[纤维知识]中空纤维生产技术
3湿法纺丝
湿法纺丝纺制的中空纤维通常用作过滤用膜,常用的有纤维素中空纤维膜和聚丙烯腈中空纤维膜。通常采用双环套管形喷丝板纺制而成,纤维中空度的大小通过控制喷丝板中孔的大小及通入气体或液体的种类及其速度来决定。一般通过改变凝固浴组成和凝固条件来调整中空纤维微孔的孔径、空隙率和中空纤维的通量。
①纤维素中空纤维膜的制造
纤维素中空纤维的生产方法有粘胶法、铜氨法和新溶剂法。粘胶法是先将纤维素同碱进行反应制得碱纤维素,碱纤维素同二硫化碳反应生成纤维素磺酸钠后溶解在碱液中得到粘胶溶液;铜氨法是将纤维素溶解在铜氨溶液中制得纤维素铜氨溶液;新溶剂法是将纤维素溶解在PF/DMSO(聚甲醛/二甲基亚砜)、LiC1/DMAc(氯化锂/N,N二甲基乙酰胺)、NMMO(N-甲基吗啉-N-氧化物)等溶剂中制得纤维素溶液。将上述制得的溶液经过滤、脱泡后在特殊的喷丝头中纺成中空纤维。上述三种方法中,铜氨法在生产中消耗大量的铜,因生产成本较高现在一般不采用;而粘胶法在生产中产生了大量的有害物质,严重污染环境,生产流程较长,在成形过程中也不利于形成均匀的中空纤维膜;而新溶剂法生产中空纤维素纤维有报道的也只有PF/DMSO、LiC1/DMAc两种体系,由于这两个体系的成膜过程简单易行,成膜受环境条件影响较小,并且溶解和成形条件缓和,故天然纤维素的结构保留较多,结构比较致密,特别适合作纤维素中空纤维膜,其中东华大学王庆瑞等人对PF/DMSO体系和铜氨溶液纺制纤维素中空纤维进行过研究,成功纺制成结构均匀的中空纤维。天津纺织工学院的杜启云等人对LiC1/DMAc体系作过研究,经过干湿法纺制出中空纤维。
②聚丙烯腈中空纤维膜的制造
PAN中空纤维膜一般采用丙烯腈、丙烯酸甲酯和衣康酸的三元共聚物或丙烯腈和衣康酸的二元共聚物来制取PAN中空纤维。采用无机盐或聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氰基丙烯酸乙酯(ECA)等添加剂来作致孔剂,纺丝时—般采用DMF、DMAc、DMSO、ZnC12等作溶剂,纺丝液的浓度为1 2%~20%,采用的凝固浴为水或PAN溶剂的水溶液。