本发明涉及一种超滤膜及其制作方法,属于过滤膜的技术领域。
背景技术:
随着我国经济的高速发展,水资源越来越成为经济发展的制约因素,因此减少污水排放,进行水的再生利用已成为一种必然趋势。传统污水再生处理技术存在着出水质量不高、占地大、稳定性差等缺点,已无法满足新的要求,新的工艺-膜法水处理应运而生,该工艺已越来越多地被应用于水的净化与污水的再生利用。
膜分离技术具有能耗低、过程简单、分离效率高、无环境污染等优点,是解决当代能源、资源和环境问题的重要高新技术,是其他任何一种化工分离技术无法替代的,其应用已涉及化工、食品、医药、生化、环保等领域,对节约能源、提高效率、净化环境等做出了重要贡献,被国外称为二十一世纪最有发展前途的十大高新技术之一。其中,超滤(uf)是以压力为推动力的膜分离过程,它是基于选择性栅栏作用将颗粒与大分子有机物质从流体中分离出来,以实现净化的过程。溶液中颗粒粒径在0.01μm~1μm范围内的溶质被具有特定孔径的多孔膜截留的过滤操作。超滤膜对于大分子有机物、胶体、藻类、细菌、病毒、内毒素、颗粒等物质有超高的去除效率。超滤膜通常采用ca、cta、cn、pan、ps、pes、pc、pet、pi、pe、pp、pvc、pvdf(聚偏氟乙烯)等高分子聚合物。
而利用超滤膜来实现分离过滤的膜分离技术是目前的一种新型分离技术,其具有操作方便、高效和低能效的突出优点,被广泛地应用在水资源利用、环境净化、食品生产以及生物医药制备领域。
超滤分离技术是以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,待处理的料液接触膜表面时,只允许水以及比膜孔径小的小分子物质通过。然而由于超滤膜材质或者其结构的影响,超滤膜在长期的使用过程中,都不可避免地会受到污染,污染问题会导致超滤膜的通量和分离性能大幅度下降,增加使用成本。如何制作出成本低廉、工艺容易掌握的超滤膜是市场发展的要求。现有技术中也出现了一些内压超滤膜元件的技术方案,如申请号为201220381871.9的一项中国专利公开了一种内压超滤膜元件,属于水净化设备领域,具体涉及一种内压超滤膜元件。日本专利jp1998-298298公开了先将聚偏氟乙烯树脂用劣溶剂浸润、再加入良溶剂的方法。故现在市场和产业发展均需要一种生产简便,工艺容易掌握,节约成本的超滤膜。
技术实现要素:
为了解决上述的技术问题,本发明公开了一种技术方案,具体是:
一种超滤膜,其特征在于,所述的超滤膜的膜微孔孔径为0.02-0.5微米、膜厚度为0.2-0.5毫米、膜丝外径为1-2毫米,其制膜液包含有以下重量百分比的成分:
聚偏氟乙烯树脂15%-30%
甘油2%-6%
亲水改性剂1%
有机添加剂1%
主活性溶剂35%-50%
次活性溶剂12%-27%
纳米添加剂0.1%-0.5%。
所述的亲水改性剂为乙二醇。
所述的有机添加剂为丁丙酯,丙二醇,聚乙烯醇,聚乙二醇,三甘醇的一种或者几种。
所述的主活性溶剂为氮甲基吡咯烷酮。
所述的次活性溶剂为丙酮。
所述的纳米添加剂为二氧化硅,二氧化钛,三氧化二铝中的一种或者几种。
所述的制备方法包括如下步骤:
1)烘料----高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,在烘箱内根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,将聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体放入烘干机,在45℃-50℃的状态下烘干30-40min备用;
2)自动配料——利用全自动配料装置,根据设置好的原材料配比要求,进行配料;
3)投料制作——利用全自动投料装置,根据设置好的加料步骤,进行投料;
a、制作初级浆乳液——利用喷枪将1)备用的聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体和主活性溶剂互相喷淋混合同时在导入反应釜后在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌30min,形成温度为55℃-65℃的初级浆乳液,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
b、初次混料搅拌,在a中加入全部的甘油、亲水改性剂,一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌20min,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
