中空纤维膜的制备方法及技术应用的立项申请

第一节 中空纤维膜的简介

中空纤维膜是指外形像纤维状，具有自支撑作用的膜。中空纤维膜是以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝，再除以高渗透性聚合物，具有选择性渗透特性。（立项申请）

第二节 中空纤维膜的制备方法

与其他形式的膜相比，中空纤维膜具有以下几个突出优点：（1）膜的填充密度大，一般为 1.6×104 ～ 3×104 m2/m3；（2）膜为自承式，无需任何支撑体，价格便宜；（3）单个膜组器的回收率高，通常对水的回收率为 35% ～ 65%。中空纤维膜内径一般为 25 ～ 350 µm，外径为 80 ～ 1 000 µm，中空纤维膜的几何尺寸可根据分离体系的组成、浓度、膜材质、纺丝工艺等具体条件而定，并根据不同的分离特性制成反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、微孔滤膜和渗透汽化复合膜。

中空纤维膜的制备方法大致可分为 3 类，即溶液纺丝、熔融纺丝和半熔融纺丝，其工艺特点分别如下。

（1）溶液纺丝

按制膜液的组成和配比配置纺丝液，经熟化脱泡后，加压通过喷丝头挤出纺丝，再经溶剂挥发、凝胶、漂洗、收集、性能检测后成为成品膜。按纺丝方式不同可分为干纺和湿纺 2 种，在实际纺制过程中，可将二者结合，采用喷丝后先经溶剂挥发，后凝胶成膜的方法，即常说的干喷湿纺法。

（2）熔融纺丝

将高聚物加热熔化，加压使聚合物熔融从喷丝头挤出，冷却成形。此法制的是均质膜，透水量小，但经熔融纺丝 �C 拉伸后可制成微孔滤膜。如将聚丙烯聚合物加热至熔融挤出，计量熔纺成初生态中空丝，然后再将丝在熔点以下 10 ～ 15 ℃冷却成形，接着冷热连续拉伸 50% ～ 60%，最后在低于其熔点的温度下热定形即得聚丙烯中空纤维微孔滤膜。

（3）半熔融纺丝

用三醋酸纤维素（CTA）制备中空反渗透膜或纳滤膜时，采用了半熔融纺丝工艺。因为CTA的玻璃化温度大约为 170 ～ 180 ℃，热稳定性较好，但并无确切的熔融温度，当达到熔化温度时便开始分解，因此只能采用半熔融纺丝或凝胶纺丝法。半熔融纺丝法中，CTA的浓度一般为 35% ～ 55%，最高时可达 80%，高于溶液纺丝。

纺丝料液从贮桶经计量泵、过滤器后，进入喷丝板，喷丝板的喷口呈环形，因此喷出的纤维是中空的。为了不使纤维塌瘪，由供气系统向纤维的空心中供气；喷出的纤维可直接进入凝胶浴，也可先进入挥发通道，使部分溶剂挥发或使纤维冷却（或受热）后进入凝胶浴；然后经漂洗浴漂洗，再经干燥箱干燥后，收集在滚筒上。半熔融纺丝是向纤维中心供气，而溶液纺丝则是向纤维空心部分供液体。

第三节 中空纤维膜的技术应用

超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内， 可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。

早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤膜技术的应用领域已经很广，主要包括食品工业、饮料工业、乳品工业、生物发酵、生物医药、医药化工、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收以及环境工程等等。 原水在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式中空超滤膜。超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩液排除不致堵塞膜表面，可长期连续运行。

超滤膜按结构型式分为板框式(板式)、中空纤维式、纳米膜表超滤膜、管式、卷式等多种结构。其中，中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。中空纤维外径0.4-2.0mm，内径0.3-1.4mm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。

超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。

通过膜技术进行水处理，应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回用、医院、小区污水回用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布，原液在一定压力下通过膜的一侧，溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液，而大分子溶质被膜截留，达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质被膜壁阻隔，随浓缩液流出，膜不易被堵塞，可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行，无相态变化，高效节能。 中空纤维膜是分离膜的一种重要形式，膜产品包括中空纤维微滤膜（MF）、中空纤维超滤膜（UF）、中空纤维反渗透膜（RO）、中空纤维帘式膜（FPM）等以及MBR技术的应用，主要应用于矿泉水净化、生产生活用水净化、医药提纯、果汁浓缩、造纸电镀化工等污染行业水处理与回收、城市污水回用等医药、化工、建筑、纺织、造纸、石化等行业。

免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。