聚乙烯醇超滤膜的研究现状
超滤膜市场调研及技术介绍

超滤膜市场调研及技术介绍目录一、世界膜技术回顾 (2)二、国内超滤膜技术市场前景乐观 (6)2.1国内超滤膜技术市场目前现状分析 (9)2.2我国超滤膜技术市场应用与发展前景 (11)三、技术篇 (12)3.1、预处理系统 (12)2、运行前的准备工作 (13)3、启动 (14)4、运行 (15)5、超滤系统常见故障及处理措施 (17)6、中空纤维超滤膜的污染及清洗再生技术 (18)7超滤膜污染的主要成因 (20)8影响超滤过程稳定运行的因素分析 (20)(一)超滤透过通量 (20)(二)膜的寿命 (23)(三)膜的清洗和消毒 (23)9超滤技术在水处理中的应用 (24)四、业界声音 (27)超滤膜与微滤膜的市场分析和预测 (27)据中国膜工业协会分析预测,2010 年,我国膜市场需求将达200亿元,而且还将以每年20%的速度递增。
近年来,随着膜分离技术研究的不断深入与应用市场的不断扩大,膜分离技术已成为水处理行业的一支重要力量。
超滤膜也逐步广泛应用于污水处理,废水回用等多个领域,在国内市场开始迅速增长。
虽然相对于反渗透膜强大的市场占有率,目前超滤膜还没有形成较大的占据局面,但是在近两三年来,超滤膜开始快速增长,进入发展关键期。
那么目前国内超滤膜技术现状如何?市场发展究竟受制于哪些因素的影响?下面我们将来关注中国超滤膜市场的发展。
一、世界膜技术回顾世界膜工业在2003 年经历了公司的重组、裁员,甚至清算关闭和收购合并等许多挑战性的重大事件,然而大多数膜公司依然取得了不俗的业绩,增长率达到了两位数。
相对于通用工业分离业务的投资力度不大(这一点在美国尤其明显)的现状,在包括饮用水处理、生物技术和生物科学、半导体制造、血液透析等关键市场以及新兴市场如废水再生、MBR 相关污水处理和基于膜技术的燃料电池系统等,投资和市场条件已经明显改善了(其中的一些领域从来没有降低过)。
Pall、Millipore、Ionics、Zenon、GE 特种材料、Cuno、空气产品和化学品和Praxair 等公司取得了明显的经济增长。
聚乙烯醇_醋酸纤维素共混超滤膜的制备与性能研究

聚乙烯醇-醋酸纤维素共混超滤膜的制备与性能研究邱运仁1 张启修2(1.中南大学化学化工学院,长沙410083;2.中南大学冶金分离科学与工程重点实验室,长沙410083)摘要:用聚乙烯醇(PVA)、醋酸纤维素(CA)、冰醋酸、水为制膜原料,用相转化制备了PVA -CA 共混超滤膜。
在一定范围内研究了不同膜液组成对超滤膜性能的影响,得到了较佳的膜液配方。
制备的PVA -CA 共混超滤膜在操作压力0130MPa 下,处理质量浓度为1000mg/L 的水油型模拟含油乳化液,其渗透速率约40L/(m 2#h 2),除油率可达90%以上,并且此超滤膜的耐水性和溶胀性均优于未改性的PVA 超滤膜。
关键词:聚乙烯醇;醋酸纤维素;共混;相转移;超滤中图分类号:TQ028.8文献标识码:APreparation of PVA -CA blend ultrafiltration membrane and its propertiesQIU Yun -ren 1,Z HANG Qi -xiu 2(1.College of Chemi stry and Chemical Engineering,Central South Universi ty,Changsha 410083,China;boratory of Metallurgical Separation Science and Technology,Central Sou th University,Changsha 410083,China)Abstract :The PVA -CA blend ultrafiltration membranes were prepared by phase inversion from the casting solu tion con -sisting of polyvinyl alcohol(PVA),cellulose acetate(CA),acetic acid