本發(fā)明涉及一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法。
背景技術(shù):
膜分離技術(shù)作為材料科學(xué)和諸多學(xué)科交叉結(jié)合相互滲透而產(chǎn)生的新型分離技術(shù)在技術(shù)上有很多優(yōu)點,在節(jié)能環(huán)保,工業(yè)污水和城市污水處理和回用,飲用水的凈化,海水淡化等方面有著廣泛的應(yīng)用。
膜分離技術(shù)的關(guān)鍵是高機械強度、高分離性能的分離膜。分離膜通常包括無孔分離膜和多孔分離膜。在多孔分離膜中,根據(jù)膜孔徑的大小可以分為納濾膜、超濾膜和微濾膜。一般將膜孔徑為0.05-10微米的多孔過濾膜稱之為微濾膜,而膜孔徑為0.002-0.1 微米的多孔過濾膜稱之為超濾膜。
聚偏氟乙烯樹脂具有很好的熱機械性能和耐化學(xué)性能,大多數(shù)的多孔濾膜都是用聚偏氟乙烯樹脂制備的,聚偏氟乙烯微濾/超濾膜是多孔膜產(chǎn)品中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最多的產(chǎn)品。
制備微濾/超濾膜通常有兩種方法,即擴散誘導(dǎo)相分離制膜法(又叫非溶劑誘導(dǎo)相分離制膜法)和熱誘導(dǎo)相分離制膜法。熱誘導(dǎo)相分離制膜法是一種相對較新的多孔膜制備技術(shù), 最早見于1980年的美國專利US4247498。熱誘導(dǎo)相分離制膜法就是把制膜用的樹脂在高溫下和稀釋劑形成均相溶液,由于所用稀釋劑只能在高溫下溶解樹脂,而在室溫下則不能溶解樹脂,故當所得溶液溫度降低到室溫時,樹脂和稀釋劑就會發(fā)生微相分離,用萃取劑除去稀釋劑富相就會形成膜孔,而樹脂富相就形成多孔膜的主體結(jié)構(gòu)。用熱誘導(dǎo)相分離制膜技術(shù)制備的多孔分離膜的優(yōu)點是高機械強度、高過濾通量、低過濾阻力和孔徑大小均勻可控,但是制備過程中聚合物樹脂和稀釋劑要在一定的溫度下形成溶液,而這一過程通常是在攪拌釜中完成的,所以高溫溶液制備通常是間歇過程,這樣整個生產(chǎn)過程就不是一個連續(xù)過程。有關(guān)用熱誘導(dǎo)相分離制膜法生產(chǎn)聚偏氟乙烯膜的中國專利有不少,如中國專利CN200510126253.4一種聚偏氟乙烯多孔膜及其制備方法,中國專利CN200810172232.X復(fù)合熱致相分離制膜方法,中國專利CN200810057173.1一種制備聚偏氟乙烯多孔膜的方法,中國專利CN201210272030.9 一種制備聚偏氟乙烯超濾膜的方法,中國專利CN201310688684.4 制備聚偏氟乙烯超濾膜的方法,所有這些專利(申請)中都是采用攪拌混合,靜置脫泡的間歇式方法制備聚偏氟乙烯和(復(fù)合)稀釋劑的高溫溶液。和上述所有專利方法不同,本方法是用高混合分散和輸送性能的雙螺桿擠出機來連續(xù)制備聚偏氟乙烯樹脂和混合稀釋劑的高溫溶液,而且高溫溶液的脫泡也采用連續(xù)真空脫泡方法,因此聚偏氟乙烯多孔膜的生產(chǎn)過程是連續(xù)的。
經(jīng)典的熱誘導(dǎo)相分離制膜方法中使用的稀釋劑大都是油溶性的,如在中國專利CN200510126253.4一種聚偏氟乙烯多孔膜及其制備方法中使用了油溶性的二苯甲酮稀釋劑,在中國專利CN 200810057173.1一種制備聚偏氟乙烯多孔膜的方法中使用了油溶性的碳酸二苯酯或者碳酸二苯酯/二苯甲酮混合稀釋劑,由于熱誘導(dǎo)相分離的機理導(dǎo)致稀釋劑富集相的尺寸在0.1微米左右,這樣使用油溶性稀釋劑制備的熱誘導(dǎo)相分離膜嚴格來說都是微濾膜,或者說是間于微濾膜和超濾膜之間的濾膜,熱誘導(dǎo)相分離法不能用于超濾膜的制備。
