一种亲水性聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法技术领域
本发明涉及一种亲水性分离膜的制备方法，具体涉及一种亲水性聚氯乙烯
中空纤维膜的制备方法。
背景技术
精密过滤膜和超滤膜等的分离膜已在以食品工业、医疗领域、生活用水的
制造、废水处理等为首的领域在各方面获得了应用。特别是在近年来，即使在
饮料水制造的领域，即净水处理过程中也可开始使用分离膜。
在一定压力下单位膜面积能够透过水的量被称为透水率。透水率是衡量超
滤膜和微滤膜质量的一个重要指标。这一指标通常与膜的过滤孔径、开孔率和
膜的亲水性有关。而膜的过滤孔径和开孔率是在成膜时就已经确定的，因此如
果是在膜形成后对之进行亲水改性，就可以通过比较透水率来衡量膜改性的效
果。通常情况下膜表面的亲水性越高，其透水率也越高，其抗有机物污染的能
力也越高。
在近年来，人们正在开发和使用那些以聚氯乙烯类树脂作为材料制成的分
离膜。聚氯乙烯是一种常见的高分子材料，其较为稳定的性能和较好的成膜性
使之适用于用相转移法制造中空纤维多孔膜。但是，由于聚氯乙烯是一种疏水
性材料，用聚氯乙烯制造多孔膜必须经过一定的亲水化处理才能提高其透水率
和抗有机污染的能力。已知技术中报道了多种通过向铸膜液中加入亲水性物质
或通过高分子共混的方式制造具有一定亲水性的聚氯乙烯中空纤维多孔膜的方
法。但是这些方法中亲水性物质必须与聚氯乙烯有较好的混融性，其选择范围
和特性受到制约；这些亲水性物质参与成膜过程而影响膜的强度等指标，其含
量等指标具有局限性。
在制成多孔膜后对之进行亲水化处理也是一种提高多孔膜亲水性的方法，
主要有以下几种：
1、等离子体接枝改性方法
这是通过等离子体表面接枝技术来改性微孔膜的技术。首先是采用电晕放
电或辉光放电的方法在膜表面形成活性中心自由基，然后是自由基引发烯烃单
体的聚合。
2、辐照接枝改性方法
这是一种利用高能射线辐照接枝来改性微孔膜的技术。研究表明，高能射
线辐照可以代替催化剂使引发剂在聚合物表面的分子链上形成自由基活性中
心。该活性中心能引发烯烃等可聚合单体在聚合物表面的接枝聚合。辐照接枝
改性的特点是接枝反应可在常温下反应，后处理简单，对环境无污染。
3、光引发接枝改性方法
这是一种利用光引发接枝改性微孔膜的技术。光引发接枝，尤其是紫外光
引发接枝方法是除等离子体，高能射线外的又一种可在聚合物表面形成有机活
性中心，从而引发聚合物表面接枝聚合改性的接枝改性技术。其特点是易测量
控制，产物纯净，能在较低温度下进行，是一种广泛应用的表面改性基本方法。
从以上几种现有的复合膜制备方法可以看出，制备以PVC为基膜的复合
膜，其主要目的是对PVC膜进行改性，即在PVC膜表面上接枝上一些亲水性基
团，以提高膜的亲水性。
而对聚氯乙烯中空纤维多孔膜制膜液中添加亲水性高分子聚合物，在成膜
后在膜表面通过化学反应进行亲水性改性的方法未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提出一种亲水性聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，聚氯
乙烯中空纤维多孔膜制膜液中添加亲水性高分子聚合物，在成膜后在膜表面通
过化学反应进行亲水性改性，从而提高聚氯乙烯中空纤维膜的亲水性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种亲水性聚氯乙烯中空纤维膜的制备方法，采用以下步骤制备：
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂，溶液总量为100％；
(2)将步骤(1)配成的溶液静置脱泡1-2h之后送入原料罐，利用纺丝机
纺丝，纺出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶
浴为蒸馏水，凝胶固化时间为10-20h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为5-10％的碱性溶液中于
50-70℃反应10-20min之后用水洗净，之后置于浓度为0.05-0.1mol/L的双烯类
化合物溶液中，加入过硫酸钾0.1～0.3g，水浴加热至60-80℃，反应10～20min，
之后将膜取出反复冲洗干净即可。
其中，所述双烯类化合物是亚甲基双丙烯酰胺或双丙烯酸乙二醇酯。
本发明的有益效果在于：同时采用向制膜液中添加亲水性高分子聚合物，
并在成膜后在膜表面通过化学反应进行亲水性改性两种手段，提高聚氯乙烯中
空纤维膜的亲水性，使亲水效果得到了进一步的提高。
具体实施方式
实施例1
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)，溶液总量为100％；