and water.The effects on the properties of membranes from different components were studied,and the opti mal constituents of membrane solution were obtained.The PVA -CA blend ultrafi-l tration membrane was used to treat 1000mg/L oil/water simulation emulsi ons at pressure of 0130MPa,the permeation volu me flux was about 40L/(m 2#h 2),and the rejection rate of oil was more than 90%.The resul ts also showed this membrane had bet -ter resistance to water and less s welling than the unmodified membranes.Key w ords :polyvivyl alcohol;cellulose acetate;polymer blends;phase inversion;ultrafil tration收稿日期:2001-09-09作者简介:邱运仁,男,1966年生,博士生,讲师;张启修,男,1938年生,教授,博导,主要从事冶金分离科学与工程等领域的研究。
超滤膜发展现状概述及国内外工程应用分析

超滤膜发展现状概述及国内外工程应用分析巨姗姗【摘要】Ultrafiltration membrane system is wildly used in newly-built and reforming water plants nowadays.The materials of ultrafiltration membrane, chemical properties and types were introduced in this paper.The reasonsof extensive use of PVDF were analyzed.The economy of pressurized ultrafiltration membrane and immersed ultrafiltration membrane was compared.The results indicate that PVDF has advantages of resistance to pollution, easy-to-clean and good chemical stability.Pressurized ultrafiltration membrane has advantages of saving project investment, easy-maintenance, low operating cost compared with immersed ultrafiltration membrane.%如今超滤膜系统正广泛地运用于水厂新建和改造中。
该文介绍了超滤膜材料、化学性质、使用类型等,分析了PVDF膜广泛运用的原因,并以工程实例对压力式和浸没式超滤膜比较了经济性。
结果表明PVDF膜具有耐污染、易清洗、化学稳定性好等特点;压力式超滤膜系统工程投资较浸没式省,维护方便,运行成本低。
【期刊名称】《净水技术》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】水处理;超滤膜;比较【作者】巨姗姗【作者单位】信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司,四川成都610021【正文语种】中文【中图分类】X703Ju Shanshan(ITElectronicsEleventh &ResearchInstituteScientificandTechnologicalEngineeringCo.,Ltd.,Chengdu 610021,China)超滤技术为核心的组合工艺作为水处理中的新技术,引起了人们的广泛关注[1]。
