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超滤膜材料
用于制造超滤膜的材料可分为有机高分子材料和无机材料两大类。
有机高分子材料主要包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚丙烯氰(P AN)、聚氯乙烯(PVC)等。
90年代初,聚醚砜(PES)在商业上取得了应用,而90年代末,性能更优越的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜开始广泛应用于水处理行业。
目前聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜(PES)成为制造中空纤维超滤膜的重要材料。
含氟材料主要是指由含有氟原子的单体经过共聚或均聚得到有高分子材料,用于膜材料主要是聚偏氟乙烯(PVDF)和聚四氟乙烯(PTEF),其中聚偏氟乙烯由于氟原子的分布不对称使其可溶于多种溶剂,有利于制备非对称多孔超滤膜。
聚偏氟乙烯机械性能优良、冲击强度高,韧性好,抗紫外线和耐老化性能优异,化学稳定性好,不易被酸、碱、强氧化剂和卤化物等腐蚀,是一种优良的膜材料。
超滤膜表征
膜厚度:膜的分离性能取决于致密层,在其他表征相同的情况下,其厚度越小,通量越大,压损越小。
对于非对称膜,具有的支撑层厚度,决定于膜的强度和刚性,而对称膜没有支撑层,其强度取决于致密层。
膜内径:对于管式膜而言,膜的内径与厚度的比值直接影响了膜的强度和刚性,它的大小也是区分管式膜、毛细管膜及中空纤维膜的主要依据,也是决定单位体积内膜填充密度的主要原因。
膜孔径:超滤膜的孔径一般在0.05um-1nm。
膜孔径分布:孔径分布的范围是表征膜孔径是够均匀的一种方式,孔径分布越窄,分离效果和抗污染性越好,通常使用泡压法来测定超滤膜的孔径的分布,超滤膜上的孔径大小应均匀一致,孔径分布曲线窄,截留性能敏锐,选择性好。
泡点测试:泡点是用来测试监控膜性能及膜组件完整性的一种常用方法。
泡点是指将膜完全浸润并浸泡在液体中,从膜的一边加以一定压力的气体,从膜的另一边开始出现连续起泡时的最低压力。
泡点测试常常用来检测膜的最大孔径。
水通量:是指在 25℃水温和 0.1MPa 水压下,单位时间内、单位膜面积所透过纯水的体积。
(单位:L/h·m2 ,0.1MPa)
截留能力:膜丝上微孔的形状和大小并非完全一致,常使用截留率和切割分子量两个参数共同衡量,截留率是指溶液中被截留的特定溶质的量所占溶液中特定溶质总量的比率。
当 90%的溶质被膜截留时,在截留曲线所对应该类溶质的最小分子量即为该膜的切割分子量。
超滤膜的孔径大约在 0.002 至 0.1 微米之间,其对应的切割分子量约为 1000—500000。
抗污染能力:膜的抗污染能力决定于膜材料的物理和化学特性和分离体等物化特性之间的关系。
通常要根据待分离体等物化特征,选择不同材料的膜,对于水溶性体型来说,亲水性膜的抗污染性能比疏水性膜好。
浓差极化:引起被截留的悬浮物在膜表面聚集的现象。
通常提高膜丝表面液体的切向流速可以有效降低浓差极化的现象。