熱誘導(dǎo)相分離法制備的微濾膜具有優(yōu)異的過濾分離性能和機械強度,那么是否可以對熱誘導(dǎo)相分離制膜法進行一些改進來制備分離精度更高的超濾膜,為此膜科學(xué)工作者進行了大量的研究開發(fā)工作。在中國專利CN200810172232.X 復(fù)合熱致相分離制膜方法中報道了一種改進的熱誘導(dǎo)相分離制膜方法制備聚偏氟乙烯的超濾膜。這種改進的熱誘導(dǎo)相分離制膜法使用室溫下就能溶解聚偏氟乙烯的高沸點水溶性溶劑和高沸點的水溶性添加劑(非溶劑)組成復(fù)合稀釋劑,聚偏氟乙烯樹脂和復(fù)合稀釋劑在攪拌釜中高溫攪拌形成均相溶液后,進入水浴中冷卻制膜。由于在聚偏氟乙烯和復(fù)合稀釋劑高溫溶液與冷卻水的接觸界面上,非溶劑的水擴散進入高溫溶液,在高溫溶液的表層引起擴散(非溶劑)誘導(dǎo)相分離,從而形成孔徑在超濾膜范圍的表面致密層;與此同時,進入冷卻水浴的高溫溶液主體由于溫度的變化發(fā)生熱誘導(dǎo)相分離,這種有熱誘導(dǎo)相分離形成的孔徑在微濾膜范疇。熱誘導(dǎo)相分離的速度要遠大于擴散相分離的速度,因此由擴散相分離形成的致密層的厚度是很有限的。這一過程是以熱誘導(dǎo)相分離為主,擴散誘導(dǎo)相分離為輔的復(fù)合相分離過程。但由于復(fù)合稀釋劑中使用了在室溫下就可以溶解聚偏氟乙烯的高沸點水溶性溶劑,在水浴中冷卻時樹脂只能部分固化,在萃取劑萃取復(fù)合稀釋劑的過程中,聚合物會發(fā)生二次沉積,而二次沉積會對膜的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響。該制膜過程可以用于超濾膜的制備,但該過程不是連續(xù)過程,而且萃取稀釋劑的方法對最終產(chǎn)品膜的分離性能有影響。
中國專利CN201210272030.9公開了另外一種基于熱誘導(dǎo)相分離制膜法生產(chǎn)聚偏氟乙烯超濾膜的方法。根據(jù)該專利此方法包括下述步驟:將聚偏氟乙烯樹脂與稀釋劑在攪拌釜中加熱攪拌,使之形成均相溶液,所述稀釋劑為聚偏氟乙烯的溶劑和非溶劑的混合物,且所述聚偏氟乙烯的溶劑和非溶劑中的至少一種能溶于水,所得均相溶液經(jīng)過靜置脫泡后刮涂在支撐網(wǎng)上形成平板狀的鑄膜液或通過噴絲頭紡制成中空纖維狀的鑄膜液,然后鑄膜液進入冷卻液中冷卻,在鑄膜液和冷卻液的界面,稀釋劑和冷卻液的傳質(zhì)過程導(dǎo)致聚偏氟乙烯/稀釋劑體系與冷卻液接觸的薄層發(fā)生相分離,得到孔徑范圍為2-100納米的表面皮層。用萃取劑萃取出稀釋劑,就得到具有皮層結(jié)構(gòu)的超濾膜,且該膜具有高強度、高孔隙率、高通量和高分離精度的特點。該專利共羅列了32種可選用的溶劑,15種可選用的非溶劑,8種可選用的冷卻液,以及9種可選用的萃取劑,因為他們想使他們專利的覆蓋面盡可能的更廣一點。該制膜過程可以制備聚偏氟乙烯超濾膜,但和上述制備過程一樣,該制備過程也不是連續(xù)過程,對表面超濾皮層的形成過程的表述過于簡單。
中國專利CN201310688684.4公開了另一種制備聚偏氟乙烯超濾膜的方法,該方法包括將聚偏氟乙烯樹脂和稀釋劑混合加熱得到均相溶液,經(jīng)過靜置脫泡后,進噴絲頭紡成中空纖維狀的鑄膜液,再浸入由二乙二醇乙醚、苯甲醇、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯、檸檬酸三丁酯、二乙二醇乙醚乙酸酯混合而成的冷卻液中冷卻固化相分離,再用二乙二醇乙醚乙酸酯、鄰苯二甲酸二乙酯、檸檬酸三丁酯、鄰苯二甲酸二丁酯、二乙二醇乙醚混合而成的萃取劑萃取膜中的稀釋劑得到聚偏氟乙烯膜,據(jù)稱該膜是高性能的聚偏氟乙烯超濾膜。該專利提出稀釋劑由45種化學(xué)物質(zhì)混合而成,冷卻液由6種化學(xué)物質(zhì)混合而成,而萃取劑由5種化學(xué)物質(zhì)混合而成。該專利和上一專利很相似,但是所有的稀釋劑、冷卻劑、萃取劑均采用多種化學(xué)物質(zhì)的混合物,而且該制備過程也不是連續(xù)過程。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明公開了一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法,它利用擠出機連續(xù)制備聚偏氟乙烯和混合稀釋劑的高溫溶液,結(jié)合連續(xù)減壓真空脫泡,連續(xù)擠出制備聚偏氟乙烯多孔膜,選用新的稀釋劑和水溶性的非稀釋劑組成混合稀釋劑,促進制膜過程中液-液相分離的發(fā)生,通過控制高溫溶液的組成和制備工藝條件制備高分離性能的聚偏氟乙烯平板或中空纖維微濾膜和超濾膜。
