内衬增强型PVDF膜的制备

一、研究背景

膜分离技术作为一种新兴、高效的分离技术，其应用已经渗透到环保、化工、电子、食品、能源工程和生物工程等领域，被称为”第三次工业革命”。

近年来，水资源短缺及污染已经成为我国经济和社会发展不得不面对的重大战略问题。然而，与此严峻形势不相适应的是，过度开发、粗放利用、非法排污的现象仍然严重。在此情况下，通过多种途径解决资源性缺水或污染性缺水成为现今我国倍受关注的焦点。

传统生物处理法由于自身的缺点（出水水质差、占地面积大、处理周期长、冲击负荷低等）已不能满足经济社会发展的需求。膜生物反应器是指膜分离技术中的超微滤组件与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新的开发系统，是一项最有市场前景的废水处理技术，其具有出水水质优异、稳定、结构紧凑、操作简单等诸多优点，广泛应用在市政工程中水回用和工业废水深度处理等领域。中空纤维帘式膜组件作为膜生物反应器（MBR）的核心组成部分，应用过程中需要进行曝气、反冲洗等步骤，以上情况所产生的高速水流甚至气流均会对膜丝产生较大损害，常发生断丝，对水质产生极大影响，造成组件使用寿命缩短，生产成本增加等问题。由此可见，制备一种具有机械强度高、可适用不同操作环境的中空纤维膜具有非常重要的意义。在诸多膜材料中，由于内衬增强中空纤维膜材料具有优良机械性能而得到广泛应用，成为一种极具竞争力的膜材料^[1]。然而，膜与支撑层之间的粘附力不够紧密，造成爆破强度降低，减短了组件使用寿命。因此，有必要研究一种简单有效具有高爆破强度内衬编织管膜的制备方法。

二、研究现状

PVDF具有良好的化学稳定性、耐热性、较好的抗污染性和疏水性,且溶于某些溶剂中, 易于用相转化法制成非对称微孔膜^[2]。以聚偏氟乙烯为膜材料，以一定的配方，相转化法制PVDF膜，以相同配方，进口无纺布为衬布，调节凝胶液温度和组成，相转化法制备PVDF增强膜^[3]。

对增强型中空纤维膜而言，表面分离层是分离膜的功能层，表面分离层与纤维编织管之间的界面结合失效后，即使纤维编织管强度很大，膜分离性能劣化或丧失，使其不具实用价值，所以表面分离层与纤维编织管之间的结合性能对纤维编织管增强型中空纤维膜非常重要^[4]。

目前，国际上的纤维增强型中空超滤膜市场主要被美国GE、加拿大泽能、日本三菱丽阳所占据。近年来国内研究取得了一定的进展。