CN103933867A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 哈尔滨工程大学 一种具有抑菌性的pvc中空纤维膜的制备方法
CN104264358A (zh) * 2014-09-26 2015-01-07 天诺光电材料股份有限公司 一种经编织物
CN205590868U (zh) * 2015-11-04 2016-09-21 宜兴中大纺织有限公司 银纤维抗菌面料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111804156A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 德威华泰科技股份有限公司 高速制备增强型中空纤维膜的多孔装置及方法
CN117069390A (zh) * 2022-05-10 2023-11-17 中国石油化工股份有限公司 一种单宁酸与聚乙烯亚胺并用改性玻璃纤维与含其的增强尼龙复合材料及它们的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN117619161A (zh) 2024-03-01
CN108273392B (zh) 2021-07-30
CN108273399B (zh) 2020-12-18
CN117379992A (zh) 2024-01-12
CN108273399A (zh) 2018-07-13
CN108273398A (zh) 2018-07-13
CN108273392A (zh) 2018-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108273386A (zh) 一种中空纤维膜的制备方法
CN104801205B (zh) 一种同质增强型ppta中空纤维膜的制备方法
CN104117289B (zh) 一种增强复合支撑中空纤维膜及其制备方法
CN103025410B (zh) 中空纤维膜的干燥装置及干燥方法
CN101703893B (zh) 空心纤维超滤复合膜及其制备方法和应用
CN103796744B (zh) 多孔性中空纤维膜的制造方法
CN101543731A (zh) 纤维编织管嵌入增强型聚合物中空纤维微孔膜的制备方法
CN101721928A (zh) 高强度、亲水性聚砜类中空纤维超滤膜
CN110327787A (zh) 一种增强型中空纤维膜、制备方法及装置
CN103495348B (zh) 一种聚氯乙烯中空纤维超滤膜及其制备方法
CN108355499A (zh) 含管状支撑网的双分离层中空纤维超滤膜及其制备方法
CN113117535A (zh) 同质连续纤维增强型中空纤维膜的制备方法及其制备的中空纤维膜
CN1986921A (zh) 海藻纤维凝胶纺丝制备工艺
CN117018895A (zh) 一种增强型中空纤维疏松纳滤膜的制备方法
CN115369501A (zh) 一种膨体聚四氟乙烯单丝及其生产方法
CN1287017C (zh) 甲壳胺与聚乙烯醇复合纤维及其制造方法
JP4803697B2 (ja) 多孔質膜の製造方法
JP2008178869A (ja) 繊維強化型中空糸膜
JP2010149044A (ja) 中空糸膜の製造方法および中空糸膜の乾燥装置
CN1094380C (zh) 人工肾血液透析器材料及制造方法
CN108187510A (zh) 一种高强度pvdf中空纤维膜、制备方法及装置
CN210934506U (zh) 一种增强型中空纤维膜、喷丝头及其制备装置
KR100496242B1 (ko) 가교 키토산섬유 및 제조방법.
CN109092082B (zh) 一种高湿度中空纤维滤膜丝浇筑方法
JP6863333B2 (ja) 水処理膜エレメントの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180713