国产超滤膜的现状及发展

国产超滤膜的现状及发展国产超滤膜的现状及发展长期以来,人们都认为水是取之不尽用之不竭的,近50年来,人们才开始意识到水资源的可贵,开始考虑对用过的水进行回收再利用,历经几代污水处理技术,现在膜法污水处理技术已经被全世界公认为是目前最可靠的水处理技术。
1.膜的概述超滤膜分离技术被认为是二十一世纪最具产业发展前景的高新技术之一。
从l963年,Michaels开发CA(醋酸纤维)膜起,就拉开有机超滤膜研究序幕,由于有机膜制备简便性,使大量有机超滤膜随之研究开发。
1.1.膜的定义膜,更准确而言是半渗透膜,它是一薄层物质,当一定的推动力应用于膜两侧时,它能按照物质的物理化学性质使物质进行分离。
利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。
它与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。
在某种推动力的作用下,利用某种隔膜特定的透过性能,使溶质或溶剂分离的方法称为膜分离。
分离溶质时一般叫渗析;分离溶剂时一般叫渗透。
1.2.膜的分类膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。
根据材料的不同可分为无机膜和有机膜,无机膜主要还只有微滤级别的膜,主要是陶瓷膜和金属膜。
有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。
按形状分为平板膜、管式膜、中空纤维膜和卷式膜。
1.3.超滤膜技术连续膜过滤技术是专为污水深度处理回用、地下水、地表水的净化、大型RO系统的预处理以及一些特殊的分离工艺而设计。
连续膜过滤系统采用了一种全新的外压中空纤维反洗技术,在反洗过程中,反洗液(一般为膜过滤的透过液)由膜元件的透过液出口进入到外压中空纤维膜的内侧,由内向外反向清洗;同时,在膜元件的原液入口加入压缩空气,对中空纤维的外壁进行空气振荡和气泡擦洗。
压缩空气在中空纤维外壁与膜元件外壳之间的空间内上升,与反洗水共同作用,将膜表面的污染物清洗干净,清洗后的污水从膜元件的排污口排出。
聚乙烯醇制膜技术研究与应用

聚乙烯醇制膜技术研究与应用聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol, PVA)是一种重要的高分子材料,具有较好的生物相容性、生物降解性、机械性能以及阻隔性能等优点。
近年来,聚乙烯醇制膜技术在医药、食品、化工等领域得到了广泛的应用。
本文主要介绍聚乙烯醇制膜技术的研究现状和应用前景。
一、聚乙烯醇制膜技术的研究现状1.聚乙烯醇制膜方法的分类目前,聚乙烯醇制膜方法主要包括浸渍法、电纺法、喷涂法、溶液膜法和热压膜法等几种。
其中浸渍法和电纺法是比较常见的制膜方法,具有制备简单、成本低、生产效率高等优点。
2.聚乙烯醇制膜技术的改性为了提高聚乙烯醇膜的性能,研究人员还对其进行了各种改性。
如添加纳米粒子、改性剂和复合物等,可以显著提高聚乙烯醇膜的力学强度、透湿性和抗菌性等。
3.聚乙烯醇制膜技术的表面改性聚乙烯醇膜的表面性质对其应用性能具有重要影响。
因此,研究人员还对聚乙烯醇膜的表面进行了改性。
如采用等离子体聚合、化学修饰和物理修饰等方法,可以显著提高聚乙烯醇膜的亲水性和表面粗糙度。
二、聚乙烯醇制膜技术的应用前景1.医药领域在医药领域,聚乙烯醇制膜广泛应用于慢释药物、组织工程、人工心脏瓣膜等方面。
作为一种生物相容性和生物降解性较高的材料,聚乙烯醇膜可以有效减少植入物对人体的影响,有着广泛的发展前景。
2.食品领域在食品领域,聚乙烯醇膜主要用于保鲜、防潮、防霉以及封装食品。
相比于传统的食品保鲜材料,聚乙烯醇膜保证了食品本身的品质和口感,同时也有利于环保。
3.化工领域在化工领域,聚乙烯醇制膜主要用于分离与纯化,如气体分离、液体分离、酸碱盐分离等。
聚乙烯醇膜具有良好的气体透过性、选择性以及机械性能,能够有效提高化工产品的生产效率和品质。