本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法,包括以下步驟:
步驟一,首先將固體聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑分別從擠出機的主加料口和側(cè)加料口加入到擠出機中,聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑在擠出機中加熱熔融混合分散后形成均相的高溫溶液;
步驟二,步驟一中所形成的高溫溶液經(jīng)連續(xù)真空脫泡后除去夾帶的空氣、水份或揮發(fā)物;
步驟三,經(jīng)過步驟二中脫泡后的高溫溶液經(jīng)熔體計量泵擠出形成聚偏氟乙烯和混合稀釋劑的擠出物,該擠出物進入冷卻槽冷卻,再經(jīng)過同時發(fā)生的熱誘導(dǎo)相分離過程和擴散誘導(dǎo)相分離過程,形成混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜半成品;
步驟四,用萃取劑除去聚偏氟乙烯多孔膜半成品中的混合稀釋劑,得到由混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜產(chǎn)品。
所述的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液的產(chǎn)生是連續(xù)的,步驟四中的聚偏氟乙烯多孔膜的生產(chǎn)過程是連續(xù)的。
所述的當脫泡后的高溫溶液由熔體計量泵經(jīng)過一扁平口模擠出或通用擠出口模擠出后再經(jīng)涂布成聚偏氟乙烯和混合稀釋劑的平板狀擠出物,該平板狀擠出物進入冷卻槽冷卻,發(fā)生混合誘導(dǎo)相分離,再經(jīng)萃取劑萃取除去混合稀釋劑就得到聚偏氟乙烯平板多孔膜;
當脫泡后的高溫溶液由熔體計量泵泵送進入中空纖維膜噴絲頭的外環(huán)通道擠出成為橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯/混合稀釋劑擠出物;同時將中空纖維膜芯液通過另一熔體計量泵泵送經(jīng)過中空纖維膜噴絲頭的中間孔道擠出,橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑擠出物包覆著中間孔道擠出的芯液形成的條狀擠出物經(jīng)牽引進入冷卻槽中冷卻,發(fā)生混合誘導(dǎo)相分離,再經(jīng)萃取劑萃取除去混合稀釋劑和芯液,就得到聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜,中空纖維膜的芯液由聚偏氟乙烯樹脂的稀釋劑和非稀釋劑組成,調(diào)節(jié)中空纖維膜的芯液中稀釋劑和非稀釋劑的種類及比例可以調(diào)節(jié)所生產(chǎn)的聚偏氟乙烯中空纖維膜的性能。
步驟一中的擠出機是輸送混合效果好的雙螺桿擠出機,雙螺桿擠出機的長徑比在40以上,控制擠出機的溫度在120-220℃。
步驟二中高溫溶液的真空脫泡過程是連續(xù)的,真空脫泡過程在雙螺桿擠出機中進行,或者在雙螺桿擠出機后附加的緩沖罐中進行。
所述的聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為15%--45%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為55%--85%。
