一种PVA提高亲水性的超滤膜及其制备方法技术领域
本发明属于超滤膜领域，尤其是涉及一种PVA提高亲水性的超滤膜及其制备方法。
背景技术
聚砜是目前工业上应用极其广泛的超滤膜材料,它具有价廉易得,机械强度、抗压
密性、稳定性、耐热性良好及宽的pH使用范围(pH值为2～12)等优点,但它的憎水性也是人
所皆知的,其危害主要表现在疏水溶质易在膜表面产生吸附和沉积,使膜孔受阻,造成膜污
染,使膜的性能降低,使用寿命缩短。
聚砜类膜的制备中，为了适应不同膜过程的要求,常需在制膜液中加入一定量的
添加剂来调整制膜液的配方,从而得到不同的膜结构和性能。PVA，也即聚乙烯醇，是一种白
色片状、絮状或粉末状固体有机化合物，无味，溶于水，不溶于绝大多数有机溶剂，微溶于二
甲基亚砜。PVA-1799，其聚合度为1700，醇解度为99％，常温下难溶于水，能溶于90℃以上热
水，因其富含亲水基团羟基，可作为添加剂使用，提高膜的亲水性。
因此，采用PVA作为之一制备PSF超滤膜，改善其亲水性势在必行。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种PVA提高亲水性的超滤膜，以解决现有聚砜膜亲水
性较差的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种PVA提高亲水性的超滤膜，包括如下重量份数的各组分，PVA 0.5～3份；溶解
助剂10～20份；PSF 10～35份；溶剂60～80份；添加剂10～30份。
优选的，所述溶解助剂为二甲基亚砜。
优选的，所述溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或混合溶液，且所述混合溶液由
二甲基乙酰胺和/或二甲基甲酰胺与四氢呋喃混合组成。
优选的，所述添加剂为聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、吐温-80、span-80、氯化钠溶液
中的一种或两种以上。
本发明的另一目的在于提出一种制备如上所述PVA提高亲水性的超滤膜的方法，
以制备如上所述PVA提高亲水性的超滤膜。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种制备如上所述的PVA提高亲水性的超滤膜的方法，先将PVA溶解于溶解助剂
中，在60～90℃下搅拌1～3h，待其溶解完全后，再加入溶剂和添加剂，继续搅拌1～2h，混合
均匀后，加入PSF，搅拌10～18h；将搅拌后的料液放置到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，真
空脱泡2～5h，脱泡后的料液在液氮提供的恒压作用下由储料罐输送至喷丝头，同时芯液亦
在恒压源下从喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔作为支撑和内凝固浴；纺丝细流离开
喷丝头，经过干纺程，进入凝固槽，在凝固槽中经凝固，进入绕丝槽，缠绕在绕丝轮上，凝固
完全后即形成中空纤维膜；所述恒压源为液氮；所述干纺程为喷丝头和凝固槽之间的空气
间隙。
优选的，所述芯液为蒸馏水和溶剂的混合液，混合比例为1∶1。
优选的，所述干纺程的高度为10～25cm。
优选的，所述脱泡后的料液在0.05MPa～0.5MPa恒压下由储料罐输送至喷丝头，且
料液的温度为50℃～70℃；优选的，所述脱泡后的料液在0.2MPa～0.45MPa恒压下由储料罐
输送至喷丝头。
优选的，所述芯液在0.05MPa～0.2MPa的恒压下从喷丝头的中心空穴进入中空纤
维的空腔，且芯液的温度为40℃～60℃；优选的，所述芯液在0.07MPa～0.18MPa的恒压下从
喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔，且芯液的温度为45℃～55℃。
优选的，所述绕丝轮的线速度为5～15m/min；所述凝固槽与绕丝槽的温度为35℃
～55℃；优选的，所述凝固槽与绕丝槽的温度为38℃～52℃。
相对于现有技术，本发明所述的一种PVA提高亲水性的超滤膜具有以下优势：
本发明所述的一种PVA提高亲水性的超滤膜，在PSF超滤膜中引入含多羟基的PVA，
可有效提高膜的亲水性，污染之后相对容易清洗；此外，PVA作为高分子聚合物，可提高膜的
强度。
所述一种制备如上所述的PVA提高亲水性的超滤膜的方法与上述一种PVA提高亲
水性的超滤膜相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
具体实施方式
除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了
便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
所有的数字标识，例如温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总
是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙
述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。
在本发明的实施例中所提到的DMSO是指二甲基亚砜；DMAC是二甲基乙酰胺；DMF是
二甲基甲酰胺；THF是四氢呋喃；PEG是聚乙二醇；PVP为聚乙烯吡咯烷酮。
下面结合实施例来详细说明本发明。
对比例
一种PSF超滤膜，包括如下重量份数的各组分，PSF 18份；DMAC 72份；PEG 10份。