4.其它领域聚乙烯醇制膜还有着其他广泛的应用,如太阳能电池、光学薄膜、传感器等领域。
随着技术的不断发展,聚乙烯醇膜的应用前景将进一步拓展。
三、结论总的来说,聚乙烯醇制膜技术具有广泛的应用前景。
PVA复合材料的研究进展

Vol 138No 11・8・化 工 新 型 材 料N EW CH EMICAL MA TERIAL S 第38卷第1期2010年1月基金项目:国家自然科学基金资助项目(50573061);四川省应用基础研究基金资助项目(07J Y0292065);成都尤耐复合材料有限公司资助项目(2008H01144)作者简介:张琳琳(1979-),女,硕士研究生,研究方向:高分子复合材料。
联系人:张志斌,教授,硕导,研究方向:高分子材料。
PVA 复合材料的研究进展张琳琳1 邵 丽1 崔园园1 冯超阳1 张志斌13 陈世龙2(1.西南交通大学生命科学与工程学院,成都610031;2.浙江凌志精细化工有限公司,杭州311305)摘 要 PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,具有强亲水性、优良的成膜性、可纺性好、并具有较好的力学性能,并且还不易受污染及突出的物理和化学稳定性,具有良好的生物降解性和生物相容性。
本文综述了PVA 在静电纺丝、相变材料和膜污染三方面的应用展开讨论。
关键词 PVA (聚乙烯醇),静电纺丝,相变材料,膜污染Progress of the study on PVA compositesZhang Linlin 1 Shao Li 1 Cui Yuanyuan 1 Feng Chaoyang 1 Zhang Zhibin 1 Chen Shilong 2(1.College of Life Science and Engineering ,Sout hwest Jiaotong University ,Chengdu 610031;2.Zhejiang Lingzhi Fine Chemicals Company Limited ,Hangzhou 311305)Abstract PVA (polyvinyl alcohol )is a kind water soluble polymers ,produced by hydrolyzing the polyvinyl ace 2tate ,it has strongly hydrophilicity ,excellent film 2forming ,good spinnability ,also good mechanical properties.It is not easily polluted by environment ,has good ability of physical ,chemical stability ,good biodegradability and the biocompati 2bility.This preview summarized three applications of PVA in the electrospinning ,the phase change materials ,membrane fouling and some discussions about these.K ey w ords PVA (polyvinyl alcohol ),electrospinning ,phase change material ,membrane fouling PVA (聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,其分子主链为碳链,每一个重复单元上含有一个羟基,由于羟基尺寸小,极性强,容易形成氢键,因此PVA 具有良好的水溶性、成膜性、黏结力和乳化性,良好的耐油脂性和耐溶剂性[1]。
新型聚乙烯醇超滤膜的制备_表观特性及应用