c、二次混料搅拌,在b中加入全部的有机添加剂和剩下另一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌10min,加入添加剂再搅拌5min,使得各组分物质均匀地溶解到溶剂中,得到均一的铸膜液;
4)静置风冷——将得到的铸膜液静置于反应釜,并采取风冷冷却,冷却到30℃-40℃的状态备用;
5)脱泡——作用是将溶解搅拌过程中带入铸膜液中的气泡脱除,确保纺制出来的膜丝表面没有小气泡存留而造成漏气的现象;
6)纺丝——将制备好的铸膜液通过计量泵加压输出,均匀地涂覆在内衬管上,然后通过一段空气浴的蒸发,再进入到凝固液中,铸膜液中的溶剂和制孔剂迅速溶解到凝固液中,高分子聚合物凝固并形成过滤微孔的过程,从而制备出中空纤维超滤膜;
7)浸泡----采用纯净水浸泡,6个水槽并联组合,达到不同水箱浸泡不同长度的膜丝以及保证浸泡时间;
8)保湿——采用2个水槽组合,交替使用,即将膜丝从浸泡水槽中取出浸泡到保湿水槽;
9)晾干---本工序由搬运机器人和旋转式烘干房组成,将膜丝表面水分晾干,以保证后续封胶的粘接效果,膜丝由搬运机器人搬入旋转式烘干房在35℃-45℃状态下晾干10min得到成品。
本发明的有益效果是:本发明的工艺较为容易掌握,原料也是比较容易实现供给,亲水改性剂大大的促进了溶解效果,有机添加剂则让制成品保持更好的有机物的性质,在投料制作,由于多次投放并且有温度起伏,促进了各组分的反应,使制成品具有很高的性能,而全自动的生产方式,大大的提高了成品的纯度和生产效率。
附图说明
图1为本发明的生产工艺流程图
具体实施方式
实施例1:
聚偏氟乙烯树脂:
聚偏氟乙烯(pvdf)常态下为半结晶高聚物,结晶度约为50%。迄今报道有α、β、γ、6及ε等5种晶型,它们在不同的条件下形成,在一定条件(热、电场、机械及辐射能的作用)下又可以相互转化。在这5种晶型中,β晶型最为重要,作为压电及热释电应用的pvdf主要是含有β晶型。1、pvdf具有优良的耐化学腐蚀性、优良的耐高温色变性和耐氧化性。2、pvdf具有优良的耐磨性、柔韧性、很高的抗涨强度和耐冲击性强度。
pvdf应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域,由于pvdf良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性,是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。pvdf良好的化学稳定性、电绝缘性能,使制作的设备能满足tocs以及阻燃要求,被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送,采用pvdf树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等,在锂二次电池中应用,目前该用途成为pvdf需求增长最快的市场之一。pvdf是氟碳涂料最主要原料之一,以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代,由于pvdf树脂具有超强的耐候性,可在户外长期使用,无需保养,该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。另外pvdf树脂还可以与其他树脂共混改性,如pvdf与abs树脂共混得到复合材料,已经广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。具有良好的化学稳定性,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀,发烟硫酸、强碱、酮、醚绵少数化学药品能使其溶胀或部分溶解,二甲基乙酰胺和二甲基亚砜等强极性有机溶剂能使其溶解成胶体状溶液。最常见的工艺为乳液聚合法和悬浮聚合法。
甘油:
丙三醇,国家标准称为甘油,无色、无臭、味甜,外观呈澄明黏稠液态,是一种有机物。俗称甘油。丙三醇,能从空气中吸收潮气,也能吸收硫化氢、氰化氢和二氧化硫。难溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚和油类。丙三醇是甘油三酯分子的骨架成分。相对密度1.26362。熔点17.8℃。沸点290.0℃(分解)。折光率1.4746。闪点(开杯)176℃。急性毒性:ld50:31500mg/kg(大鼠经口)。无色、透明、无臭、粘稠液体,味甜,具有吸湿性。与水和醇类、胺类、酚类以任何比例混溶,水溶液为中性。溶于11倍的乙酸乙酯,约500倍的乙醚。不溶于苯、氯仿、四氯化碳、二硫化碳、石油醚、油类、长链脂肪醇。可燃,遇二氧化铬、氯酸钾等强氧化剂能引起燃烧和爆炸。也是许多无机盐类和气体的良好溶剂。对金属无腐蚀性,作溶剂使用时可被氧化成丙烯醛。化学性质:与酸发生酯化反应,如与苯二甲酸酯化生成醇酸树脂。与酯发生酯交换反应。与氯化氢反应生成氯代醇。甘油脱水有两种方式:分子间脱水得到二甘油和聚甘油;分子内脱水得到丙烯醛。甘油与碱反应生成醇化物。与醛、酮反应生成缩醛与缩酮。用稀硝酸氧化生成甘油醛和二羟基丙酮;用高碘酸氧化生成甲酸和甲醛。与强氧化剂如铬酸酐、氯酸钾或高锰酸钾接触,能引起燃烧或爆炸。甘油也能起硝化和乙酰化等作用。
乙二醇:
乙二醇(ethyleneglycol)又名“甘醇”、“1,2-亚乙基二醇”,简称eg。化学式为(ch2oh)2,是最简单的二元醇。乙二醇是无色无臭、有甜味液体,对动物有毒性,人类致死剂量约为1.6g/kg。乙二醇能与水、丙酮互溶,但在醚类中溶解度较小。用作溶剂、防冻剂以及合成涤纶的原料。乙二醇的高聚物聚乙二醇(peg)是一种相转移催化剂,也用于细胞融合;其硝酸酯是一种炸药。由于分子量低,性质活泼,可起酯化、醚化、醇化、氧化、缩醛、脱水等反应。
丁丙酯:
丁酸丙酯,英文名称:n-propylbutyrate
外观与性状:无色液体,有水果香味,香蕉和菠萝样香韵。
主要用途有:制纤维素以及醚的混合溶剂和用于香精配方。
氮甲基吡咯烷酮:
氮甲基吡咯烷酮是一种化学物质,分子式是c5h9no。溶解性能与水、醇、醚、酯、酮、卤代烃、芳烃互溶。在一定的条件下可与水,甲苯等分层。
用途:广泛用于高级润滑油精制、聚合物的合成、绝缘材料、农药、颜料及清洗剂等。
本品是重要的化工原料,是一种选择性强和稳定性好的极性溶剂,具有毒性低、沸点高、溶解力强、不易燃、可生物降解、可回收利用、使用安全和适用于多种配方用途等优点。n-甲基吡咯烷酮(nmp)是一种极性的非质子传递溶剂。具有毒性小、沸点高、溶解力出众。选择性强和稳定性好的优点。广泛用于芳烃萃取、乙炔、烯烃、二烯烃的纯化,聚偏二氟乙烯的溶剂。
丙酮:
丙酮,英文名是acetone,分子式为ch3coch3。又名二甲基酮,为最简单的饱和酮。是一种无色透明液体,有特殊的辛辣气味。易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发,化学性质较活泼。丙酮的工业生产以异丙苯法为主。丙酮在工业上主要作为溶剂用于炸药、塑料、橡胶、纤维、制革、油脂、喷漆等行业中,也可作为合成烯酮、醋酐、碘仿、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯、氯仿、环氧树脂等物质的重要原料。也常常被不法分子做毒品的原料溴代苯丙酮。丙酮是重要的有机合成原料,用于生产环氧树脂,聚碳酸酯,有机玻璃,医药,农药等。亦是良好溶剂,用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂,清洗剂,萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。在油脂等工业中用作提取剂。
用于制取有机玻璃单体、双酚a、二丙酮醇、己二醇、甲基异丁基酮、甲基异丁基甲醇、佛尔酮、异佛尔酮、氯仿、碘仿等重要有机化工原料。在涂料、醋酸纤维纺丝过程、钢瓶贮存乙炔、炼油工业脱蜡等方面用作优良的溶剂。
在实际生产中当为以下组分时:
聚偏氟乙烯树脂(30%)、甘油(3%)、乙二醇(1%)、丁丙酯(1%)、氮甲基吡咯烷酮(44%)、丙酮(21%)、二氧化硅(0.3%):
1)烘料----高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,否则在投料时因含有水分而影响配料比例,从而影响产品品质。为了保证产品质量,根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,所用的设备为烘箱。高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,在烘箱内根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,将聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体放入烘干机,在45℃-50℃的状态下烘干30-40min备用;