其制备方法为：先将PEG溶解于DMAC中，在50℃下搅拌1h，再加入PSF，搅拌8h；将搅
拌后的料液放置到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，真空脱泡3h，脱泡后的料液在液氮提供
的恒压0.1MPa作用下由储料罐输送至喷丝头，且料液的温度为70℃，同时芯液亦在恒压源
提供的0.15MPa下从喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔作为支撑和内凝固浴，且芯液
的温度为45℃；纺丝细流离开喷丝头，经过干纺程，进入凝固槽，在凝固槽中经凝固，进入绕
丝槽，缠绕在绕丝轮上，凝固完全后即形成中空纤维膜。所述干纺程为喷丝头和凝固槽之间
的空气间隙；所述芯液为蒸馏水，所述恒压源为液氮。所述干纺程高度为5cm；绕丝轮的线速
度为10m/min；凝固槽与绕丝槽的温度均为42℃。
本对比例所制备的超滤膜亲水夹角为59°，单丝通量为237L/m2·h。其中，亲水夹
角用亲水角测定仪测定，单丝通量参照“中空纤维超滤膜测试方法HYT 050-1999”。
实施例1
一种PVA提高亲水性的超滤膜，包括如下重量份数的各组分，PVA 1份；DMSO 10份；
PSF 15份；DMAC 62份；PEG 12份。
通过如下方法，制备得超滤膜：先将PVA溶解于DMSO中，在63℃下搅拌2h，待其溶解
完全后，再加入DMAC和PEG，继续搅拌1h，混合均匀后，加入PSF，搅拌10h；将搅拌后的料液放
置到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，真空脱泡3h，脱泡后的料液在液氮提供的0.2MPa恒压
作用下由储料罐输送至喷丝头，且料液的温度为50℃，同时芯液亦在恒压源提供的0.07MPa
下从喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔作为支撑和内凝固浴，且芯液的温度为45℃；
纺丝细流离开喷丝头，经过干纺程，进入凝固槽，在凝固槽中经凝固，进入绕丝槽，缠绕在绕
丝轮上，凝固完全后即形成中空纤维膜。所述芯液为蒸馏水和DMAC的混合溶液，混合比例为
1:1；所述恒压源为液氮。所述干纺程为喷丝头和凝固槽之间的空气间隙。所述干纺程高度
为12cm；绕丝轮的线速度为8m/min；凝固槽与绕丝槽的温度均为38℃。
本实施例所制备的超滤膜亲水夹角为52°，单丝通量为245L/m2·h。其中，亲水夹
角用亲水角测定仪测定，单丝通量参照“中空纤维超滤膜测试方法HYT 050-1999”。
实施例2
一种PVA提高亲水性的超滤膜，包括如下重量份数的各组分，PVA 1.5份；DMSO 12
份；PSF 15份；DMAC 35份；DMF 27份；PVP 9.5份。
通过如下方法，制备得超滤膜：先将PVA溶解于DMSO中，在65℃下搅拌1.5h，待其溶
解完全后，再加入DMAC、DMF和PVP，继续搅拌1h，混合均匀后，加入PSF，搅拌10h；将搅拌后的
料液放置到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，真空脱泡3h，脱泡后的料液在液氮提供的
0.32MPa恒压作用下由储料罐输送至喷丝头，且料液的温度为58℃，同时芯液亦在恒压源提
供的0.12MPa下从喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔作为支撑和内凝固浴，且芯液温
度为51℃；纺丝细流离开喷丝头，经过干纺程，进入凝固槽，在凝固槽中经凝固，进入绕丝
槽，缠绕在绕丝轮上，凝固完全后即形成中空纤维膜。所述芯液为蒸馏水和溶剂(DMAC和
DMF)的混合溶液，混合比例为1：1；所述恒压源为液氮。所述干纺程为喷丝头和凝固槽之间
的空气间隙。所述干纺程高度为19cm；绕丝轮的线速度为12m/min；凝固槽与绕丝槽的温度
均为43℃。
本实施例所制备的超滤膜亲水夹角为46°，单丝通量为281L/m2·h。其中，亲水夹
角用亲水角测定仪测定，单丝通量参照“中空纤维超滤膜测试方法HYT 050-1999”。
实施例3
一种PVA提高亲水性的超滤膜，包括如下重量份数的各组分，PVA 2份；DMSO 15份；
PSF 20份；DMAC 30份；DMF 17份；THF 8份；土温-80 8份。
通过如下方法，制备得超滤膜：先将PVA溶解于DMSO中，在70℃下搅拌3h，待其溶解
完全后，再加入DMAC、DMF、THF和土温-80，继续搅拌1.5h，混合均匀后，加入PSF，搅拌10h；将
搅拌后的料液放置到中空纤维膜纺丝机的储料罐中，真空脱泡4h，脱泡后的料液在液氮提
供的0.45MPa恒压作用下由储料罐输送至喷丝头，且料液的温度为70℃，同时芯液亦在恒压
源提供的0.18MPa下从喷丝头的中心空穴进入中空纤维的空腔作为支撑和内凝固浴，且芯
液的温度为55℃；纺丝细流离开喷丝头，经过干纺程，进入凝固槽，在凝固槽中经凝固，进入
绕丝槽，缠绕在绕丝轮上，凝固完全后即形成中空纤维膜。所述芯液为蒸馏水和溶剂(DMAC、
DMF和THF)的混合溶液，混合比例为1：1；所述恒压源为液氮。所述干纺程为喷丝头和凝固槽
之间的空气间隙。所述干纺程高度为22cm；绕丝轮的线速度为14m/min；凝固槽与绕丝槽的
温度均为52℃。
本实施例所制备的超滤膜亲水夹角为41°，单丝通量为263L/m2·h。其中，亲水夹
角用亲水角测定仪测定，单丝通量参照“中空纤维超滤膜测试方法HYT 050-1999”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。