所述的混合稀釋劑由稀釋劑和非稀釋劑組成,在混合稀釋劑中,稀釋劑所占重量比例為25%--75%,非稀釋劑所占重量比例為25%--75%,所述的稀釋劑是高沸點,低揮發(fā),易生物降解的低分子量化合物,如水溶性的碳酸丙烯酯、部分水溶性的三乙酸甘油酯或者油溶性的乙酰檸檬酸正丁酯,所述的非稀釋劑為水溶性高沸點化合物,如二乙二醇或二丙二醇。
所述的聚偏氟乙烯多孔膜為微濾膜或者超濾膜,所得聚偏氟乙烯多孔膜的孔徑大小取決于聚偏氟乙烯樹脂和混合稀釋劑的相對比例以及混合稀釋劑中稀釋劑和非稀釋劑的相對比例。
所述的聚偏氟乙烯多孔膜為平板膜或者中空纖維膜。
所述的步驟四中的萃取劑是水或者是乙醇,萃取的溫度控制在30-60℃。
所述的固體聚偏氟乙烯樹脂采用分子量為30萬的粉狀聚偏氟乙烯樹脂。
本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明是基于熱誘導(dǎo)相分離和擴散誘導(dǎo)相分離兩種相分離方法組合在一起的混合誘導(dǎo)相分離連續(xù)制膜方法。本發(fā)明采用雙螺桿擠出機制備固體聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑的高溫溶液,高溫溶液經(jīng)真空脫泡后計量擠出,根據(jù)所用口模的不同,可以獲得平板狀和中空纖維狀的高溫擠出物,高溫擠出物進入冷卻槽中冷卻,在擠出物和冷卻介質(zhì)的界面發(fā)生擴散相分離,而在擠出物的內(nèi)部發(fā)生熱誘導(dǎo)相分離,再經(jīng)萃取劑萃取除去擠出物中的混合稀釋劑,得到具有皮層結(jié)構(gòu)的平板/中空纖維多孔膜。
本發(fā)明僅用水作為冷卻劑,同時也盡可能使用水作為萃取劑,而現(xiàn)有的以熱誘導(dǎo)相分離為基礎(chǔ)制備聚偏氟乙烯微濾膜/超濾膜的專利技術(shù)中都使用了含有對環(huán)境可能有污染的混合液體冷卻劑和萃取劑,因此,本發(fā)明是比現(xiàn)有專利技術(shù)更加環(huán)境友好的聚偏氟乙烯多孔膜生產(chǎn)技術(shù)。。
本發(fā)明的生產(chǎn)方法是連續(xù)的。固體聚偏氟乙烯樹脂從混合分散效果好的雙螺桿擠出機的主加料口加入,液體混合稀釋劑(水溶性或者油溶性稀釋劑+水溶性的非稀釋劑)從側(cè)加料口加入,在擠出機中連續(xù)形成高溫均相溶液,經(jīng)連續(xù)脫氣后擠出,進入冷卻槽發(fā)生混合誘導(dǎo)相分離連續(xù)形成聚偏氟乙烯多孔膜半成品,除去半成品中的混合稀釋劑即得到聚偏氟乙烯多孔膜產(chǎn)品;通過改變混合稀釋劑中稀釋劑和非稀釋劑的比例和改變工藝條件,可以連續(xù)生產(chǎn)出高拉伸強度、高水通量、膜孔徑均勻的高分離性能的聚偏氟乙烯微濾/超濾膜;通過使用中空纖維膜噴絲頭擠出聚偏氟乙烯多孔膜半成品,可以連續(xù)生產(chǎn)聚偏氟乙烯中空纖維微濾/超濾膜,而通過使用扁平口模擠出或者擠出后涂布可以連續(xù)生產(chǎn)聚偏氟乙烯平板微濾/超濾膜。
本發(fā)明生產(chǎn)的聚偏氟乙烯多孔分離膜具有機械強度高、孔徑均勻、過濾通量大、過濾壓力低、過濾精度高等優(yōu)點,可廣泛應(yīng)用于污水處理,海水淡化前處理和飲用水的凈化,用擠出機生產(chǎn)的聚偏氟乙烯多孔膜可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)污水/市政污水的處理和回用,飲用水的凈化,海水淡化的預(yù)處理,其中聚偏氟乙烯中空纖維微濾/超濾膜特別適用于膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用。
附圖說明
圖1為本發(fā)明聚偏氟乙烯多孔膜生產(chǎn)過程流程圖。
