聚酯内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制.pdf

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1、第34卷第1期膜科学与技术Vo1．34No．12014年2月MEM旧RANESCIENCEANDTECHN0L0GYJan．2014聚酯内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制赵岳轩，王乐译，徐志成，王新艳，王义玲(山东招金膜天有限责任公司，招远265400)摘要：用等离子体处理聚酯编织管制备内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜．考察了等离子体处理时间和功率、聚偏氟乙烯树脂的分子量、添加剂的浓度对膜性能的影响．实验发现：等离子体的处理功率和时间、聚偏氟乙烯树脂的分子量及添加剂的浓度等均影响聚酯内支撑管与聚偏氟乙烯膜材料之间的附着力．等离子体的处理功率和时

2、间对内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜的水通量影响较小；聚偏氟乙烯树脂的分子量及添加剂的浓度对膜水通量影响较大．关键词：聚酯编织管；聚偏氟乙烯膜；中空纤维中图分类号：TQ028．8文献标志码：A文章编号：1007—8924(2014)01一O079—03聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有优良性能：耐热性空纤维膜性能的影响．好，长期使用温度可以达到150℃；耐紫外线、7射1实验部分线辐射；耐酸碱性强，室温下长期使用范围pH值为1～12；耐有机溶剂，如强氧化剂、脂肪烃、芳烃、卤代1．1原材料烃、醇、醛等，是一种优良的膜材料[1]．它适用于采用聚偏氟乙烯原

3、料：solefl010、solefl015、干一湿法或湿法纺丝制膜，制造容易、成本低[2]．因sold6020，solvay公司提供；聚乙烯吡咯烷酮此具有较大的应用价值和广泛的应用领域．中空纤(PVP)：PVPK30，博爱新开源制药股份公司提供；维膜具有耐压性好、装填密度大、单位体积的膜面积N一甲基吡咯烷酮(NMP)，山东庆云长信科技公司大、通量大等优点[3]，广泛应用于膜分离的各个领提供；无水氯化锂，南京泰业化工新材料有限公司提域．聚偏氟乙烯干一湿法或湿法纺丝制的中空纤维供；氢氧化钠，烟台氯碱厂提供．膜，在使用过程中特别是应用在浸没一

4、体式膜生物1．2实验装置和测试仪器反应器(MBR)时，膜丝会经常发生断裂L4J．低温等离子体实验装置，石家庄等离子体技术内支撑中空纤维膜强度高(拉伸强度≥实验室提供；内支撑中空纤维纺丝机、泡点测试仪、200N)，解决了MBR等在曝气时由于强抖动造成附着力耐擦洗试验仪、水通量测试仪均由招金膜天的膜丝断裂现象，延长了膜的使用寿命，降低了使用公司制造．成本．但内支撑中空纤维膜制备的难点在于如何提1．3内支撑编织管处理高膜材料与内支撑编织管之间的粘结力，避免在使在80℃的条件下，用1O质量浓度的氢氧化用过程中出现膜材料脱落现象．钠水溶液浸泡处理

5、内支撑编织管1h，取出后水洗本文主要研究了内支撑编织管的处理方式、聚晾干．然后在30Pa真空度下，分别用不同功率和不偏氟乙烯树脂种类及添加剂对内支撑聚偏氟乙烯中同时间的等离子体处理内支撑编织管．收稿日期：2013—04—05；修改稿收到Et期：2013—07—10基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项(2O11Zx0741O—OO2)第一作者简介：赵岳轩(1969一)，男，山东招远人，高级工程师，主要从事高分子分离膜的制备及应用研究，电话：0535—8118518，E-mail：mt1368@163．com．*通讯作者，E-mai

6、l：zv-wxy@163．com·8O·膜科学与技术第34卷1．4内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备I^按一定比例将溶剂(NMP)、添加剂(PVP、氯化岂锂等)和PVDF树脂等原料混合均匀，在80℃溶解一＼g10h以上并脱泡24h得到聚偏氟乙烯铸膜液．‘在5O℃的条件下，用聚偏氟乙烯铸膜液涂覆经’窨国等离子处理的支撑编织管，在30℃去离子水中凝窿固后，用20℃水浸泡24h，晾干即得到内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜．1．5附着力耐擦洗测试将内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜表面间隔2mm划格，在附着力耐擦洗试验仪上测试膜耐擦洗次数．1．6水通量用去离子

7、水浸泡内支撑聚偏氟乙烯中空纤维膜24h，在室温、0．3MPa下预压3Omin，然后在0．1MPa压力下，收集一定时间内透过水的体积，按式(1)计算膜的水通量一(透过水的体积)(膜的有效面积×时间)2结果与讨论2．1等离子体处理条件对膜性能的影响2．1．1低温等离子体处理时间对膜性能的影响在低温等离子体处理真空度30Pa、功率60w条件下，固定9kgPVDF(solef6010)树脂，2kgPVPK30，0．1氯化锂，38．9kgNMP，测试不同低温等离子体处理时间对膜性能的影响．如图1所示，随着等离子体处理编织管时间的延长，内支撑聚偏氟

8、乙烯中空纤维膜的耐擦洗次数先是增加，达到一定的时间后降低．膜的水通量基本上与等离子体的g处理时间关系不大．分析原因：随着等离子体对编织、籁管处理时间的延长，编织管表面受等离子体的刻蚀‘吕及活化效果逐渐加大，