新型聚乙烯醇超滤膜的制备、表观特性及应用*肖凯军陈仁菊(华南理工大学轻工与食品学院,广州510640)摘要采用戊二醛交联法,通过用聚乙二醇(PEG-1000)和戊二醛交联剂对基膜进行亲水化预处理,制备了一种新型聚乙烯醇(PVA L)超滤膜,研究了PVAL含量、添加剂分子量及含量、交联时间、热处理时间对膜水通量和截留率的影响,同时对膜的耐污染、耐高温及耐酸性进行了测定。
实验结果表明,制备出优良PVA L超滤膜的最佳工艺参数为:PVA L质量分数8%,添加剂PEG-1000B PVAL=1B1,热处理30m i n,交联10m in。
该PVAL超滤膜具有优良的耐污染、耐高温和耐酸性,可获得广泛应用。
关键词聚乙烯醇超滤膜制备我国虽然在超滤膜材料和膜制备工艺研究方面发展较快,但是与国外比还有很大差距,国内的超滤膜市场几乎被国外公司垄断,因此自主开发性能优良的超滤膜、研究超滤膜的分离过程有着重要的现实意义[1]。
聚乙烯醇(P VAL)由聚乙酸乙烯酯经醇解反应而制得,是一种含有大量羟基的聚合物[2]。
采用PVAL制备出的超滤膜具有高度亲水性、较好的耐酸性,同时PVAL也是很好的制备复合膜超薄表层的膜材料。
与其它膜材料相比,PVAL有更好的抗蛋白污染性。
但纯P VAL基膜易溶胀,湿膜强度差。
要获得强度高、水溶胀性低、分离效果好的PVAL分离膜,就需对其进行改性。
目前对PVAL分离膜改性的研究多为表面改性,主要方法有热处理、缩醛化、共混改性、交联改性、杂化改性、界面聚合等[2]。
利用P VAL膜材料制作的超滤膜在国外已经商品化,在国内也有了一定的研究。
笔者采用PVAL 作为基本膜材,研究了PVAL超滤膜的制备过程,探讨了膜制备过程中各影响因素对膜截留率和水通量的影响,得出了制备膜的最佳工艺条件,介绍了该膜的应用前景。
1实验部分1.1原材料PVAL:分析纯,沈阳市化学试剂五厂;基膜(无纺布):上海天略纺织新材料科技公司;聚乙二醇(PEG):PEG-400、600、800、1000、2000,即分子量分别为400、600、800、1000、2000,化学纯,上海国药集团化学试剂有限公司;戊二醛:含量25%,分析纯,天津市科密欧化学试剂开发中心;无水硫酸钠:分析纯,广州化学试剂厂;浓硫酸:分析纯,汕头市光华化学厂;牛血清蛋白(BSA):F W-67000,上海伯奥生物科技有限公司。
我国聚乙烯醇行业的现状与未来

我国聚乙烯醇行业的现状与未来摘要:介绍2012年我国聚乙烯醇工业的基本概况,由于产能过剩,供需失衡,能源及原材料价格高,致使绝大多数企业的经济效益出现亏损。
对今后聚乙烯醇的发展和方向从市场、技术、风险等几个方面进行了初步的讨论,为企业的未来提供发展建议。
关键词:聚乙烯醇生产现状发展前景2012年,是我国聚乙烯醇行业发展极其艰难的一年,特别是从下半年开始,随着全球后金融危机持续的负面影响,以及国内国民经济发展上行压力增大,我国聚乙烯醇工业形势仍徘徊不前,甚至出现了严重的困难局面。
虽然主要产品产量及增长率有所提高,但从整个行业看,产能大幅过剩,供需严重失衡,能源及原材料价格高企,市场竞争更为激烈,致使绝大多数企业的经济效益出现亏损现象。
面对困难,各企业坚持继续深化内部体制改革,不断加强技改技革,推进科技进步,着力开发新产品,灵活调整经营策略,开源节流,降本增效,努力使企业的经济效益损失降到最低限度。
一、国内聚乙烯醇行业的生产现状经过近40年的发展,中国已成为世界上最大的聚乙烯醇(PV A)生产国。
尤其是近几年,随着经济建设及聚乙烯醇用途越来越广泛,各个厂家都相继扩建,成倍地提高了产能,尤其是部分民营企业部,凭借地域优势和资源优势,也加入到聚乙烯醇的行业里面,结束了国内近30年来未建新厂的状况。
2012年全行业主要产品产量及其增减情况如下:醋酸乙烯(V Ac)产量:约130.4万吨,同比增长20.70%;聚乙烯醇树脂(实物)产量:65.48万吨,同比增长18.44%;2012年我国聚乙烯醇的产量见表1:从表中看出,连续多年位居国内同行业第一的皖维公司,虽然子公司广维化工建设的年产5万吨生物质制聚乙烯醇项目和蒙维科技年产10万吨的聚乙烯醇项目已开始投产,但产量仍低于中石化四川维尼纶厂。