具體實施方式
實施例1:在圖1中,本發(fā)明提供了一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法,包括以下步驟:
步驟一,首先將固體聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑分別從擠出機的主加料口和側(cè)加料口加入到擠出機中,固體聚偏氟乙烯樹脂采用分子量為30萬的樹脂,固體聚偏氟乙烯樹脂為粒料或粉料,本實施例選用粉料,擠出機是輸送混合效果好的雙螺桿擠出機,雙螺桿擠出機的長徑比在40以上,優(yōu)選雙螺桿擠出機的長徑比大于48,本實施例雙螺桿擠出機的長徑比為50,控制擠出機的溫度在120-220℃,本實施例的控制擠出機的溫度在120℃,雙螺桿擠出機可以是帶排氣口的,也可以是不帶排氣口的,聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑在擠出機中加熱熔融混合分散后形成均相的高溫溶液,所述的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液的產(chǎn)生是連續(xù)的;
步驟二,步驟一中所形成的高溫溶液經(jīng)連續(xù)真空脫泡后除去夾帶的空氣、水份或揮發(fā)物。高溫溶液的真空脫泡過程是連續(xù)的,當雙螺桿擠出機有真空脫氣裝置時,真空脫泡過程是在雙螺桿擠出機中進行,當雙螺桿擠出機沒有真空脫氣裝置時,在雙螺桿擠出機后附加的緩沖罐中進行,本實施例優(yōu)選在雙螺桿擠出機中的真空脫泡;
步驟三,經(jīng)過步驟二中脫泡后的高溫溶液由熔體計量泵泵送進入中空纖維膜噴絲頭的外環(huán)通道擠出成為橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯/混合稀釋劑擠出物;同時將中空纖維膜芯液通過另一熔體計量泵泵送經(jīng)過中空纖維膜噴絲頭的中間孔道擠出,橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑擠出物包覆著中間孔道擠出的芯液形成的條狀擠出物經(jīng)牽引進入冷卻槽中冷卻,冷卻槽的冷卻介質(zhì)為水,冷卻水的溫度控制在30-90℃,本實施例冷卻水的溫度控制在40℃,再經(jīng)過同時發(fā)生的熱誘導(dǎo)相分離過程和擴散誘導(dǎo)相分離過程,形成混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜的半成品,所述的聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為15%--45%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為55%--85%,本實施例中聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為30%,混合稀釋劑在高溫溶液中所占的重量比例為70%。所述的混合稀釋劑由稀釋劑和非稀釋劑組成,在混合稀釋劑中,稀釋劑所占重量比例為25%--75%,非稀釋劑所占重量比例為25%--75%,本實施例中混合稀釋劑由稀釋劑和非稀釋劑組成,在混合稀釋劑中,稀釋劑所占重量比例為60%,非稀釋劑所占重量比例為40%,所述的稀釋劑是高沸點,低揮發(fā),易生物降解的低分子量化合物,本實施例中的稀釋劑是水溶性的碳酸丙烯酯,所述的非稀釋劑為水溶性高沸點化合物,本實施例中的非稀釋劑為二乙二醇。稀釋劑的作用是在高溫下溶解聚偏氟乙烯樹脂,而非稀釋劑的作用是調(diào)節(jié)和促進液-液相分離的發(fā)生,以便制備雙相連續(xù)結(jié)構(gòu)的高性能多孔分離膜。混合稀釋劑中的稀釋劑和非稀釋劑都必須有高的沸點;
