聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜的制备方法及其应用 技术领域 本发明属于膜分离技术领域, 涉及一种用于醇类溶剂中除水的聚酰亚胺中空纤维 渗透汽化膜的制备方法及其应用。
技术背景
在石油化工、 精细化工、 医药化工、 日用化工和新能源等领域中无水级的醇溶剂是 必不可少的, 因此将有机溶剂中少量或微量的水分离, 从而得到无水级醇溶剂是上述领域 中最重要也是最常见的单元过程之一。当醇和水的混合物达到共沸平衡时, 传统工艺是采 用恒沸蒸馏、 萃取精馏或分子筛吸附等技术将其中的水分离, 进而获得无水级的醇溶剂, 这 些技术的共同点是高耗能, 人工操作成本高。近几十年发展起来的渗透汽化膜技术由于其 在分离醇溶剂中少量或微量水的过程中所固有的低能耗、 不引入第三组分、 排污少等优势, 得到了人们的普遍认同。 无机陶瓷材料可耐高温、 耐溶剂、 耐化学腐蚀, 但膜的制造成本高, 价格昂贵, 不利于大规模推广应用。而有机高分子膜成本低, 价格便宜, 可以大规模推广应 用。当前主要的膜材料有醋酸纤维素膜、 聚砜膜、 聚醚砜膜、 聚丙烯氰、 聚偏氟乙烯膜等, 使 用温度均不能超过 70℃, 不适合用来分离醇溶液中的水。发明内容
本发明的目的是提供一种用于从醇类溶剂中除水的聚酰亚胺中空纤维渗透汽化 膜的制备方法, 以及通过该方法产出的中空纤维渗透汽化膜在分离醇溶液中水的应用, 使 用该制备方法生产的聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜对醇类溶剂中水的分离程度高, 并且成 产和使用成本低廉。
聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜的制备方法包括如下步骤 :
(1) 按照如下重量份配置铸膜溶液 : 聚酰亚胺酸 10-24, 聚乙烯吡咯烷酮 0.1-4, 非 溶剂添加剂 10-25, 极性有机溶剂 79.9-47 ;
(2) 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 经压滤在空气压力作用下从喷丝头挤 出, 挤出速度为 1-80m/min ;
(3) 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 5-150cm 距离后, 在温度为 0-85℃的水 浴中浸泡 0.2-4 小时, 其中填充液为水, 水的流速为 1-100ml/min ;
(4) 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 200-400℃加热 1-6 个小时。
所述的聚酰亚胺酸由等摩尔比的芳香二苯酐和芳香二苯胺经反应制备而成, 芳香 二苯酐为 : 均苯四甲酸二酐或联苯二酐或二苯醚二酐或二苯酮二酐或二苯砜二酐或六氟异 丙基二邻苯二甲酸酐或三苯双醚四甲酸二酐中的一种或一种以上的原料混合而成, 芳香二 苯胺为 : 对苯二胺或间苯二胺或 2, 4- 甲苯二胺或 3, 4- 甲苯二胺或 2, 6- 甲苯二胺或 2, 5- 二 甲基苯二胺或 2, 6- 二甲基苯二胺或 2, 4, 6- 三甲基苯二胺或四甲基对苯二胺或对二氨基联 苯或二氨基二苯甲烷或 2, 2- 双 [4-(3- 氨基苯氧基 ) 苯基 ] 丙烷中的一种。
所述的聚乙烯吡咯烷酮的分子量为 1000-200000。所述的非溶剂添加剂为甘油或乙醇或乙二醇中的一种。
所述的极性有机溶剂选自 N- 甲基吡咯烷酮或 N, N- 二甲基甲酰胺或 N, N- 二甲基 乙酰胺或二甲亚砜中的一种。
聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜的应用, 聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜用于渗透汽 化膜组件的渗透膜, 应用于醇类溶剂中除水, 醇类溶剂为 : 甲醇或乙醇或丙醇或丁醇或戊 醇。
聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜的应用, 聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜在 70-150℃ -7 的温度范围内测定水的渗透通量大于 3x10 mol/m2sPa, 对于醇的分离因子大于 200。
本发明主要采用聚酰亚胺酸作为主料, 聚酰亚胺酸是综合性能最好的有机高分子 材料之一, 耐高温达到 400℃以上, 长期的使用温度在 -200-300℃之间, 耐酸, 耐有机溶剂, 优良的机械性能。聚酰亚胺的热稳定性和耐有机溶剂的性质, 使其有可能应用制备渗透汽 化膜用来分离醇溶液中的水。通过上述制备方法产出的聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜, 经 -7 2 测定在 70-150℃的温度范围内水的渗透通量大于 3x10 mol/m sPa, 对于醇的分离因子均大 于 200。 具体实施方式 : 实施例 1
聚酰亚胺中空纤维渗透汽化膜的制备方法包括如下步骤 :
1. 取 31 克二苯醚二酐, 32 克二苯酮二酐, 并取 43 克对二氨基联苯, 以 320 克 N- 甲 基吡咯烷酮为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向烧瓶中加入 分子量为 15000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 N- 甲基吡咯烷酮, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶 液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚 酰亚胺酸 14%, 聚乙烯吡咯烷酮 2%, 甘油 15%, N- 甲基吡咯烷酮 69%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 14m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 80cm 距离后, 在温度为 20℃的水浴槽中 浸泡 2 小时, 其中填充液水的流速为 10ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 300℃加热 2 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2mm, 内壁直径为 -7 2 1.6mm。在 105℃测得水的渗透通量为 8x10 mol/m sPa, 对于乙醇分离因子为 340。
实施例 2
取 32 克二苯酮二酐和 20 克二氨基二苯甲烷, 以 120 克 N- 甲基吡咯烷酮为溶剂在 烧瓶中室温 20℃搅拌反应 24 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向烧瓶中加入分子量为 20000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 N- 甲基吡咯烷酮, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原料的 配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 20%, 聚乙烯吡咯烷酮 2%, 乙醇 12%, N- 甲基吡咯烷酮 66%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 10m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 50cm 距离后, 在温度为 20℃的水浴中浸