同时内蒙古双欣环保材料股份有限公司以9.18万吨的产量位居行业第三,宁夏大地化工有限公司2012的产量也达到5.75万吨,而兰州维尼纶厂、江西化纤化工有限公司、和贵州水晶有机化工(集团)有限公司则停止了聚乙烯醇的生产。
薄膜用聚乙烯醇改性的研究现状及进展

PVA 为可生物降解树脂 ,故淀粉基 PVA 改性塑料为可完 全降解塑料[15 ] 。由这种改性 PVA 塑料生产的农用薄膜对于 缓解日趋恶化的生态环境具有非常重要的意义 。淀粉基 PVA 改性塑料的研究开发始于 80 年代初期 ,目前 ,在世界范围内尤 其在发达国家得到深入开发和充分认可 ,国外尤其是意大利 、 美国和日本对淀粉基 PVA 改性塑料的研究方兴未艾 ,在技术 上各有特色并达到了一定的高度 ,其制品的生产形成了一定的 规模和影响 。我国在这方面的研究相对滞后 ,90 年代初期曾 出现过研究热潮 ,也取得了一定的进展和成绩 ,但无论是从全 面还是从深人的角度来讲 ,都有待于进一步的工作 ,尤其对降 解性能的考察研究更是不可忽视的空白 。 1. 3. 1 国外的研究状况
加工性能 ,可以在 170 ℃左右熔融加工 。据报道 ,其热塑性及
水溶性是通过控制 PVA 的聚合度和醇解度而获得的 。
1. 2 水溶性包装薄膜用 PVA 改性
一般方法制造的聚乙烯醇水溶性薄膜在 5 ℃的低温时很
难溶解 ,有的甚至不溶解 。因此 ,对 PVA 进行改性 ,增加其水
聚乙烯醇/碳纳米管复合超滤膜的制备及应用研究

4
6
8 1 .5
6 9 . 6
2. 6 0
17 .2
( ) 通 量实验 2水
在 室温下 , 把膜放 在杯 式超 滤器 中 , 0 1MP 在 . a
于海容 , : 等5 9
聚 乙烯 醇/ 纳米 管 复 合超 滤 膜 的制 备及 应 用研 究 术 碳
于海容 王 宗花 张菲菲 夏 建飞 夏延 致 李 延辉
( 青岛大学 国家重点实验 室培育基地纤维新材料 与现代纺织实验室 , 岛 2 6 7 ) 青 6 0 1
的基膜 中添加 无机 纳 米 粒子 , 以增 加 膜 的力 学 强 可
笔 者 以 P A为膜 基体 材料 , V 在铸 膜 液 中添加 一
定 量的用 表 面活 性 剂 分 散 好 的羧 基 化 的 C T e— N (
CT, N ) 以聚 乙二醇 ( E 为致 孔 剂 , 过 浸 没 沉 淀 P G) 通
限公司 ;
经紫外 可见分 光 光度计 测定 , 到相应 的 吸光度 A, 得 绘 制标 准 曲线 A—c 。然后 再 将 一定 浓度 的 B A 嘲 S 溶 液在一 定压 力下过 滤一段 时 间 , 流量稳 定后 , 待 收 集 一定 量 的滤 液 , 紫 外 可见 分 光 光度 计分 别 测定 用
膜分离 技术 是指 用 天 然或 人 工 合 成 的薄 膜 , 以
起 了人们 研 究 的 热 潮 。C T因具 有 良好 的 力 学 性 N
外界 能量或 者化 学位 移 为 推动 力 , 双 组 分或 多 组 对
分液体 或气 体 进 行 分 离 、 纯 或 富 集 , 公 认 为 是 提 被 2 世 纪最 有 发展 前 景 的高 新技 术 之一 _ 。超 滤 作 1 J 为膜分 离技术 中的一 种 , 以压 力 差 为驱 动 力 的 物 是 理分离过 程 , 近年来得 到 了迅 速 的发展 , 应用 于蛋 白 质浓 缩 _ 、 2 含油废水 和 纺 织废 水 中有 机 物 的去 J
超滤膜技术研究应用现状

科技专论超滤膜技术研究应用现状史春明1 岑远东2 刘榛21.大庆炼化公司润滑油厂2.大庆炼化公司聚合物一厂丙烯腈车间 黑龙江大庆 163411【摘 要】膜技术是一门崭新的跨学科实用化技术,膜分离技术被认为是二十一世纪最具产业发展前景的高新技术之一。
膜技术已成功地在海水、苦咸水淡化,纯水、超纯水制备以及工业废水处理等方面得到规模化应用。
【关键词】膜技术;超滤膜;研究;应用作为世界先进的水处理技术,膜处理技术在我国的应用越来越广泛。
南水北调工程、环太湖地区水环境治理等重大工程中都可以看到膜处理技术的身影,一个新兴的产业风生水起。
膜法水处理工艺因产水水质好、效率高、占地少等优点,在污水回用处理领域得到广泛应用。
膜处理技术在国内的产业化是产学研合作的一个成功范例。
