中空纤维膜的开发与应用进展-论文.pdf

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1、第29卷第2期合成技术及应用V01．29NO．22014年6月SYNTHETICTECHNOL0GYANDAPPLICAT10NJun．2014中空纤维膜的开发与应用进展刘传生，李映，陈海燕(1．中国石化仪征化纤股份有限公司研究院，江苏仪征211900；2．江苏省高性能纤维重点实验室，江苏仪征211900)摘要：中空纤维膜作为一种特种纤维，近年来发展迅猛，已应用到各个领域。作者综述了中空纤维膜的开发与应用现状，包括中空纤维膜的发展历史、制备方法、改性方法及应用等几个方面，最后展望了中空纤维膜制备技术和应用领域的发展趋势。关键词：中空纤维膜性能制备改性应用发展中图分类号：TQ34

2、2．2文献标识码：A文章编号：1006-334X(2014)02-0018-06膜在大自然中特别是在生物体内是广泛存在聚丙烯腈(PAN)中空纤维渗透器。20世纪80年代的，但是人类对它的认识、利用、模拟直至人工合成初，中空纤维膜的研究转入超滤膜领域，并得到了较的历史过程却是漫长而曲折的。最初，人类生理学大的发展，中空纤维膜反渗透组件亦进入工业化阶家利用的膜主要是动物膜，直到1864年，Traube才段。在20世纪90年代，国家把膜技术开发列入了制成人类历史上第一张人造膜——亚铁氯化铜科技攻关和发展计划，在引进国外反渗透膜、元器件膜。1918年，Zsigmondy提出了微滤膜的制

3、备方及产品的同时，新的膜品种陆续研制成功，一些技术法，并将其应用于微生物、微粒等方面的分离和富上成熟的膜分离过程开始得到应用，我国的中空纤集。1925年，德国建立了世界上第一个滤膜公维超滤膜组件、反渗透膜组件已初步形成规模生产，司。1930年，Teorell等对膜电势的研究为电渗析并在众多的工业领域得到成功应用。。。和膜电极的发明打下了基础。1950年，Juda等试制如今，中空纤维膜已成为分离膜生产中最主要成功第一张具有实用价值的离子交换膜，电渗析过的几个品种之一，作为具有特殊功能的高分子合成程得到迅速发展。1960年，Loeb与Sourirajan制膜，近年来发展非常迅速，其

4、应用已遍及膜分离技术成了具有高脱盐率、高透水量的非对称性醋酸纤维的各个领域。半透膜，并首次用于海水和苦咸水的淡化工作。1性能与分类陶氏化学公司于1966年开发出了第一种商业化的中空纤维膜。随后，陶氏化学、孟山都、杜邦等公司1．1中空纤维膜的性能实现工业化生产。1971年，杜邦公司以芳香族聚酰中空纤维膜是一种外形像纤维状，具有自支撑胺为原料制备反渗透中空纤维膜，开发成功“per．作用的膜，是分离膜领域中的一个重要分支，与其它masep”B一9渗透器用于苦咸水淡化。20世纪70年分离膜相比，中空纤维膜具有以下的优点：代，美国Arlaicon公司、日本旭化成公司又相继推出a)膜呈自支

5、撑结构，无需另加其它支撑体，可中空纤维超滤膜。此后，美国道化学公司的三醋酸使膜组件的加工简化，费用降低；纤维素(TCA)反渗透器、日本东洋纺公司的中空纤b)单位体积装填密度大，可以提供很大的比表维膜反渗透器以及众多的中空纤维膜超滤器、人工面积。如0．3ITI的中空纤维膜组件可以提供500肾透析器、气体分离器等相继问世，实现了工m有效膜面积，同样条件下的平板膜组件为20In，业化。管式膜组件为5m；我国中空纤维膜的发展始于20世纪70年代，c)重现性好，放大容易。一般情形下，实验室1974年开始在大连、天津、上海等地开展了中空纤规模的膜组件与工业规模的膜组件相比，其中的流维膜的研

6、究，并于2O世纪7O年代末研制成功以芳收稿日期：2014—05—30香聚酰胺酰肼为原料的反渗透中空纤维膜及小型膜作者简介：刘传生(1982一)，山东荷泽人，硕士研究生，主要从事化组件。20世纪70～90年代研制了板框式渗透膜和学纤维研究与开发工作。第2期刘传生等．中空纤维膜的开发与应用进展19动形式与分离效果差别不大。物材料。1．2中空纤维膜的分类用TIPS法成功制备的中空纤维膜高分子材料主中空纤维膜的种类和功能繁多(在讨论不同问要有PP、PE、聚偏氟乙烯(PVDF)、PMP、聚氯乙烯题时常采用不同的分类方法)，一般将其分成中空(PVC)、乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH)等。较早

7、将纤维微滤膜、中空纤维超滤膜、中空纤维纳滤膜、中TIPS法用于中空纤维膜制备过程的是Gerlach等，空纤维反渗透膜、中空纤维气体分离膜、中空纤维透他们采用这种方法制得了PP中空纤维微孔膜。安亚析膜等。欣等从PVDF!三乙酸甘油酯(GTA)／癸二酸二丁酯(DBS)体系中，采用TIPS法，制备了PVDF中空纤维微2制备方法孔膜。而赵梓年等通过TIPS法制备了PVDF!细菌中空纤维膜的制备方法大致可分为3类，即熔纤维素(BC)中空纤维共混膜。肖凯军等也通过融纺丝一拉伸法、热致相分离法和溶液纺丝法