步驟四,用萃取劑除去聚偏氟乙烯多孔膜半成品中的混合稀釋劑,得到由混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜產(chǎn)品。步驟四中的萃取劑是水或者是乙醇,本實施例優(yōu)選水作為萃取劑,萃取的溫度控制在30-60℃,本實施例中萃取的溫度控制在60℃,所述的聚偏氟乙烯多孔膜為微孔膜或者超濾膜,所得聚偏氟乙烯多孔膜的孔徑大小取決于聚偏氟乙烯樹脂和混合稀釋劑的相對比例以及混合稀釋劑中稀釋劑和非稀釋劑的相對比例,同時和制備過程的其它工藝條件有關(guān)。本實施例中用中空纖維膜噴絲頭進行擠出生產(chǎn)聚偏氟乙烯中空纖維膜多孔膜,經(jīng)過萃取,去除掉聚偏氟乙烯多孔膜半成品中的混合稀釋劑和芯液,即得到連續(xù)制備的聚偏氟乙烯中空纖維超濾膜。
實施例2:在圖1中,本發(fā)明提供了一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法,包括以下步驟:
步驟一,首先將固體聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑分別從擠出機的主加料口和側(cè)加料口加入到擠出機中,固體聚偏氟乙烯樹脂采用分子量為30萬的樹脂,優(yōu)選粉料聚偏氟乙烯樹脂,擠出機是輸送混合效果好的雙螺桿擠出機,雙螺桿擠出機的長徑比在40以上,優(yōu)選雙螺桿擠出機的長徑比大于48,本實施例雙螺桿擠出機的長徑比為50,控制擠出機的溫度在120-220℃,本實施例中擠出機的溫度控制在120℃,雙螺桿擠出機可以是帶排氣口的,也可以是不帶排氣口的,聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑在擠出機中加熱熔融混合分散后形成均相的高溫溶液,所述的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液的產(chǎn)生是連續(xù)的;
步驟二,步驟一中所形成的高溫溶液經(jīng)連續(xù)真空脫泡后除去夾帶的空氣、水份或揮發(fā)物。高溫溶液的真空脫泡過程是連續(xù)的,當雙螺桿擠出機有真空脫氣裝置時,真空脫泡過程是在雙螺桿擠出機中進行,當雙螺桿擠出機沒有真空脫氣裝置時,在雙螺桿擠出機后附加的緩沖罐中,本實施例優(yōu)選在雙螺桿擠出機中的真空脫泡;
步驟三,經(jīng)過步驟二中脫泡后的高溫溶液經(jīng)熔體計量泵和扁平口模擠出到移動的無紡布基材上,形成聚偏氟乙烯和混合稀釋劑的擠出物在無紡布基材上的復(fù)合物,該復(fù)合物進入冷卻槽冷卻,冷去槽的冷卻介質(zhì)為水,冷卻水的溫度控制在30-90℃,本實施例冷卻水的溫度控制在50℃,再經(jīng)過同時發(fā)生的熱誘導(dǎo)相分離過程和擴散誘導(dǎo)相分離過程,形成混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜的半成品,所述的聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中所占的重量比例為15%--45%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為55%--85%,本實施例中聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為30%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為70%,所述的混合稀釋劑由稀釋劑和非稀釋劑組成,在混合稀釋劑中,稀釋劑所占重量比例為25%--75%,非稀釋劑所占重量比例為25%--75%,本實施例中混合稀釋劑含稀釋劑所占重量比例為50%,非稀釋劑所占重量比例為50%,所述的稀釋劑是高沸點,低揮發(fā),易生物降解的水溶性的碳酸丙烯酯,所述的非稀釋劑為水溶性高沸點的二丙二醇。