膜法制氧富氧助燃节能装置:富氧助燃的燃烧机理是高分子膜在压力差的作用下使空气中的氧气优先通过,送入燃烧设备中,从而提高工业炉窑内氧气含量,大幅提高工业炉窑燃烧效率。
膜过滤技术用于制药工业:大规模药品生产正在向高端技术迈进,很多制药行业通过膜技术的应用得到了极大的发展。
氯碱离子膜:我国自主研发的氯碱离子膜成功应用于万吨氯碱装置,标志着我国成为继美国、日本之后,全球第三个拥有氯碱离子膜核心技术和生产能力的国家;膜技术开发课题参考:复旦大学“高通量、高强度、亲水性的聚丙烯中空纤维微滤膜”;同济大学“含盐(NaCl)有机废水处理技术”、“高浓度有机废水膜生物处理技术”、“城市垃圾填埋场渗滤液处理工艺”等项目;上海理工大学“MBR-X系列膜生物反应器”等项目;浙江大学“用于污水处理的高分子膜制备关键技术”、“新型膜材料和膜-生物反应器的研制与应用”等项目;浙江工业大学“孔径梯度分布聚乙烯中空纤维膜及其器件”、“膜法中低温浓缩装置”等项目;南京师范大学“纳滤应用于染料清洁生产和染料废水资源化技术”等项目;中国科学技术大学“双极膜电渗析法生产葡萄糖酸”、“扩散渗析法回收废酸”等项目;北京化工大学“含重金属工业废水清洁处理工艺”、“高浓度高盐度有机废水处理技术及小型化设备”等项目;天津大学“膜法海水淡化关键设备能量回收器研究”等项目;天津工业大学“压力响应型复合中空纤维分离膜”、“镍氢电池及镍氢动力电池隔膜”、“中空纤维膜系列技术”等项目;沈阳化工大学“乳化液膜法处理含重金属离子废水”等项目;暨南大学“城镇污水生态膜法低成本达标处理技术”等项目。
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聚乙烯醇超滤膜的研究现状
膜污染是影响超滤膜应用的主要障碍,耐污染超滤膜的制备已成为了当前膜研究的热点。
文章介绍了性能优良的聚乙烯醇作为基膜的耐污染超滤膜的研究现状,其中主要介绍了有机改性聚乙烯醇超滤膜和无机改性聚乙烯醇超滤膜的研究。
标签:聚乙烯醇;超滤膜;有机改性;无机改性
超滤作为膜分离技术的重要组成,己经在多数领域得到应用,但其使用还是受到一定的限制[1]。
膜污染是影响超滤膜应用的主要障碍,因而耐污染超滤膜的制备已成为了当前膜研究的热点。
黄征青等[2]和李娜等[3]分别对膜污染的机理、解决膜污染的办法以及耐污染膜的研究现状进行了系统的分析,并指出对现有膜材料进行改性是解决膜污染的常用方法之一,即通过在膜材料上引入亲水性基团,从而减少膜对污染性物质的吸附。
聚乙烯醇由聚乙酸乙烯酯经醇解反应而制得,是一种含有大量羟基的聚合物,具有高度的亲水性、较好的耐酸性、良好的生物相容性和化学稳定性,是一种颇具吸引力的膜材料,与其它膜材料相比,具有更好的抗蛋白污染性,因而聚乙烯醇作膜材料的研究备受人们关注[4-9]。
但聚乙烯醇基膜易溶胀,不耐压,强度差、易蠕变,这就大大限制PV A膜的应用。
要获取性能更优的PV A膜,必须对其进行改性。
我国是聚乙烯醇生产大国,大力开发具有较好亲水性的聚乙烯醇作为基材的性能优异的超滤膜,这对我国在各个行业的发展具有较大的现实意义。
聚乙烯醇的改性通常是引入第二组份,即能与聚乙烯醇分子中的羟基形成共价键或氢键,使其转化成不溶于水的基团,进而提高膜的耐水性能,获得高强的聚乙烯醇超滤膜。
由于引入的第二组分可是有机物或无机物,则可将聚乙烯醇的改性分为有机改性和无机改性。
本文将从这两个方面讨论聚乙烯醇超滤膜的研究现状。
1 有机改性聚乙烯醇超滤膜的研究
有机改性聚乙烯醇超滤膜的基材为聚乙烯醇,引入的第二组分为有机物质。
由于制膜方法的不同,可分为热处理聚乙烯醇超滤膜、交联聚乙烯醇超滤膜、接枝聚乙烯醇超滤膜和共混聚乙烯醇超滤膜。
1.1 热处理聚乙烯醇超滤膜。
热处理是将材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的组织结构,来控制其性能的一种热加工工艺。
热处理方法是聚乙烯醇超滤膜改性的一种常用方法,得到了广泛的研究。
