一种热法TIPS膜酸碱处理工艺的制作方法

本发明涉及t ips膜酸碱处理，具体为一种热法tips膜酸碱处理工艺。

背景技术：

1、超滤膜是孔径介于0.001-0.1μm的微孔过滤膜，应用于超滤分离技术，具有在常温、低压操作无相变、能耗低等特点，被广泛应用水处理、饮料、食品、生物医药等各个领域。超滤分离是利用膜两侧压力差作为推动力，以超滤膜作为介质，经压力差作用，使得待滤液流过膜表面时，使得大于超滤膜表面微孔径物质被截留在膜表面，使得水和小分子通过，达到对待过滤液净化、分离和浓缩的目的。超滤膜根据膜形状被区分为平板膜、毛细管膜、中空纤维膜等，其中中空纤维膜具有充填密度大，有效膜面积大，纯水通量高，操作简单且容易清洗等优点，被广泛应用于净水领域。然而，超滤膜性能与超滤膜材料的性质密切相关，且能够采用非溶剂致相分离法(nips)和/或热致相分离法(tips)工艺来制备，因此，研究超滤膜材料的性质，成为了改善超滤膜性能的主要研究方向。

2、在制备好的t ips膜上，可以进行酸碱处理以改变膜的性质和离子选择性。酸碱处理的目的是引入或去除一些功能基团，从而增强或调整膜对特定离子的选择性。将t ips膜浸泡在碱性溶液中，如氢氧化钠溶液，可以引入一些碱性官能团，如胺基(-nh2)。这些功能基团可以增加膜对酸性离子的选择性。pvdf(聚偏氟乙烯)是一种常用的材料，具有优良的化学稳定性和耐高温性。然而，pvdf在碱性条件下可能发生颜色变化，从白色变为黄色或棕色。这可能会影响膜的外观和透明性。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种热法t ips膜酸碱处理工艺，解决了现有技术中碱处理过程中会变色从而影响膜的外观和透明性的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种热法t ips膜酸碱处理工艺，包括以下步骤：

3、s1、原料预处理；

4、s2、使用特殊溶剂一脱去中空纤维膜丝的制孔剂并改变膜丝表面性质，接着用水清洗去除多余溶剂，并对溶液进行蒸馏回收；

5、s3、采用盐酸处理中空纤维膜丝，以氧化钙作为新型制孔剂，通过酸处理去除，形成膜壁上的空隙；

6、s4、使用特殊溶剂二在一定温度下改变膜丝表面的性质、表面形态及颜色，并用清洗剂去除多余化学品；

7、s5、使用表面保护剂防止膜丝变干失水并进行烘干；

8、s6、膜丝整理。

9、优选的，所述s1步骤中，将膜丝经过拉伸和定型来改变其表面结构和形态，具体的使用高精度拉伸设备进行膜丝的拉伸，并使用精确温控的定型装置完成定型。

10、优选的，所述s2步骤中，蒸馏回收后的多余溶液可再进行有机表面的处理。

11、优选的，所述s1步骤中，使用的特殊溶剂一为n-甲基吡咯烷酮，溶剂的使用浓度范围为10～30％，处理时间根据膜丝的具体材质和规格进行优化，通常在1～5h之间。

