一种中空纤维膜生产装置及中空纤维膜制备方法

1.一种中空纤维膜生产装置，包括支架，支架上由下往上依次设有喷丝头、下连接头、上连接头，所述的上连接头上设有膜料液进口、下连接头上设有膜芯液进口；所述上连接头、下连接头通过密封圈密封，所述的喷丝头上设有纺丝孔，其特征在于：所述的喷丝头为旋转喷丝头、所述的旋转喷丝头与下连接头、支架连接处设有旋转轴承，还包括动力装置、传动装置，所述的动力装置设于支架上，并通过传动装置与旋转喷丝头连接。
2.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜生产装置，其特征在于：所述的旋转喷丝头内加工有旋流式挡板。
3.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜生产装置，其特征在于：所述的动力装置为电机。
4.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜生产装置，其特征在于：所述的传动装置为履带。
5.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜生产装置，其特征在于：所述的密封圈为O型圈。
6.根据权利要求1所述的一种中空纤维膜生产装置，其特征在于：所述的下连接头与旋转喷丝头间设有四氟衬套。
7.一种中空纤维膜制备方法，其特征在于：采用权利要求1-6任一权利要求所述的中空纤维膜生产装置，在生产过程中通过电机带动旋转喷丝头旋转。
8.根据权利要求7所述的一种中空纤维膜制备方法，其特征在于：所述的中空纤维膜制备方法为浸入沉淀相转化法。
9.根据权利要求7所述的一种中空纤维膜制备方法，其特征在于：所述的中空纤维膜制备方法为热致相分离法。
10.根据权利要求7所述的一种中空纤维膜制备方法，其特征在于：所述的旋转喷丝头转速为1—100转/分。

一种中空纤维膜生产装置及中空纤维膜制备方法 \n技术领域\n[0001] 本发明涉及中空纤维膜生产领域，特别涉及一种中空纤维膜生产装置及中空纤维膜制备方法。\n背景技术\n[0002] 中空纤维膜广泛应用于工业及市政污水的处理、饮用水净化、中水回用、食品加工和生物医药等各种领域的过滤或透析。目前中空纤维膜的纺丝过程中主要存在以下问题：\n1）膜壁厚薄不均；2）膜的横向强度不好；3）均匀性、稳定性差。\n[0003] 《现代膜技术及其应用指南》（2005年7月，化学工业出版社，王学松编）的“第二篇制膜工艺”中的“第4章各种构型膜的制备工艺”中的“4.4.2溶液拉丝法”中介绍了中空纤维膜的纺丝头装置，没有有效膜壁均匀性的功能。北京时代沃顿科技有限公司在专利号为ZL 201120028181.0的专利中公开的《喷丝头》中介绍了一种中空纤维膜纺丝头装置；天津工业大学在申请号为200910068357.2的发明专利申请中公开的《一种插入管式喷丝头》中介绍了一种中空纤维膜纺丝头装置。以上所述的中空纤维膜纺丝头装置，都不能有效解决中空纤维膜在纺丝过程中存在的膜壁厚薄不均、横向强度不好等缺点。\n发明内容\n[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于一种能够有效提高中空纤维膜的膜壁厚薄均匀性，横向强度和均匀性，从而大大提高了中空纤维膜的质量和稳定性的旋转式中空纤维膜纺丝头及中空纤维膜的制备方 法。\n[0005] 为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种中空纤维膜生产装置，包括支架，支架上由下往上依次设有喷丝头、下连接头、上连接头，所述的上连接头上设有膜料液进口、下连接头上设有膜芯液进口；所述上连接头、下连接头通过密封圈密封，所述的喷丝头上设有纺丝孔，其特征在于：所述的喷丝头为旋转喷丝头、所述的旋转喷丝头与下连接头、支架连接处设有旋转轴承，还包括动力装置、传动装置，所述的动力装置设于支架上，并通过传动装置与旋转喷丝头连接。