超濾膜材料
用于制造超濾膜的材料可分為有機高分子材料和無機材料兩大類。有機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)在商業上取得了應用,而90年代末,性能更優越的聚偏氟乙烯(PVDF)超濾膜開始廣泛應用于水處理行業。目前聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜(PES)成為制造中空纖維超濾膜的重要材料。
含氟材料主要是指由含有氟原子的單體經過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對稱使其可溶于多種溶劑,有利于制備非對稱多孔超濾膜。聚偏氟乙烯機械性能優良、沖擊強度高,韌性好,抗紫外線和耐老化性能優異,化學穩定性好,不易被酸、堿、強氧化劑和鹵化物等腐蝕,是一種優良的膜材料。
超濾膜表征
膜厚度:膜的分離性能取決于致密層,在其他表征相同的情況下,其厚度越小,通量越大,壓損越小。對于非對稱膜,具有的支撐層厚度,決定于膜的強度和剛性,而對稱膜沒有支撐層,其強度取決于致密層。
膜內徑:對于管式膜而言,膜的內徑與厚度的比值直接影響了膜的強度和剛性,它的大小也是區分管式膜、毛細管膜及中空纖維膜的主要依據,也是決定單位體積內膜填充密度的主要原因。
膜孔徑:超濾膜的孔徑一般在0.05um-1nm。
膜孔徑分布:孔徑分布的范圍是表征膜孔徑是夠均勻的一種方式,孔徑分布越窄,分離效果和抗污染性越好,通常使用泡壓法來測定超濾膜的孔徑的分布,超濾膜上的孔徑大小應均勻一致,孔徑分布曲線窄,截留性能敏銳,選擇性好。
泡點測試:泡點是用來測試監控膜性能及膜組件完整性的一種常用方法。泡點是指將膜完全浸潤并浸泡在液體中,從膜的一邊加以一定壓力的氣體,從膜的另一邊開始出現連續起泡時的低壓力。泡點測試常常用來檢測膜的大孔徑。
水通量:是指在 25℃水溫和 0.1MPa 水壓下,單位時間內、單位膜面積所透過純水的體積。(單位:L/h·m2 ,0.1MPa)
截留能力:膜絲上微孔的形狀和大小并非完全一致,常使用截留率和切割分子量兩個參數共同衡量,截留率是指溶液中被截留的特定溶質的量所占溶液中特定溶質總量的比率。當 90%的溶質被膜截留時,在截留曲線所對應該類溶質的小分子量即為該膜的切割分子量。超濾膜的孔徑大約在 0.002 至 0.1 微米之間,其對應的切割分子量約為 1000—500000。
抗污染能力:膜的抗污染能力決定于膜材料的物理和化學特性和分離體等物化特性之間的關系。通常要根據待分離體等物化特征,選擇不同材料的膜,對于水溶性體型來說,親水性膜的抗污染性能比疏水性膜好。
濃差極化:引起被截留的懸浮物在膜表面聚集的現象。通常提高膜絲表面液體的切向流速可以有效降低濃差極化的現象。