CN112755796A - 一种半透膜支撑体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半透膜支撑体及其制备方法，由至少含有主体合成纤维和粘结纤维且具有涂敷面及非涂敷面的无纺布构成；涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100‑180μm。本发明半透膜支撑体上不会出现亮斑，透膜支撑体的粘结强度大，提高了支撑体与半透膜的剥离强度，保证了整体高的透气度。
Description
技术领域
本发明属于半透膜领域，特别涉及一种半透膜支撑体及其制备方法。
背景技术
在饮料/工业用水中杂质的去除、海水的淡化、食品中杂菌的去除、排水处理或者生物化学领域中，半透膜已经被广泛使用。
半透膜有三层：聚酰胺层、聚砜层和支撑体。支撑体的各种特性参数如透气度、厚度、克重、横纵抗拉强度等都能符合半透膜的使用要求，但是无纺布在涂布聚砜层后，通常会出现一些针孔、亮斑等局部缺陷，使得半透膜脱盐率大幅下降。
半透膜的针孔缺陷和支撑体的低密度缺陷有关，在该位置，纤维分布较稀，孔径较正常位置大的多。而亮斑恰恰相反，亮斑位置通常表现为半透膜和支撑体粘接较差，剥离半透膜后，亮斑位置特别平整。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种半透膜支撑体及其制备方法，半透膜支撑体上不会出现亮斑，使得透膜支撑体的粘结强度大，保证半透膜支撑体高的透气度。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种半透膜支撑体，由至少含有主体合成纤维和粘结纤维且具有涂敷面及非涂敷面的无纺布构成；
涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100-180μm。
进一步的，半透膜支撑体的厚度为90-120μm，克重在60-90g/m2。
进一步的，涂敷面的厚度在20-30μm，非涂敷面的厚度在10-20μm。
进一步的，主体合成纤维和粘结纤维的重量比为6：4-7：3。
进一步的，主体合成纤维选自聚丙烯、聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺或聚丙烯腈纺丝而成的纤维。
进一步的，粘结纤维的熔点低于主体合成纤维的熔点，粘结纤维的熔点比主体合成纤维的熔点低50-80℃。
进一步的，粘结纤维在低于其熔点20-30℃时的热伸缩率在2-3％。
进一步的，粘结纤维的直径在8-10μm。
本发明还提供了上述一种半透膜支撑体的制备方法，包括以下步骤：
将粘结纤维、主体合成纤维溶于溶剂中混合制浆；
将浆液通过斜网形成湿纸，将湿纸烘干至干度达到96％以上获得原纸；
将原纸通过双辊热压机获得半透膜支撑体。
进一步的，双辊热压机由一对钢辊组成，原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在30-60°，上辊温度高于粘结纤维熔点0-10℃，下辊温度低于粘结纤维熔点10-20℃。
本发明公开了一种半透膜支撑体及其制备方法，由至少含有主体合成纤维和粘结纤维且具有涂敷面及非涂敷面的无纺布构成；涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100-180μm。本发明半透膜支撑体上不会出现亮斑，透膜支撑体的粘结强度大，提高了支撑体与半透膜的剥离强度，保证了整体高的透气度。
附图说明
图1是实施例3半透膜支撑体的显微图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的实质，下述给出了本发明的实施方式，仅用于说明本发明是如何实施的，并非限制本发明仅可由以下方案实施，在理解本发明技术方案的基础上，对本发明进行的变更、替换、结构修饰依旧属于本发明的保护范围，本发明的保护范围涵盖于其权利要求及其同变换。
本发明公开了一种半透膜支撑体，由至少含有主体合成纤维和粘结纤维且具有涂敷面及非涂敷面的无纺布构成；
涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100-180μm。
上述半透膜支撑体的粘结强度大，提高了支撑体与半透膜的剥离强度，保证了整体高的透气度。
需要说明的是，涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100-180μm时，半透膜支撑体的粘结强度大，提高了支撑体与半透膜的剥离强度，保证了整体高的透气度，同时使得涂敷面的平滑度好；当最大内切圆半径大于180μm时，在该位置易于出现亮斑；最大内切圆半径小于100μm时，单根粘结纤维为无纺布带来的粘结强度不足，因此需要更多的粘结纤维，进而造成整体透气度的下降，支撑体和半透膜的剥离强度降低，另一方面，支撑体涂敷面的平滑度也难以保证。
优选地，半透膜支撑体的厚度为90-120μm，克重在60-90g/m2。
在本发明的实施例中，涂敷面的厚度在20-30μm，非涂敷面的厚度在10-20μm。
在本发明的实施例中，主体合成纤维和粘结纤维的重量比为6：4-7：3。
在本发明的实施例中，主体合成纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚氨酯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维或聚丙烯腈纤维。更优选地，主体合成纤维为聚酯纤维。
需要说明的是，上述纤维均采用纺丝生产而得。
在本发明的实施例中，粘结纤维的熔点低于主体合成纤维的熔点，粘结纤维的熔点比主体合成纤维的熔点低50-80℃。其中，粘结纤维在低于其熔点20-30℃时的热伸缩率在2-3％。
在本发明的实施例中，粘结纤维的直径在8-10μm。
本发明还提供了上述一种半透膜支撑体的制备方法，包括以下步骤：
将粘结纤维、主体合成纤维溶于溶剂中混合制浆；
将浆液通过斜网形成湿纸，将湿纸烘干至干度达到96％以上获得原纸；
将原纸通过双辊热压机获得半透膜支撑体。
其中，浆液中粘结纤维、主体合成纤维
