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怎样制备超滤膜,超滤膜的材料有哪些?

来 源:中华水网   发布时间:2011-08-29 移动版

  总体上说,超滤的制备和反渗透膜相似,可以用溶液浇铸法制备非对称平板膜和管状膜,用纺丝法制中空纤维。通过改变铸膜液的配方、凝固条件等影响相转化过程可以制得各种截留分子量和透水量的超滤膜。为了提高超滤膜的透水率和分离能力。还可以在成膜材料中引入某些极性基团。

  1)醋酸纤维素超滤膜

  醋酸纤维素超滤膜的孔径分布和孔隙率大小可通过改变铸膜液的组成、在空气中的蒸发时间、凝固浴的条件及膜的后处理加以控制。增加铸膜液中添加的剂量可制得较粗孔的膜,增加溶剂比可制得较致密的膜。相反,溶剂含量低,由于相分离发生得快而形成较粗孔的膜。将新浇祷的膜在801下热处理以紧固活化层,可以得到切割分子量较低(< 2000)的超滤膜,这种膜可用于肤、荷尔蒙和核苷酸的浓缩、提纯。

  非醋酸纤维素超滤膜有聚砜、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚氯乙烯、芳香聚酰胺、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等高分子电解质复合体等。其中聚砜以优异的化学稳定性、宽的PH使用范围(pH值为2〜12 )和良好的耐热性能(可在O〜IOOcC范围内使用)、酸碱稳定性好以及较高的抗氧化、抗氯性能而被广泛应用。

  芳香族聚砜由于有高的分子量,因而适合制作超滤膜或微孔滤膜。上述芳香族聚砜化学结构中的硫原子处于最高的氧化价态,加上邻近苯环的存在,使这类聚合物有良好的化学稳定性。另外异次丙基的存在,使这类聚合物具有柔韧的性和足够的力学性能。分子中所有的键都不易水解,所以聚合物可耐酸、碱的腐蚀。因此它们被广泛地用于超滤膜和复合膜的多孔支撑膜的制作,并进一步向微孔滤膜和反渗透膜方向发展。由于这些聚砜都可与食品接触,且可承受150¾的高温,因此适用于食品、医药和生物工程等领域。

  聚砜类中的主要超滤膜材料,其中聚砜、聚芳砜、聚酰砜已经商品化,聚苯砜尚未商品化。有关聚砜超滤膜制备方法的报道很多,一般制膜用的溶剂是强极性的亲水溶剂,如二甲基甲酰胺(DMF) ,二甲基乙酰胺(DMAC) ,N -甲基吡咯垸酯(NMP)等。经常加入一定量的添加剂,如不同分子量的聚乙二醇、聚乙烯吡咯垸酮,和其他醇、酯、酰类添加剂,通过影响相分离过程以产生较致密和泡沫状的孔结构。用浇铸法制膜时,一种典型铸膜液的配方是:聚砜15% (质量),DMF77% (质量),添加剂8% (质量)。

  用纺丝法制中空纤维时,纺丝液的配方与其相近,纺丝时的主要条件为:

(1) 纺丝液温度为IOcC〜301;

(2) 纺丝液流速为0. 6mL/min和0. 8mL/min;

(3) 凝固浴组成为水加溶剂或添加剂;

(4) 空气段长度为5cm〜50cm;

(5) 绕丝速度为8m/min〜15m/min0

  聚砜经磺化制得的磺化聚矾膜由于引入了磺化基团一SO3H,改善了膜的亲水性,使它比相同截留分子量的聚砜超滤膜有更大的透水速度。

 3)聚砜酰胺超滤膜

  聚砜酰胺学名为聚苯砜二甲酰胺,简称PSA,它具有耐高温(1251)、耐酸碱(pH =2〜10. 3)、耐有机溶剂(除耐乙醇、丙醇、醋酸乙酯、醋酸丁酯外,还耐苯、酰等多种溶剂)等特性,可以对水和非水溶剂兼用,既可过滤油剂,又可过滤水剂。PSA可用浇铸法成膜,铸膜液中常用的溶剂有二甲基乙烷铵(DMAC) 、N-甲基吡咯烷酯(NMP),其中PSA的浓度约为12% 。铸膜液中可加入某些无机盐或有机试剂做添加剂,以达到调节膜孔径的目的。除以上几种主要超滤膜以外,聚丙烯腈也是一种很好的超滤膜材料。它不但热稳定性和化学稳定性良好,且有优良的成膜性能。所有超滤膜的操作压力均应低于0. 7MPa,一般为0. 3MPa〜0. 4MPa。

 

 

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