泡 1 个小时, 其中填充液水的流速为 14ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 300℃加热 2 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 1.5mm, 内壁直径为 -7 2 1.3m。在 130℃测得水的渗透通量为 9x10 mol/m sPa, 对于异丙醇分离因子为 310。
实施例 3
取 21.8 克均苯四甲酸二酐和 10.8 克对苯二胺, 以 100 克 N, N- 二甲基甲酰胺为溶 剂在烧瓶中 100℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。 然后向烧瓶中加入分子量为 200000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙二醇、 N, N- 二甲基甲酰胺, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原 料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 10%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.1%, 乙二醇 10%, N, N- 二甲基甲酰胺 79.9%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 1m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 5cm 距离后, 在温度为 1℃的水浴槽中浸 泡 0.2 小时, 其中填充液水的流速为 1ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 380℃加热 1 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 1.0mm, 内壁直径为 -7 2 0.8mm。在 125℃测得水的渗透通量为 4x10 mol/m sPa, 对于正丁醇分离因子为 270。
实施例 4
取 29.4 克联苯二酐和 10.8 克间苯二胺, 以 80 克 N, N- 二甲基乙酰胺为溶剂在烧 瓶中 80℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向烧瓶中加入分子量为 45000 的聚乙 烯吡咯烷酮、 乙二醇、 N, N- 二甲基乙酰胺, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原料的配 比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 24%, 聚 乙烯吡咯烷酮 4%, 乙二醇 25%, N, N- 二甲基乙酰胺 47%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 80m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 150cm 距离后, 在温度为 85℃的水浴中浸 泡 4 小时, 其中填充液水的流速为 100ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 400℃加热 6 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 1.1mm, 内壁直径为 -7 2 0.9mm。在 150℃测得水的渗透通量为 3x10 mol/m sPa, 对于正戊醇分离因子为 206。
实施例 5
取 35.8 克二苯砜二酐和 12.3 克 2, 4- 甲苯二胺, 以 150 克二甲亚砜为溶剂在烧瓶 中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。 然后向反应釜中加入分子量为 1000 的聚乙烯 吡咯烷酮、 乙二醇、 二甲亚砜, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下 各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 11%, 聚乙烯吡咯烷 酮 3%, 乙二醇 11%, 二甲亚砜 75%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 40m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 100cm 距离后, 在温度为 60℃的水浴中浸泡 2 小时, 其中填充液水的流速为 50ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 200℃加热 2 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.6mm, 内壁直径为 -7 2 2.3mm。在 70℃测得水的渗透通量为 3x10 mol/m sPa, 对于甲醇分离因子为 640。
实施例 6
取等 44.4 克六氟异丙基二邻苯二甲酸酐和 12.2 克 3, 4- 甲苯二胺, 以 180 克 N- 甲 基吡咯烷酮为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向烧瓶中加入 分子量为 100000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 N- 甲基吡咯烷酮, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶 液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚 酰亚胺酸 12%, 聚乙烯吡咯烷酮 1%, 甘油 12%, N- 甲基吡咯烷酮 75%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 50m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 110cm 距离后, 在温度为 70℃的水浴中浸 泡 1 小时, 其中填充液水的流速为 60ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 300℃加热 3 个小时。 通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 3.5mm, 内壁直径为 -7 2 3.3mm。在 110℃测得水的渗透通量为 14x10 mol/m sPa, 对于异丙醇分离因子为 210。
本实施例中的 3, 4- 甲苯二胺也可用 2, 6- 甲苯二胺替代, 效果相同。
实施例 7