\n[0006] 进一步，所述的旋转喷丝头内加工有旋流式挡板，可使料液旋流，且转速可调。\n[0007] 进一步，所述的动力装置为电机。\n[0008] 进一步，所述的传动装置为履带。\n[0009] 进一步，所述的密封圈为O型圈。\n[0010] 进一步，所述的下连接头与旋转喷丝头间设有四氟衬套。\n[0011] 本发明还包括一种中空纤维膜制备方法，其特征在于：采用上述中空纤维膜生产装置，在生产过程中通过电机带动旋转喷丝头旋转。\n[0012] 进一步，所述的中空纤维膜制备方法为浸入沉淀相转化法或热致相分离法。\n[0013] 进一步，所述的旋转喷丝头转速为1—100转/分。\n[0014] 采用上述技术方案，本发明所述的中空纤维膜生产装置可用于浸入沉淀相转化法或热致相分离法的中空纤维膜生产，与现有技术相 比，本发明的有益效果如下：\n[0015] 1)通过旋转喷丝头旋转，带动纺丝孔旋转，增加铸膜液的横向流动力；\n[0016] 2)通过铸膜液的横向流动力的流平作用，提高了中空纤维膜的膜壁厚薄均匀性；\n[0017] 3)通过铸膜液的横向流动力作用，改善了铸膜液中高分子聚合物在横向的取向作用，提高了膜的横向强度；\n[0018] 4)可通过调节旋转装置的转速使之与纺丝牵引速度相配，能有效达到生产速度和产品质量稳定性；\n[0019] 5)操作简便，效率高。\n附图说明\n[0020] 图1为本发明所述的中空纤维膜生产装置基本结构图；\n[0021] 图2为本发明所述的中空纤维膜生产装置主视图；\n[0022] 其中：1.支架、2.上连接头、3.动力装置、4.传动装置、5.旋转喷丝头、6.旋转轴承、7.四氟衬套、8.密封圈、9.下连接头、10.旋流式挡板、11.纺丝孔。\n具体实施方式\n[0023] 下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。\n[0024] 如图1所示，一种中空纤维膜生产装置，包括支架1，支架1上由下往上依次设有旋转喷丝头5、下连接头9、上连接头2，支架1上还设有动力装置3、传动装置4，动力装置3优选电机、传动装置4优选履带；动力装置3通过传动装置4与旋转喷丝头5连接，旋转 喷丝头5内加工有旋流式挡板10，旋流式挡板10可使料液旋流。上连接头2上设有膜料液进口、下连接头9上设有膜芯液进口；上连接头2、下连接头9通过密封圈8密封，密封圈8优选为O型圈；旋转喷丝头5上设有纺丝孔11，旋转喷丝头5与下连接头9、支架1连接处设有旋转轴承6，下连接头9与旋转喷丝头5间设有四氟衬套7。\n[0025] 实施例1\n[0026] 将本发明所述的中空纤维膜生产装置用于浸入沉淀相转化法生产PVDF中空纤维膜，设定生产纺丝牵引速度为12米/分，首先旋转喷丝头不旋转，相当于一般纺丝头，纺丝生产10分钟稳定后取样品1；然后开启旋转喷丝头的旋转开关，设定转速为50转/分，纺丝生产10分钟稳定后取样品2；换回原普通纺丝头，纺丝生产10分钟稳定后取样品3；将3个样品按平常生产方式进行后处理后，检测数据和分析如下表。\n[0027] 实施例2\n[0028] 将本发明所述的中空纤维膜生产装置用于热致相分离法生产PVDF中空纤维膜，设定生产纺丝牵引速度为15/分，首先旋转喷丝头不旋转，相当于一般纺丝头，纺丝生产10分钟稳定后取样品4；然后开启旋转喷丝头的旋转开关，设定转速为65转/分，纺丝生产10分钟稳定后取样品5；换回原普通纺丝头，纺丝生产10分钟稳定后取样品6；将3个样品按平常生产方式进行后处理后，检测数据和分析如下表1。\n[0029] 本发明所述的中空纤维膜性能测定方法为：用上海仪圆光学仪器 有限公司的JXB-C型电脑读数显微镜测量中空纤维膜的壁厚，用中空纤维膜耐曝测量仪测量其耐曝压力来衡量其横向强度，具体结果如下表1。\n[0030] 表1：中空纤维膜检测数据表\n[0031] \n[0032] 尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。