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超滤膜的材料是怎么制作而成的
膜材料
  可以用来制造超滤膜的材料有很多,包括:聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)等,这些材料都已在商业上得到了应用。不同的材料制成的膜具有不同的性能,从水处理应用的角度评价一种膜材料的优劣,主要看其化学稳定性、机械强度、亲水性等。
  化学稳定性
  化学稳定性决定了膜能否在某一特定环境下使用,以及其使用寿命。在一般的水处理应用中,通常考察其是否会发生水解、耐微生物降解、耐酸、耐碱、耐氧化性杀菌剂等性能。
  在通常的水环境下应用,膜材料不应发生水解,以及不被微生物降解,这是对膜材料的基本要求。早期的膜材料(如醋酸纤维、聚乙烯醇)由于容易发生水解,只能在较狭窄的pH范围内使用,寿命短,已基本不在水处理用滤膜领域使用。而现今得到广泛应用的前述各类膜材料都有良好的耐水解和耐生物降解性能。
  膜材料的耐酸、耐碱、耐氧化剂的性能直接影响到膜清洗可以采取的方法,而清洗方法又直接影响受到污染后的膜通量的恢复。通常情况下用于清洗膜的化学药剂为酸(盐酸、柠檬酸、草酸等)、碱(NaOH、KOH等)、氧化剂(次氯酸钠、双氧水、过氧乙酸等)。在耐酸碱方面,前述的各类膜材料均有很好的性能。耐氧化剂方面,聚偏氟乙烯(PVDF)性能较其它膜材料更为突出。而清除微生物污染通常采用次氯酸钠(NaClO)等强氧化性杀菌剂,因此在容易发生微生物污染的水处理中(如地表水净化、中水回用、污水处理),PVDF材料比其它材料的膜更适合。
  机械强度
  超滤膜通常制成中空纤维状,以获得大的过滤面积。中空纤维膜丝强度越高,在使用过程中就越不容易断裂。
  膜丝的强度跟膜材料性能、膜丝截面积大小、膜丝微观结构、制膜的工艺等有关。膜丝的强度对于膜的使用寿命和水质的保证至关重要,因此不同的厂家采用不同的方法,力求在不降低单位体积内膜过滤面积的前提下,尽可能获得较高的膜丝强度。这些方法包括给膜丝加内衬、使用多孔的膜截面、改进工艺方法以改善膜丝的微观结构。
  在这些提高膜丝强度的方法中,以改进工艺方式取得的效果最为显著。如PVDF膜,用最新的TIPS(热致相法)制膜工艺比传统的NIPS(湿成相法)制膜工艺强度要高一个数量级以上。
  亲水性
  若膜表面呈亲水性,在水处理中就会有更好的膜通量及更强的抗污染能力。因为水中绝大多数污染物如蛋白质、矿物油、脂肪等都是疏水性物质,亲水性膜不易跟这些物质结合形成牢固的污垢。当采用亲水性高分子材料(如醋酸纤维、聚丙烯腈、聚乙烯醇)制成超滤膜,虽然这类膜具有较好的亲水性,但其化学稳定性差,只允许在较狭窄的pH范围内使用。
  聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)等疏水性高分子材料制成的疏水性超滤膜,其化学稳定性好,机械强度高,可以在很宽的pH范围内使用。为改进疏水膜的抗污染能力,现各厂家采用不同的表面改性方法,使其从疏水膜改性为偏亲水性膜。经过表面改性的膜也归类为亲水性膜。目前广泛使用的超滤膜多属这类经过改性的亲水性膜,其亲水程度因各厂家改性方法不同而不同,因此具有不同的抗污染性能。
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