取 40.2 克三苯双醚四甲酸二酐和 19.7 克 2, 5- 二甲基苯二胺, 以 150 克 N, N- 二 甲基甲酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向反应釜中加 入分子量为 150000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 N, N- 二甲基甲酰胺, 混合后得到铸膜溶液, 铸 膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如 下: 聚酰亚胺酸 15%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.5%, 甘油 13%, N, N- 二甲基甲酰胺 71.5%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 50m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 120cm 距离后, 在温度为 80℃的水浴中浸 泡 3 小时, 其中填充液水的流速为 80ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 350℃加热 5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2mm, 内壁直径为 -7 2 1.6mm。在 115℃测得水的渗透通量为 6x10 mol/m sPa, 对于乙醇分离因子为 240。
本实施例中的 3, 4- 甲苯二胺也可用 2, 6- 二甲基苯二胺替代, 效果相同。
实施例 8
取 40.2 克三苯双醚四甲酸二酐和 15 克 2, 4, 6- 三甲基苯二胺, 以 120 克 N, N- 二 甲基甲酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向反应釜中加 入分子量为 30000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 N, N- 二甲基甲酰胺, 混合后得到铸膜溶液, 铸 膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如 下: 聚酰亚胺酸 13%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.8%, 甘油 14%, N, N- 二甲基甲酰胺 72.2%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中
空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 60m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 10cm 距离后, 在温度为 10℃的水浴中浸 泡 1.5 小时, 其中填充液水的流速为 60ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 250℃加热 6 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.1mm, 内壁直径为 -7 2 1.9mm。在 90℃测得水的渗透通量为 6x10 mol/m sPa, 对于甲醇分离因子为 440。
实施例 9
取 31 克二苯醚二酐和 41 克 2, 2- 双 [4-(3- 氨基苯氧基 ) 苯基 ] 丙烷, 以 150 克 N, N- 二甲基乙酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向反 应釜中加入分子量为 30000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 N, N- 二甲基乙酰胺, 混合后得到铸膜 溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分 比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 16%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.9%, 甘油 19%, N, N- 二甲基乙酰胺 64.1%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液在空气压力作用下从中空纤维 纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 70m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 70cm 距离后, 在温度为 40℃的水浴中浸 泡 0.5 小时, 其中填充液水的流速为 70ml/min。 4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 200℃加热 2.5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.3mm, 内壁直径为 -7 2 2mm。在 125℃测得水的渗透通量为 13x10 mol/m sPa, 对于正丁醇分离因子为 338。
实施例 10
取 6.4 克二苯酮二酐, 35.5 克六氟异丙基二邻苯二甲酸酐, 并取 41 克 2, 2- 双 [4-(3- 氨基苯氧基 ) 苯基 ] 丙烷, 以 160 克二甲亚砜为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个 小时制得聚酰亚胺酸。然后向反应釜中加入分子量为 1000 的聚乙烯吡咯烷酮、 甘油、 二甲 亚砜中, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占 混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 17%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.2%, 甘油 18%, 二甲亚砜 64.8%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 20m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 15cm 距离后, 在温度为 50℃的水浴中浸 泡 2.5 小时, 其中芯液水的流速为 20ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 320℃加热 1.5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.1mm, 内壁直径为 -7 2 1.9mm 在 125℃测得水的渗透通量为 18x10 mol/m sPa, 异丙醇对水的分离因子为 230。
实施例 11