结果表明,在100℃对聚乙烯醇超滤膜进行了1小时的热处理,热处理的聚乙烯醇超滤膜的选择性、耐蛋白质污染性以及膜强度都得到了提高;在100℃-175℃的温度下对聚乙烯醇超滤膜进行了热处理,在此温度范围内伴有部分化学交联,热处理的聚乙烯醇超滤膜由于热处理膜中的结晶区域比化学交联点处脆性的缩醛
键有更好的支撑作用,因而具有更好的耐压性能。
在120℃下对聚乙烯醇超滤膜热处理1-3小时,得到了压稳定性增强,膜通量降低的超滤膜[4]。
1.2 交联聚乙烯醇超滤膜。
交联是指用交联剂使两个或者更多的分子分别偶联从而使这些分子结合在一起的过程。
由于聚乙烯醇超滤膜在水溶液中的稳定性很差,通过交联可以增强其的耐水性能。
交联剂的种类众多,其主要为醛类和酸类。
戊二醛是使用最多的醛类交联剂。
采用戊二醛作为交联剂,制备得到的交联聚乙烯醇超滤膜,对油的截留率可达90%以上,同时超滤膜的性能显著提高。
酸类交联剂主要有草酸、柠檬酸、马来酸、硼酸等。
有研究者研究了硼酸作为交联剂的聚乙烯醇超滤膜,研究表明,硼酸通过与聚乙烯醇分子中的羟基发生络合反应改善两者的相容性,得到较好的交联效果,获得了力学性能优良,结构稳定的超滤膜。
1.3 接枝聚乙烯醇超滤膜。
接枝是指将具有某些性能的基团或聚合物支链接到膜上,在膜基体材料上生成接枝聚合物的过程。
通过接枝可以改善聚乙烯超滤膜的耐水性能。
有研究者对聚乙烯醇为基材,以己内酯为原料对聚乙烯醇基膜进行接枝处理,提高膜的机械强度和耐溶剂性能,得到了具有良好的亲水性和耐污染能力超滤膜,结果表明:随着时间的延长,接枝率增加;接枝膜的耐水性随着接枝率的增加而增大。
1.4 共混聚乙烯醇超滤膜。
共混是指由聚合物和有机物以一定的方式混合,再以不同的成膜方法制备超滤膜的过程[10]。
聚乙烯醇能与多种亲水性聚合物相容,通过共混改性,共混聚乙烯醇超滤膜结晶度降低,膜的耐水性以及渗透性得以提高。
研究发现,能与聚乙烯醇共混制备超滤膜的物质较多,其主要有聚丙烯酸、聚偏二氟乙烯等[11]。
有研究者通過聚偏二氟乙烯和聚乙烯醇共混制备共混聚乙烯醇超滤膜,用聚丙烯酸和聚乙烯醇共混制备共混聚乙烯醇超滤膜,结果表明,共混改性后的超滤膜亲水性得到提高,耐污染能力增强。
2 无机改性聚乙烯醇超滤膜的研究
无机改性聚乙烯醇超滤膜是以聚乙烯醇为基材,所引入的第二组分为无机物质,即在聚合物基体中引入了无机粒子,也称有机-无机聚乙烯醇超滤膜。
近年来,由于无机改性聚乙烯醇超滤膜既具有无机膜的优点,又具有有机膜的特性,因而得到了广泛的应用。
如在有机膜中引入无机质点,膜的机械强度得以增强,寿命增加,膜的亲水性能和耐污染能力都得到较大的改善。
按无机离子引入方式,无机改性聚乙烯醇超滤膜的制备方法有共混法和溶胶-凝胶法。
溶胶-凝胶法由于各种因素还在进一步探索中,本文主要介绍共混法制备的无机改性聚乙烯醇超滤膜。
共混是将有机聚合物和无机粒子以适当的方式混合,再以不同的成膜方法制备出杂化超滤膜。
聚合物可以采取溶液形式、乳液形式、熔融形式等与无机粒子混和[10]。
该方法的优点是具有较灵活的操作方式,其工艺比较简单;但是,也存在一定的缺点,如存在无机粒子分布不均匀、易团聚等问题,因此通常需要对无机粒子进行表面改性。
姜云鹏等[12-14]用相转化法制备了聚乙烯醇/纳米二氧
化硅超滤膜,得到了水通量较高,机械强度强、抗污染能力较好的超滤膜,该膜既保留了聚乙烯醇的亲水性,又保留了二氧化硅纳米陶瓷材料的强度和韧性。
此外,向铸膜液中加入金属盐也可以改善聚乙烯醇超滤膜的结构和性能。
3 结束语
超滤膜在传统的分离领域经得到了广泛的应用。
近年来,由于超滤膜具有处理污水能耗低、分离效率高、出水水质好、操作维护方便等特点,在环境工程中的应用也得到广泛的研究。
但膜污染始终是超滤膜在实际应用中的障碍,具有高耐污染性能超滤膜的开发和应用仍然是目前研究和开发的热点。
已有文献的研究结果表明,改性聚乙烯醇超滤膜具有优良的性能,已成为今后聚乙烯醇超滤膜制备领域的一个发展方向,但对于该领域的研究工作仍处于发展阶段,许多问题还有待于进一步的研究。
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作者简介:尹丽(1981-),女,广西贺州人,工学硕士,讲师,主要从事高分子复合材料方面的研究。