2)自动配料----本系统采用电脑全自动程序控制计量、下料、振动和报警等流程,根据设置好的原材料配比要求,通过人机组态监控系统和plc程序对加载到称重配料漏斗的物料进行重量、流量计量的控制,所用的设备为电子秤及全自动配料装置。
3)自动投料---采用螺杆上料装置,将自动配料机配好的化工原料按设定好的速度和频率输送到搅拌罐中。自动投料系统的全流程是在密封环境下完成,无粉尘污染,不浪费原料,原料在投料机上能初步均匀混合,喂料速度可控,所用的设备为电子秤及全自动投料装置。
在搅拌方面---将化工原料通过加热和搅拌,使得高分子聚合物均匀地溶解到溶剂中,制成均一的铸膜液。本设备采用plc微电脑全自动控制,温度控制精准,搅拌速度和时间可控,从而保证产品质量,所用的设备为反应釜。
投料制作——利用全自动投料装置,根据设置好的加料步骤,进行投料;
a、制作初级浆乳液——利用喷枪将1)备用的聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体和主活性溶剂互相喷淋混合同时在导入反应釜后在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌30min,形成温度为55℃-65℃的初级浆乳液,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
b、初次混料搅拌,在a中加入全部的甘油、亲水改性剂(乙二醇),一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌20min,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
c、二次混料搅拌,在b中加入全部的有机添加剂(丁丙酯)和另一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌10min,加入添加剂(二氧化硅)再搅拌5min,使得各组分物质均匀地溶解到溶剂中,得到均一的铸膜液;
4)静置风冷——将得到的铸膜液静置于反应釜,并采取风冷冷却,冷却到30℃-40℃的状态备用;
5)脱泡---作用是将溶解搅拌过程中带入铸膜液中的气泡脱除,确保纺制出来的膜丝表面没有小气泡存留而造成漏气的现象,采用plc微电脑全自动控制,温度和真空度控制精准,自动保压、免维护和对料液无污染。
6)纺丝---通过电脑系统和变频系统加以控制,控制涂覆层厚度的精准和稳定性,将制备好的铸膜液通过计量泵加压输出,均匀地涂覆在内衬管上,然后通过一段空气浴的蒸发,再进入到凝固液中,铸膜液中的溶剂和制孔剂迅速溶解到凝固液中,高分子聚合物凝固并形成过滤微孔的过程,从而制备出中空纤维超滤膜。
7)浸泡----采用纯净水浸泡,6个水槽并联组合,达到不同水箱浸泡不同长度的膜丝以及保证浸泡时间。从中空纤维纺丝机取下来的膜丝,还有少量的溶剂和制孔剂等非溶剂没完全溶解出来,这时膜丝强度还不足,过滤微孔还没完全定型,需要再浸泡到水里继续析出溶剂和制孔剂,以提高膜丝的强度和出水通量。
8)保湿----浸泡好的膜丝需要晾干后才能封胶,但膜丝晾干后膜孔收缩,影响出水通量,需要在膜丝晾干前进行保湿处理。采用2个水槽组合,交替使用,即将膜丝从浸泡水槽中取出浸泡到保湿水槽,槽内配好保湿液,起到置换出超滤膜过滤微孔内的水分又不使得微孔收缩的作用。
9)晾干----本工序由搬运机器人和旋转式烘干房组成,将膜丝表面水分晾干,以保证后续封胶的粘接效果。膜丝由搬运机器人搬入旋转式烘干房在35℃-45℃状态下晾干10min得到成品。
10)切丝——按照规格尺寸切断膜丝。
11)装丝---本工序配套有膜丝输送流水线和制作相应的工装夹具,根据产品膜面积要求整理膜丝数量,按长度要求切平两头,并堵好石膏粉。
12)包装入库----本工序配备有成品输送带,对检测合格的mbr膜片成品进行包装、防护,入库储存在干燥,无阳光直射的仓库中,起到密封和防护作用。
根据以上制作方法即可得到成品。
实施例2:
在实际生产中当为以下组分时:
聚偏氟乙烯树脂(28%)、甘油(3%)、乙二醇(1%)、丙二醇(1%)、氮甲基吡咯烷酮(50%)、丙酮(27%)、二氧化钛(0.2%):
1)烘料----高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,否则在投料时因含有水分而影响配料比例,从而影响产品品质。为了保证产品质量,根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,所用的设备为烘箱。高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,在烘箱内根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,将聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体放入烘干机,在45℃-50℃的状态下烘干30-40min备用;