(2)将配制好的溶液静置脱泡1h之后送入原料罐，利用纺丝机纺丝，纺
出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶浴为蒸馏
水，凝胶固化时间为10h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，
水浴加热至50℃，在其中反应10min之后取出中空纤维膜并用水洗净，之后将
洗净后的纤维膜置于预先配好的浓度为0.05mol/L的亚甲基双丙烯酰胺溶液中，
之后加入过硫酸钾0.1g，水浴加热至60℃，反应10min，之后将膜取出反复冲
洗干净即得到具有良好亲水性的聚氯乙烯中空纤维膜，经测试，其与水的接触
角为63.72°。
实施例2
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)，溶液总量为100％；
(2)将配制好的溶液静置脱泡2h之后送入原料罐，利用纺丝机纺丝，纺
出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶浴为蒸馏
水，凝胶固化时间为20h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为10％的氢氧化钠溶液
中，水浴加热至70℃，在其中反应20min之后取出中空纤维膜并用水洗净，之
后将洗净后的纤维膜置于预先配好的浓度为0.1mol/L的双丙烯酸乙二醇酯溶液
中，之后加入过硫酸钾0.3g，水浴加热至80℃，反应20min，之后将膜取出反
复冲洗干净即得到具有良好亲水性的聚氯乙烯中空纤维膜，经测试，其与水的
接触角为68.37°。
实施例3
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂N-甲基吡咯烷酮，溶液总量为100％；
(2)将配制好的溶液静置脱泡1h之后送入原料罐，利用纺丝机纺丝，纺
出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶浴为蒸馏
水，凝胶固化时间为20h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为5％的氢氧化钠溶液中，
水浴加热至60℃，在其中反应15min之后取出中空纤维膜并用水洗净，之后将
洗净后的纤维膜置于预先配好的浓度为0.07mol/L的亚甲基双丙烯酰胺溶液中，
之后加入过硫酸钾0.2g，水浴加热至60℃，反应15min，之后将膜取出反复冲
洗干净即得到具有良好亲水性的聚氯乙烯中空纤维膜，经测试，其与水的接触
角为55.63°。
实施例4
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂N-甲基吡咯烷酮，溶液总量为100％；
(2)将配制好的溶液静置脱泡2h之后送入原料罐，利用纺丝机纺丝，纺
出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶浴为蒸馏
水，凝胶固化时间为20h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为10％的氢氧化钠溶液
中，水浴加热至70℃，在其中反应15min之后取出中空纤维膜并用水洗净，之
后将洗净后的纤维膜置于预先配好的浓度为0.1mol/L的亚甲基双丙烯酰胺溶液
中，之后加入过硫酸钾0.3g，水浴加热至80℃，反应15min，之后将膜取出反
复冲洗干净即得到具有良好亲水性的聚氯乙烯中空纤维膜，经测试，其与水的
接触角为58.14°。
实施例5
(1)将原料按照以下的质量配比配置成溶液：
其余为溶剂N-甲基吡咯烷酮，溶液总量为100％；
(2)将配制好的溶液静置脱泡1.5h之后送入原料罐，利用纺丝机纺丝，纺
出的丝离开纺丝喷头之后立即进入凝胶浴中凝固成型，其中内外凝胶浴为蒸馏
水，凝胶固化时间为15h；
(3)将凝胶固化后的中空纤维膜浸泡于质量浓度为8％的氢氧化钠溶液中，
水浴加热至60℃，在其中反应15min之后取出中空纤维膜并用水洗净，之后将
洗净后的纤维膜置于预先配好的浓度为0.1mol/L的亚甲基双丙烯酰胺溶液中，
之后加入过硫酸钾0.2g，水浴加热至60℃，反应15min，之后将膜取出反复冲
洗干净即得到具有良好亲水性的聚氯乙烯中空纤维膜，经测试，其与水的接触
角为60.83°。
上述仅为本发明的具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利
用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于本发明保护的范围。