膜的形态结构、材料

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1、第二章膜的形态结构、材料与制备膜是膜分离过程的关键，膜的结构、膜材料的选择与膜的制备，决定了膜的渗透性能与分离性能。膜材料膜的形态结构及其测定有机膜的制备有机膜的成型工艺无机膜的制备2.1膜材料可以是无机的，也可以是有机的。目前应用的膜材料以有机材料为主，占总量的90%以上无机膜的耐热性好，化学稳定性好，抗微生物能力强，机械强度大，不易污染分离体系等优点，越来越受到重视。现在无机膜大约以二倍于有机膜的速度增长，年增长率约为20%-30%。表2-1主要膜材料极其应用膜材料缩写膜应用过程高分子分离膜材料纤维素衍生物再生

2、纤维素RCED，MF，UF硝酸纤维素CND，MFCA-CTA共混RO，UF，NF，MF乙基纤维素ECG高分子分离膜材料聚砜类双酚A型聚砜PSFUF，G，NF，MF聚芳醚砜PESMF，UF，酚酞型聚醚砜PES-CUF，UF，NF酚酞型聚醚酮PEK-CUF，G聚醚醚酮PEEKUF聚酰胺类脂肪族聚酰胺RO，G，MF聚砜酰胺MF，UF芳香族聚酰胺RO交联芳香聚酰胺RO高分子分离膜材料聚酰亚胺类脂肪族二酸聚酰亚胺UF全芳香聚酰亚胺KaptonMF，UF，RO，D含氟聚酰亚胺G聚酯类涤纶PETG，PV，UF，MF聚对苯二甲酸丁

3、二醇酯PBTG，PV，UF，MF聚碳酸酯PCMF高分子分离膜材料聚烯烃类低密度聚乙烯UF高密度聚乙烯MF聚丙烯PPRO，G，MF聚4-甲基-1-戊烯PMPG乙烯类聚合物聚丙烯腈PANMF，UF，PV聚乙烯醇PVARO，PV聚氯乙烯PVCMF聚偏氯乙烯PVDFG高分子分离膜材料含硅聚合物聚二甲基硅氧烷PDMSG，PV聚三甲基硅氧烷PTMSPPV含氟聚合物聚四氟乙烯PTFEMF聚偏氟乙烯PVF2MF，UF无机分离膜材料致密材料金属、以及合金膜G金属氧化物电解质G多孔材料多孔金属膜MF分子筛膜G材料特点纤维素二醋酸纤维素

4、(CDA)、三醋酸纤维素(CTA)、硝化纤维素(CN)，混合纤维素(CN-CA)、乙基纤维素(EC)等。成孔性、亲水性好、价廉易得，使用温度范围较广，可耐稀酸，不适用于酮类，酯类、强酸和碱类等液体的过滤。聚酰胺尼龙-6(NY-6)、尼龙-66(NY-66)、芳香聚酰胺(PI)、芳香聚酰胺酰肼(PPP)、聚苯砜对苯二甲酰(PSA)具亲水性能，较耐碱而不耐酸，在酮、酚、醚及高相对分子质量醇类中，不易被浸蚀，孔径型号也较多。聚砜聚砜(PS)、聚醚砜(PES)微滤膜具有良好的化学稳定性和热稳定性，耐辐射，机械强度较高。含氟

5、材料聚偏氟乙烯膜(PVDF)、聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚全氟磺酸化学稳定性好，耐高温。如PTFE膜，－40～260oC，可耐强酸，强碱和各种有机溶剂。具疏水性，可用于过滤蒸气及腐蚀性液体。膜材料的选择材料特点聚烯烃聚丙烯(PP)、聚乙烯拉伸式微孔膜、聚丙烯纤维式深层过滤膜化学稳定性好，耐酸、碱和有机溶剂，价格便宜，但孔径分布宽。商品膜有平板式和中空纤维式多种构型，孔径规格(从0.1~70m)。聚碳酸酯主要用于制备核孔微孔膜。核孔膜孔非常均匀，厚度5～15m。制造工艺较复杂，价格高，应用受到限制。无机材料如陶瓷

6、微孔膜，玻璃微孔膜，各类金属微孔膜等。具有耐高温、耐有机溶剂、耐生物降解等优点，特别在高温气体分离和膜催化反应器及食品加工等行业中有良好的应用前景。Continue无机膜简介无机膜分类多孔膜致密膜微滤膜孔径>50nm超滤膜2<孔径<50nm纳滤膜、分子筛膜孔径<2nm金属膜Pd,Ag,合金固体氧化物膜萤石型,钙钛矿型氧化物应用领域应用领域液体和气体分离、膜反应器气体分离、膜反应器2.2膜的形态结构及其测定膜的结构：形态结构结晶态和分子态结构膜的形态结构主要研究现察膜的断面与表面；膜的结晶态和分子态结构主要研究膜表面

7、的高分子聚集态和高分子链节的取向。研究膜结构的目的在于解膜结构与膜性能的关系，以便指导配制铸膜液，选择制膜的工艺条件，从而改进膜的性能。本章主要涉及膜的形态结构。2.2.1膜的形态结构不同形态结构的膜，具有不同的性能和不同的用途。膜的形态结构：均相和异相对称和非对称致密和多孔以及复合膜膜的形态结构均相和异相膜对称和非对称膜致密膜和多孔膜复合膜各种孔结构孔径、孔径分布、孔密度和孔隙率膜厚度均相和异相膜膜材料在膜内呈均匀的单相存在，则称为均相膜。形成膜的膜材料在膜内不是呈单相存在的膜叫异相膜。异相膜结构示意图由离子交换

8、树脂粉加合剂和增塑剂热压形成的异相膜。致密膜和多孔膜致密膜是指结构最紧密的膜，膜材料以分子状态排布，其膜孔径小于1.5nm。多孔膜是结构较疏松的膜，孔径范围在3～100nm之间，膜材料以聚集的胶束存在和排布。对称和非对称膜对称是指沿膜的厚度方向结构均一、同性，对称膜多孔的，亦可致密的。非对称膜是由同种材料制成，沿膜厚度方向上呈不同的结构，一般在膜的表面是致密