基膜对硅橡胶复合膜富氧性能的影响研究

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1、大连理工大学硕士学位论文透析是最早被发现和研究的膜现象，它是根据筛分和吸附扩散原理，利用膜两侧的浓度差使小分子溶质通过对称微孔膜进行交换，而大分子被截留的过程。渗析主要应用于从大分子溶液中分离小分子组分。电渗析用的是离子交换膜，它的原理是利用离子交换和直流电场的作用，从水溶液和其他一些不带电离子组分中分离出小离子的一种电化学分离过程。电渗析的发展经历过三次大的革新：(1)具有选择性离子交换膜的应用(2)设计出多层电渗析组件(3)采用倒转换电极的操作模式。基膜对硅橡胶复合膜富氧性能的影响研究+渗透蒸发是利

2、用溶液的吸附扩散原理，以膜两侧的蒸汽压差(O-100kPa)作为推动力，使一些组分首先选择性的溶解在膜料液的侧表面，再扩散透过膜，最后在膜透过侧表面汽化、解吸；而一些不易溶解组分或较大较难挥发的组分被截留，从而达到分离的目的。其主要用于恒沸物、近沸物系的分离及微量水的脱除。气体分离膜是利用混合气体中各组分透过膜时的渗透速率不同，在压力差的驱动下，渗透速率相对较慢的气体被滞留在膜的滞留侧，而渗透速率相对快的气体透过膜，在膜的渗透侧被富集的过程。随着膜材料的进一步发展，气体分离这种高效经济的技术将得到改进，

3、将会有更大的发展。今后在这方面开发的重点是研制皮层厚度小于5000hm的膜，开发高选择性的膜，对膜的超薄皮层进行活化处理等。1．1．2膜的制备方法对于不同的膜制备方法也常常有所不同。高分子均质膜、高分子对称微孔膜、高分子非对称膜、无机膜、复合膜的制备都有不同的工艺方法。(1)高分子均质膜的制备’高分子均质膜一般极少用于工业分离，主要是因为均质膜太厚，透过量太小，而多半只能用于实验室研究。制备高分子均质膜主要有两种方法：①溶液浇铸法：将高分子膜材料用适当的溶剂溶解制成铸膜液，可将铸膜液在铸模板上刮制成平板

4、膜或制成中空纤维膜。铸膜液的浓度一般在15％．一20％，这是因为铸膜液要有足够的粘度，使其不至于从铸模板上流走。高沸点的溶剂不适合用于溶液浇铸，这是因为其挥发度比较低使溶剂蒸发时间过长。②熔融挤压法：某些高聚物没有合适的溶剂制成铸膜液，则采用熔融挤压法。将高聚物夹在两金属板之间，并施以高压(100---400atm)，两块板被加热至高聚物的熔点以上。最佳的挤压温度是使高聚物熔融并可以形成所需厚度膜的最低温度。(2)高分子对称微孔膜的制备：①核径迹法：采用带电粒子照射高聚物，使化学键断裂留下敏感的径迹；然

5、后将膜浸入适当化学蚀刻剂中，刻蚀形成垂直孔。②拉伸法：首先将温度在熔点附近的高聚物挤压，并迅速冷却，制成高度定向的结晶膜，然后沿该膜机械方向拉伸。③溶出法：将膜材料中掺入某些可溶组分制成均质膜，然后用溶剂将可溶性组分溶出，形成微孔膜。(3)高分子非对称膜的制备：4大连理工大学硕士学位论文①热凝胶法：利用一种潜在的溶剂，在高温时是溶剂，在低温时是非溶剂。这样在高温时配制成高分子铸膜液，并制成膜，然后冷却、沉淀、分相。②溶剂蒸发法：将高分子膜材料溶于混合溶剂中制成铸膜液，混合溶剂是由易挥发的良溶剂和不易挥发

6、的非溶剂组成，铸膜液刮制成膜后，良溶剂挥发，高聚物在非溶剂中聚集，最后沉淀成膜。③水蒸气吸入法：铸膜液刮制成膜后，在良溶剂挥发的同时吸入潮湿环境中的水蒸气，使高聚物慢慢沉淀。④浸入沉淀相转化法：是迄今为止最主要的制膜方法，聚合物溶液先流延于增强材料上，而后迅速浸入凝胶浴中，溶剂扩散浸入凝胶浴中，非溶剂扩散到膜内，经过一段时间，溶剂和非溶剂的交换达到平衡，聚合物溶液变成热力学不稳定状态，发生液一液或液一固相分离(结晶作用)成为两相，聚合物富相在分相后不久固化构成膜的主体，贫相则形成所谓的孔，最终形成不同结

7、构形态和性能的膜。1．1．3浸入沉淀相转化法制膜原理1963年Loeb和Souriraj觚【7】发明了相转化制膜法，并制得不对称结构的醋酸纤维素反渗透膜，从而使聚合物分离膜具有了工业化应用价值。浸入沉淀相转化法经过40多年的发展研究，逐渐成为聚合物分离膜的主流制备方法。膜结构是决定膜分离性能的关键因素，理想的膜结构为孔形状单一，孔径分布窄，并且皮层没有缺陷。在浸入沉淀相转化法过程中，膜的最终形态和孔隙率由铸膜液和凝胶浴的热力学性质决定，膜的孔径及孔径分布由溶剂非溶剂通过相界面的传质过程决定【8’9】。(

8、1)铸膜液体系热力学浸入沉淀相转化法所得到的膜结构是由液一液相分离产生的，其结构将取决于铸膜液体系的相图形态。铸膜液体系至少包含3种物质，即聚合物、溶剂和非溶剂，为了调节膜结构可在其中加入添加剂。三元体系完整的相图如图1．1所示。图1．1中双节线与旋节线之间为亚稳互溶分相区，体系需要克服一定的活化能才能产生相分离。旋节线内为不稳分相区会迅速自发产生相分离，形成聚合物富相和聚合物贫相。其余则为均相区，聚合物、溶剂和非溶剂三者完全互溶，并处于热