12、优选的，所述s2步骤中，盐酸浓度为0.1m～2m之间，处理时间为30～120h，处理温度为25～60℃之间。

13、优选的，所述s4步骤中，使用的特殊溶剂二可包括异丙醇、甲醇或其他适合增加膜丝亲水性和强度的溶剂。

14、优选的，所述s5步骤中，使用的表面保护剂为具有良好亲水性和环境稳定性的物质，为聚乙二醇或聚乙烯醇其中的一种。

15、优选的，所述s6步骤，还包括以下步骤：

16、s601、使用特定的检测设备对膜丝的通量、强度等性能以及规格进行检测确保符合要求；

17、s602、对壳体和浇铸件配件的材质、外观和规格尺寸进行检测和试装；

18、s603、对化学品如胶粘剂和保护剂进行含量测试；

19、s604、根据不同产品要求，进行膜丝的细致挑选、整理和绑扎。

20、优选的，所述s5步骤中，对烘干后的膜丝进行后处理，该后处理可包括对膜丝进行紫外线uv固化或热处理以提高膜丝的机械性能和化学稳定性。

21、优选的，所述s4步骤中，对膜丝表面进行改性，采用接枝共聚或表面涂层技术引入特定功能基团，具体的为羟基、羧基或磺酸基团。

22、本发明提供了一种热法tips膜酸碱处理工艺。具备以下有益效果：

23、本发明使用盐酸处理并使用氧化钙作为制孔剂反应速度快且不会变色，不需要脱色，同时整体显著提高了膜的渗透性能，使得纯水通量增加，从而提升了过滤效率，同时，增强的抗污染能力表现在更高的蛋白质溶液通量和通量恢复率上，这有助于减少清洗频率和延长膜的使用寿命，进而降低了操作成本，此外，提高的机械强度和孔隙率确保了膜在使用过程中的稳定性和高效截留性能，减少了破损风险，这些改进不仅减少了能耗，提高了经济效益，而且由于减少了清洗剂的使用和膜的更换频率，对环境的影响也相应减小。

技术特征：

1.一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s1步骤中，将膜丝经过拉伸和定型来改变其表面结构和形态，具体的使用高精度拉伸设备进行膜丝的拉伸，并使用精确温控的定型装置完成定型。

3.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s2步骤中，蒸馏回收后的多余溶液可再进行有机表面的处理。

4.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s1步骤中，使用的特殊溶剂一为n-甲基吡咯烷酮，溶剂的使用浓度范围为10～30％，处理时间根据膜丝的具体材质和规格进行优化，通常在1～5h之间。

5.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s2步骤中，盐酸浓度为0.1m～2m之间，处理时间为30～120h，处理温度为25～60℃之间。

6.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s4步骤中，使用的特殊溶剂二可包括异丙醇、甲醇或其他适合增加膜丝亲水性和强度的溶剂。

7.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s5步骤中，使用的表面保护剂为具有良好亲水性和环境稳定性的物质，为聚乙二醇或聚乙烯醇其中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s6步骤，还包括以下步骤：

9.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s5步骤中，对烘干后的膜丝进行后处理，该后处理可包括对膜丝进行紫外线uv固化或热处理以提高膜丝的机械性能和化学稳定性。

10.根据权利要求1所述的一种热法tips膜酸碱处理工艺，其特征在于，所述s4步骤中，对膜丝表面进行改性，采用接枝共聚或表面涂层技术引入特定功能基团，具体的为羟基、羧基或磺酸基团。

技术总结
本发明涉及TIPS膜酸碱处理技术领域，公开了一种热法TIPS膜酸碱处理工艺，包括以下步骤：S1、原料预处理；S2、使用特殊溶剂一脱去中空纤维膜丝的制孔剂并改变膜丝表面性质，接着用水清洗去除多余溶剂，并对溶液进行蒸馏回收；S3、采用盐酸处理中空纤维膜丝，以氧化钙作为新型制孔剂，通过酸处理去除，形成膜壁上的空隙。通过使用盐酸处理和氧化钙作为制孔剂，实现了快速反应并避免了膜变色的问题，省去了脱色步骤，显著提升了膜的渗透性能和抗污染能力，增加了纯水通量和蛋白质溶液通量，同时提高了通量恢复率，降低了清洗频率，延长了膜的使用寿命，膜的机械强度和孔隙率也得到了改善，增强了使用过程中的稳定性和截留效率，降低了破损风险。

技术研发人员：邢新正,黄佳佳,宋爱学,常利军,雍文彬
受保护的技术使用者：江苏美能膜材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23