步驟四,用萃取劑除去聚偏氟乙烯多孔膜的半成品中的混合稀釋劑,得到由混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜產(chǎn)品,步驟四中的萃取劑是水或者是乙醇,本實施例優(yōu)選乙醇作為萃取劑,萃取的溫度控制在30-60℃,本實施例中萃取的溫度控制在50℃,經(jīng)過萃取,可以得到連續(xù)制備的聚偏氟乙烯平板超濾膜。
實施例3:在圖1中,本發(fā)明提供了一種擠出機生產(chǎn)聚偏氟乙烯多孔膜的方法,包括以下步驟:
步驟一,首先將固體聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑分別從擠出機的主加料口和側(cè)加料口加入到擠出機中,固體聚偏氟乙烯樹脂采用分子量為30萬的粉狀樹脂,擠出機是輸送混合效果好的雙螺桿擠出機,雙螺桿擠出機的長徑比在40以上,優(yōu)選雙螺桿擠出機的長徑比大于48,本實施例雙螺桿擠出機的長徑比為50,控制擠出機的溫度在120-220℃,本實施例中的擠出機溫度控制在220℃,雙螺桿擠出機可以是帶排氣口的,也可以是不帶排氣口的,聚偏氟乙烯樹脂和液體混合稀釋劑在擠出機中加熱熔融混合分散后形成均相的高溫溶液,所述的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液的產(chǎn)生是連續(xù)的;
步驟二,步驟一中所形成的高溫溶液經(jīng)連續(xù)真空脫泡后除去夾帶的空氣、水份或揮發(fā)物。高溫溶液的真空脫泡過程是連續(xù)的,當雙螺桿擠出機有真空脫氣裝置時,真空脫泡過程是在雙螺桿擠出機中進行,當雙螺桿擠出機沒有真空脫氣裝置時,在雙螺桿擠出機后附加的緩沖罐中進行真空脫泡,本實施例優(yōu)選在雙螺桿擠出機中的真空脫泡;
步驟三,經(jīng)過步驟二中脫泡后的高溫溶液由熔體計量泵泵送進入中空纖維膜噴絲頭的外環(huán)通道擠出成為橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯/混合稀釋劑擠出物;同時將中空纖維膜芯液通過另一熔體計量泵泵送經(jīng)過中空纖維膜噴絲頭的中間孔道擠出,橫截面為環(huán)狀的聚偏氟乙烯和混合稀釋劑擠出物包覆著中間孔道擠出的芯液形成的條狀擠出物經(jīng)牽引進入冷卻槽中冷卻,冷去槽的冷卻介質(zhì)為水,冷卻水的溫度控制在30-90℃,本實施例冷卻水的溫度控制在90℃,再經(jīng)過同時發(fā)生的熱誘導(dǎo)相分離過程和擴散誘導(dǎo)相分離過程,形成混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯多孔膜的半成品,所述的聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為15%--45%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為55%--85%,本實施例中聚偏氟乙烯樹脂在聚偏氟乙烯和混合稀釋劑高溫溶液中的所占的重量比例為30%,而混合稀釋劑的所占的重量比例為70%,所述的混合稀釋劑由稀釋劑和非稀釋劑組成,在混合稀釋劑中,稀釋劑所占重量比例為25%--75%,非稀釋劑所占重量比例為25%--75%,本實施例中稀釋劑所占重量比例為75%,非稀釋劑所占重量比例為25%,所述的稀釋劑是高沸點,低揮發(fā),易生物降解的油溶性的乙酰檸檬酸正丁酯,所述的非稀釋劑為水溶性高沸點的二丙二醇。
步驟四,用萃取劑除去聚偏氟乙烯多孔膜的半成品中的混合稀釋劑和芯液,得到由混合誘導(dǎo)相分離法制備的聚偏氟乙烯中空纖維多孔膜產(chǎn)品,步驟四中的萃取劑是水或者是乙醇,本實施例優(yōu)選乙醇作為萃取劑,萃取的溫度控制在30-60℃,本實施例中萃取的溫度控制在60℃。和實施例一制備的中空纖維膜相比, 實施例三條件下所得的中空纖維膜孔徑明顯大于實施例一條件下所得的中空纖維膜孔徑。