高性能中空纤维膜后处理及截留性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:yishumi1
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干-湿法纺丝制备中空纤维膜的成形过程中,在卷绕张力作用下将产生一定的拉伸,当中空纤维膜丝完成卷绕,经切割成束时,膜丝会发生一定的回缩,在随后的清水洗涤或长期浸泡中,甚至浸渍甘油水溶液、晾干后,膜丝的收缩仍在缓慢进行。宏观上膜丝的收缩过程也是中空纤维膜中微孔结构的收缩过程,因此相应的中空纤维膜的重要宏观指标之一的水通量也将伴随中空纤维膜切割后的收缩,以及存放时间的延长,而逐步衰减。如何通过后处理,在保持纺丝中产生的中空纤维膜微孔的同时,而将存在于膜丝内的内应力松弛掉,是提高中空纤维膜制品水通量的重要研究课题。论文以自制的聚偏氟乙烯及聚砜中空纤维膜为研究对象,采用扫描电镜、紫外分光光度计、膜通量截留测试装置等仪器设备,对中空纤维膜进行不同条件的拉伸、热定型处理前后样品进行了测试分析。对聚偏氟乙烯中空纤维膜进行热水拉伸-热定型,有一定的效果。但因热水拉伸-热定型的所需时间长,不适宜工业生产。采用热风拉伸-热定型的最佳处理时间可以大大缩短,且效果明显。实验还表明,热风定型前使PVDF膜丝浸渍甘油等膜微孔保护液是十分必要的。本实验中得到最佳实验条件为:经过浸渍甘油水溶液的PVDF膜丝,拉伸倍率20%,热风定型处理10min,热定型温度50℃,膜丝水通量比原丝增大87.7%。拉伸-热风定型对聚砜中空纤维膜提高通量效果明显。实验中对不同拉伸率、不同热风温度、不同定型时间的各种工艺条件下的试样做了大量测试、得到最佳实验条件为:经过浸渍甘油水溶液的聚砜高通量膜丝,拉伸倍率7%,热风定型处理5min,热定型温度60℃,膜丝水通量比原丝增大38.6%。论文对超滤膜截留性能的测试方法,特别是对聚乙二醇截留率测定中的显色剂——D试剂的稳定性作了较深入研究,发现随着D试剂存放时间的延长,试样的吸光度数值增大,并且常温存放的D试剂比冰箱保存的D试剂变化更大。因此以聚乙二醇为截留物测定超滤膜截留率时,要同步进行聚乙二醇水溶液的浓度与吸光度的标准曲线的制作,否则将会产生较大的测试误差,引起超滤膜供需双方的纠纷。提出超滤膜供需双方测定截留率的注意事项;提出简易、快速、准确测试聚乙二醇截留率的新方法。对国家海洋局行业标准HY/T050-1999(中空纤维超滤膜测试方法)中的有关测试方法和测试条件作了补充。
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