2)自动配料----本系统采用电脑全自动程序控制计量、下料、振动和报警等流程,根据设置好的原材料配比要求,通过人机组态监控系统和plc程序对加载到称重配料漏斗的物料进行重量、流量计量的控制,所用的设备为电子秤及全自动配料装置。
3)自动投料---采用螺杆上料装置,将自动配料机配好的化工原料按设定好的速度和频率输送到搅拌罐中。自动投料系统的全流程是在密封环境下完成,无粉尘污染,不浪费原料,原料在投料机上能初步均匀混合,喂料速度可控,所用的设备为电子秤及全自动投料装置。
在搅拌方面---将化工原料通过加热和搅拌,使得高分子聚合物均匀地溶解到溶剂中,制成均一的铸膜液。本设备采用plc微电脑全自动控制,温度控制精准,搅拌速度和时间可控,从而保证产品质量,所用的设备为反应釜。
投料制作——利用全自动投料装置,根据设置好的加料步骤,进行投料;
a、制作初级浆乳液——利用喷枪将1)备用的聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体和主活性溶剂互相喷淋混合同时在导入反应釜后在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌30min,形成温度为55℃-65℃的初级浆乳液,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
b、初次混料搅拌,在a中加入全部的甘油、亲水改性剂(乙二醇),一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌20min,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
c、二次混料搅拌,在b中加入全部的有机添加剂(丙二醇)和另一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌10min,加入添加剂(二氧化钛)再搅拌5min,使得各组分物质均匀地溶解到溶剂中,得到均一的铸膜液;
4)静置风冷——将得到的铸膜液静置于反应釜,并采取风冷冷却,冷却到30℃-40℃的状态备用;
5)脱泡---作用是将溶解搅拌过程中带入铸膜液中的气泡脱除,确保纺制出来的膜丝表面没有小气泡存留而造成漏气的现象,采用plc微电脑全自动控制,温度和真空度控制精准,自动保压、免维护和对料液无污染。
6)纺丝---通过电脑系统和变频系统加以控制,控制涂覆层厚度的精准和稳定性,将制备好的铸膜液通过计量泵加压输出,均匀地涂覆在内衬管上,然后通过一段空气浴的蒸发,再进入到凝固液中,铸膜液中的溶剂和制孔剂迅速溶解到凝固液中,高分子聚合物凝固并形成过滤微孔的过程,从而制备出中空纤维超滤膜。
7)浸泡----采用纯净水浸泡,6个水槽并联组合,达到不同水箱浸泡不同长度的膜丝以及保证浸泡时间。从中空纤维纺丝机取下来的膜丝,还有少量的溶剂和制孔剂等非溶剂没完全溶解出来,这时膜丝强度还不足,过滤微孔还没完全定型,需要再浸泡到水里继续析出溶剂和制孔剂,以提高膜丝的强度和出水通量。
8)保湿----浸泡好的膜丝需要晾干后才能封胶,但膜丝晾干后膜孔收缩,影响出水通量,需要在膜丝晾干前进行保湿处理。采用2个水槽组合,交替使用,即将膜丝从浸泡水槽中取出浸泡到保湿水槽,槽内配好保湿液,起到置换出超滤膜过滤微孔内的水分又不使得微孔收缩的作用。
9)晾干----本工序由搬运机器人和旋转式烘干房组成,将膜丝表面水分晾干,以保证后续封胶的粘接效果。膜丝由搬运机器人搬入旋转式烘干房在35℃-45℃状态下晾干10min得到成品。
10)切丝——按照规格尺寸切断膜丝。
11)装丝---本工序配套有膜丝输送流水线和制作相应的工装夹具,根据产品膜面积要求整理膜丝数量,按长度要求切平两头,并堵好石膏粉。
12)包装入库----本工序配备有成品输送带,对检测合格的mbr膜片成品进行包装、防护,入库储存在干燥,无阳光直射的仓库中,起到密封和防护作用。
根据以上制作方法即可得到成品。
实施例3:
聚偏氟乙烯树脂(28%)、甘油(3%)、乙二醇(1%)、聚乙烯醇(1%)、氮甲基吡咯烷酮(50%)、丙酮(27%)、三氧化二铝(0.2%):