取 8.8 克联苯二酐, 21.7 克二苯醚二酐, 并取 20 克二氨基二苯甲烷, 以 80 克 N, N- 二甲基甲酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向反应 釜中加入分子量为 50000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 N, N- 二甲基甲酰胺, 混合后得到铸膜 溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分 比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 18%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.3%, 乙醇 20%, N, N- 二甲基甲酰胺 61.7%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 30m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 90cm 距离后, 在温度为 30℃的水浴中浸 泡 3.5 小时, 其中芯液水的流速为 30ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 260℃加热 3.5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 1.8mm, 内壁直径为 -7 2 1.5mm。在 80℃测得水的渗透通量为 5x10 mol/m sPa, 对于甲醇分离因子为 285。
实施例 12
取 14.3 克二苯砜二酐, 19.2 克二苯酮二酐, 并取 41 克 2, 2- 双 [4-(3- 氨基苯氧 基 ) 苯基 ] 丙烷, 以 130 克 N, N- 二甲基甲酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制 得聚酰亚胺酸。 然后向反应釜中加入分子量为 80000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 N, N- 二甲基 甲酰胺, 混合后得到铸膜溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占 混合后的铸膜溶液的百分比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 19%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.6%, 乙醇 16%, N, N- 二甲基甲酰胺 64.4%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 20m/min ; 3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 60cm 距离后, 在温度为 20℃的水浴中浸 泡 1.8 小时, 其中芯液水的流速为 40ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 320℃加热 4.5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.4mm, 内壁直径为 -7 2 2.1mm。在 105℃测得水的渗透通量为 18x10 mol/m sPa, 对于乙醇分离因子为 320。
实施例 13
取 10.9 克均苯四甲酸二酐, 15.5 克二苯醚二酐和和 12.2 克 3, 4- 甲苯二胺, 以 60 克 N, N- 二甲基乙酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。 然后向反 应釜中加入分子量为 1000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 N, N- 二甲基乙酰胺, 混合后得到铸膜 溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分 比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 21%, 聚乙烯吡咯烷酮 0.7%, 乙醇 16%, N, N- 二甲基乙酰胺 62.3%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 35m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 65cm 距离后, 在温度为 30℃的水浴中浸 泡 1.8 小时, 其中芯液水的流速为 90ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 170℃加热 2.3 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2mm, 内壁直径为 -7 2 1.8mm。在 125℃测得水的渗透通量为 4x10 mol/m sPa, 对于叔丁醇分离因子为 230。
实施例 14
取 8.9 克六氟异丙基二邻苯二甲酸酐, 32 克三苯双醚四甲酸二酐, 并取 12.2 克 2, 6- 甲苯二胺, 以 80 克二甲亚砜为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。 然后向反应釜中加入分子量为 20000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 二甲亚砜, 混合后得到铸膜 溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分
比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 22%, 聚乙烯吡咯烷酮 2%, 乙醇 24%, 二甲亚砜 52%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 35m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 130cm 距离后, 在温度为 65℃的水浴中浸 泡 2.6 小时, 其中芯液水的流速为 55ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 185℃加热 2.2 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2mm, 内壁直径为 -7 2 1.6mm。在 125℃测得水的渗透通量为 10x10 mol/m sPa, 对于正戊醇分离因子为 225。
实施例 15
取 32 克二苯酮二酐和 41 克 2, 2- 双 [4-(3- 氨基苯氧基 ) 苯基 ] 丙烷, 以 120 克 N, N- 二甲基甲酰胺为溶剂在烧瓶中 20℃搅拌反应 10 个小时制得聚酰亚胺酸。然后向反 应釜中加入分子量为 1000 的聚乙烯吡咯烷酮、 乙醇、 N, N- 二甲基甲酰胺, 混合后得到铸膜 溶液, 铸膜溶液中各种原料的配比为 ( 以下各原料的百分比为占混合后的铸膜溶液的百分 比 ) 如下 : 聚酰亚胺酸 23%, 聚乙烯吡咯烷酮 4%, 乙醇 22%, N, N- 二甲基甲酰胺 51%。
2. 将上述铸膜溶液注入中空纤维纺丝机, 铸膜溶液经压滤在空气压力作用下从中 空纤维纺丝机的喷丝头挤出, 挤出速度为 55m/min ;
3. 将挤出的初生中空纤维膜在空气中经 140cm 距离后, 在温度为 80℃的水浴中浸 泡 3.6 小时, 其中芯液水的流速为 85ml/min。
4. 将聚酰亚胺酸中空纤维膜在烘箱中 320℃加热 5.5 个小时。
通过上述步骤产出的聚酰亚胺酸中空纤维膜的外壁直径为 2.3mm, 内壁直径为 -7 2 2.0mm, 在 90℃测得水的渗透通量为 11x10 mol/m sPa, 对于分离因子为 438。9