进一步的，双辊热压机由一对钢辊组成，原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在30-60°，上辊温度高于粘结纤维熔点0-10℃，下辊温度低于粘结纤维熔点10-20℃。
为了进一步说明本发明的技术方案，结合以下实施例具体说明。
主体合成纤维，帝人人株式会社，TA04N，0.6D，长度为5mm；粘合纤维，帝人人株式会社，TA09N，1.2D，长度为5mm。
实施例1
将主体合成纤维与粘合纤维以7:3的比例混合均匀分散在水中，形成浓度为0.02％的纤维溶液，通过斜网形成湿纸，用表面为110℃的杨克缸进行烘干至干度达到96％以上，得到面积为75g/m2的原纸；
原纸历经双辊热压机形成支撑体(辊径450mm，车速10m/min，线压力100kN/m)原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在30°，上辊温度为190℃，下辊温度为160℃；得到半透膜支撑体；
半透膜支撑体具有涂敷面和非涂敷面，半透膜支撑体的厚度为90μm，克重在60g/m2；涂敷面的厚度在20μm，非涂敷面的厚度在10μm。粘结纤维在160℃时的热伸缩率在2％；粘结纤维的直径在8μm。
用显微镜拍摄显微图，并在涂敷面找到最大内切圆，最大内切圆直径为132μm。
在实施例1制得的半透膜支撑体表面涂敷聚砜层，计每百米亮斑数量，未发现亮斑，亮斑的问题得到明显的改善。
实施例2
将主体合成纤维与粘合纤维以6：4的比例混合均匀分散在水中，形成浓度为0.02％的纤维溶液，通过斜网形成湿纸，用表面为110℃的杨克缸进行烘干至干度达到96％以上，得到面积为75g/m2的原纸；
原纸历经双辊热压机形成支撑体(辊径450mm，车速10m/min，线压力100kN/m)原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在50°，上辊温度为190℃，下辊温度为160℃；得到半透膜支撑体；
半透膜支撑体具有涂敷面和非涂敷面，半透膜支撑体的厚度为120μm，克重在90g/m2；涂敷面的厚度在30μm，非涂敷面的厚度在20μm。粘结纤维在160℃时的热伸缩率在3％；粘结纤维的直径在10μm。
用显微镜拍摄显微图，并在涂敷面找到最大内切圆，最大内切圆直径为176μm。
在实施例2制得的半透膜支撑体表面涂敷聚砜层，计每百米亮斑数量，未发现亮斑，亮斑的问题得到明显的改善。
实施例3
将主体合成纤维与粘合纤维以6：4的比例混合均匀分散在水中，形成浓度为0.02％的纤维溶液，通过斜网形成湿纸，用表面为110℃的杨克缸进行烘干至干度达到96％以上，得到面积为75g/m2的原纸；
原纸历经双辊热压机形成支撑体(辊径450mm，车速10m/min，线压力100kN/m)原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在30°，上辊温度为190℃，下辊温度为160℃；得到半透膜支撑体；
半透膜支撑体具有涂敷面和非涂敷面，半透膜支撑体的厚度为100μm，克重在80g/m2；涂敷面的厚度在25μm，非涂敷面的厚度在15μm。粘结纤维的熔点低于主体合成纤维的熔点，粘结纤维在160℃时的热伸缩率在3％；粘结纤维的直径在10μm。
用显微镜拍摄显微图，见图1，并在涂敷面找到最大内切圆，最大内切圆直径为153μm。
在实施例3制得的半透膜支撑体表面涂敷聚砜层，计每百米亮斑数量，未发现亮斑，亮斑的问题得到明显的改善。
将实施例1-3制得的半透膜支撑体进行测试，结果见表1。
表1试验结果
综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的某些优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明精神和范围。
Claims (10)
1.一种半透膜支撑体，其特征在于，由至少含有主体合成纤维和粘结纤维且具有涂敷面及非涂敷面的无纺布构成；
涂敷面显微图上粘结纤维覆盖区域的最大内切圆直径为100-180μm。
2.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，半透膜支撑体的厚度为90-120μm，克重在60-90g/m2。
3.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，涂敷面的厚度在20-30μm，非涂敷面的厚度在10-20μm。
4.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，主体合成纤维和粘结纤维的重量比为6：4-7：3。
5.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，主体合成纤维选自聚丙烯纤维、聚丙烯酸酯纤维、聚氨酯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维或聚丙烯腈纤维。
6.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，粘结纤维的熔点低于主体合成纤维的熔点，粘结纤维的熔点比主体合成纤维的熔点低50-80℃。
7.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，粘结纤维在低于其熔点20-30℃时的热伸缩率在2-3％。
8.根据权利要求1所述的半透膜支撑体，其特征在于，粘结纤维的直径在8-10μm。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的半透膜支撑体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将粘结纤维、主体合成纤维溶于溶剂中混合制浆；
将浆液通过斜网形成湿纸，将湿纸烘干至干度达到96％以上获得原纸；
将原纸通过双辊热压机获得半透膜支撑体。
10.根据权利要求9所述的半透膜支撑体的制备方法，其特征在于，双辊热压机由一对钢辊组成，原纸贴着上辊进入压区，贴辊包角在30-60°，上辊温度高于粘结纤维熔点0-10℃，下辊温度低于粘结纤维熔点10-20℃。
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