脱气膜与气态膜过程的PP中空纤维微孔疏水膜制备方法(1)
发布时间:2017-08-15
聚丙烯(PP)中空纤维膜是脱气膜过程和气态膜分离过程中常用的微孔疏水膜之一,已经被大规模应用于超纯水脱氧和脱二氧化碳、用于膜法废水脱氨。PP中空纤维微孔疏水膜的生产方法主要有两种:熔融纺丝-拉伸法和热致相分离法。
熔融纺丝-拉伸法是熔融纺丝和拉伸制备微孔的简称,主要步骤包括熔融纺制初生纤维、重结晶、拉伸成孔和热定型。首先,聚丙烯原料在高于熔点以上的温度熔融,从喷丝头挤出并高速牵伸,溶体在高的剪切力下形成结晶;其次,经过冷凝形成初生纤维,初生纤维经过重结晶形成沿纤维轴向排列的片晶结构。再次,进行拉伸工艺,使片晶结构被拉开,片晶之间形成大量的微纤结构,微孔形成;最后热定型固定微孔结构。根据拉伸工艺不同,又可分为一次成型法、连续拉伸法。熔融纺丝-拉伸法制备过程较简单,便于控制,不需要溶剂,环境友好性好,可干态保存,但是膜的透过性能较差。国外多家公司都有相应的工业化产品,国内业已实现产业化。
热致相分离法(Thermally Induced Phase Separation,简称“TIPS”)是指某些聚合物如PP、PE、PVDF等,在高温时溶于特定的溶剂形成均相溶液,降低温度后发生相分离过程。TIPS法制备PP中空纤维疏水膜步骤:首先,将PP溶解在有机溶剂中形成均相溶液;其次,均相溶液通过纺丝形成中空纤维;然后降低温度使聚合物固话发生相分离;最后去除溶剂形成微孔材料。研究发现,控制膜微孔结构的主要因素是:聚合物的 相对分子质量、溶剂及稀释剂种类,聚合物溶液固含量,冷却速率、成核剂等。该方法制备的PP膜渗透性能好,孔径可调、孔径分布窄,力学强度好,中纤维内外径可调。
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