1)烘料----高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,否则在投料时因含有水分而影响配料比例,从而影响产品品质。为了保证产品质量,根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,所用的设备为烘箱。高分子聚合物原材料容易吸收水分,在配料前需要对原材料进行烘干处理,在烘箱内根据不同的原料的烘料时间和温度进行烘干处理,将聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体放入烘干机,在45℃-50℃的状态下烘干30-40min备用;
2)自动配料----本系统采用电脑全自动程序控制计量、下料、振动和报警等流程,根据设置好的原材料配比要求,通过人机组态监控系统和plc程序对加载到称重配料漏斗的物料进行重量、流量计量的控制,所用的设备为电子秤及全自动配料装置。
3)自动投料---采用螺杆上料装置,将自动配料机配好的化工原料按设定好的速度和频率输送到搅拌罐中。自动投料系统的全流程是在密封环境下完成,无粉尘污染,不浪费原料,原料在投料机上能初步均匀混合,喂料速度可控,所用的设备为电子秤及全自动投料装置。
在搅拌方面---将化工原料通过加热和搅拌,使得高分子聚合物均匀地溶解到溶剂中,制成均一的铸膜液。本设备采用plc微电脑全自动控制,温度控制精准,搅拌速度和时间可控,从而保证产品质量,所用的设备为反应釜。
投料制作——利用全自动投料装置,根据设置好的加料步骤,进行投料;
a、制作初级浆乳液——利用喷枪将1)备用的聚偏氟乙烯树脂颗粒晶体和主活性溶剂互相喷淋混合同时在导入反应釜后在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌30min,形成温度为55℃-65℃的初级浆乳液,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
b、初次混料搅拌,在a中加入全部的甘油、亲水改性剂(乙二醇),一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌20min,并冷却到30℃-40℃的状态备用;
c、二次混料搅拌,在b中加入全部的有机添加剂(聚乙烯醇)和另一半重量的次活性溶剂,并在55℃-65℃的状态下进行充分搅拌10min,加入添加剂(三氧化二铝)再搅拌5min,使得各组分物质均匀地溶解到溶剂中,得到均一的铸膜液;
4)静置风冷——将得到的铸膜液静置于反应釜,并采取风冷冷却,冷却到30℃-40℃的状态备用;
5)脱泡---作用是将溶解搅拌过程中带入铸膜液中的气泡脱除,确保纺制出来的膜丝表面没有小气泡存留而造成漏气的现象,采用plc微电脑全自动控制,温度和真空度控制精准,自动保压、免维护和对料液无污染。
6)纺丝---通过电脑系统和变频系统加以控制,控制涂覆层厚度的精准和稳定性,将制备好的铸膜液通过计量泵加压输出,均匀地涂覆在内衬管上,然后通过一段空气浴的蒸发,再进入到凝固液中,铸膜液中的溶剂和制孔剂迅速溶解到凝固液中,高分子聚合物凝固并形成过滤微孔的过程,从而制备出中空纤维超滤膜。
7)浸泡----采用纯净水浸泡,6个水槽并联组合,达到不同水箱浸泡不同长度的膜丝以及保证浸泡时间。从中空纤维纺丝机取下来的膜丝,还有少量的溶剂和制孔剂等非溶剂没完全溶解出来,这时膜丝强度还不足,过滤微孔还没完全定型,需要再浸泡到水里继续析出溶剂和制孔剂,以提高膜丝的强度和出水通量。
8)保湿----浸泡好的膜丝需要晾干后才能封胶,但膜丝晾干后膜孔收缩,影响出水通量,需要在膜丝晾干前进行保湿处理。采用2个水槽组合,交替使用,即将膜丝从浸泡水槽中取出浸泡到保湿水槽,槽内配好保湿液,起到置换出超滤膜过滤微孔内的水分又不使得微孔收缩的作用。
9)晾干----本工序由搬运机器人和旋转式烘干房组成,将膜丝表面水分晾干,以保证后续封胶的粘接效果。膜丝由搬运机器人搬入旋转式烘干房在35℃-45℃状态下晾干10min得到成品。
10)切丝——按照规格尺寸切断膜丝。
11)装丝---本工序配套有膜丝输送流水线和制作相应的工装夹具,根据产品膜面积要求整理膜丝数量,按长度要求切平两头,并堵好石膏粉。
12)包装入库----本工序配备有成品输送带,对检测合格的mbr膜片成品进行包装、防护,入库储存在干燥,无阳光直射的仓库中,起到密封和防护作用。
根据以上制作方法即可得到成品。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。