第五章高分子功能膜.ppt

* 三、压力驱动膜分离过程 使用这种分离方法需要在膜的两侧制造压力差，使被分离体系中的所有物质都有从压力高的一侧向低压一侧移动的趋势。 有正压分离和减压分离两种方法。 使用的分离膜为多孔性薄膜：微滤(MF)、超滤(UF)和超细滤(HF)． * * 1.微滤(microfiltration) 其分离机理类似于机械过筛，主要根据被分离物质的粒径、形状与膜孔径之间的关系。 微滤广泛应用在水溶液体系的消毒过程，用于滤除溶液中的微生物，也常用于除去水和非水溶液中的其他悬浮性微粒。 * 在超滤过程中，分散相(微粒或者大分子溶质)与溶剂的分离主要依靠下列因素： 分散相被吸附在膜表面； 微粒被保留在孔内直径较小部分； 微粒被多孔膜的过筛作用排除在分离膜外。 2．超滤(Ultrafiltration) 目前超滤已经被扩展用来滤除大分子溶质。 * 3．超细滤(Hyperfiltration) 超细滤也称为反渗透(revers osmosis)，因为与浓度梯度驱动的透析过程相反，溶剂是从高浓度一侧向低浓度一侧渗透，过滤的结果是两侧的浓度差距拉大。与MF和UF相比，HF膜的孔径非常小，因此主要用来滤除直径在1nm左右的小分子溶质。 主要应用于海水或苦咸水的脱盐。 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 分离膜的分离功能指标中的透过率和选择性分别依赖于膜的孔径和材料性质、被分离物的体积和性质、以及两者之间的相互作用。根据材料微观和宏观结构，功能分离膜的结构可以分成以下几个层次： * * (3)其他均聚聚合材料 * (4)共聚物的溶液制备 对于随机共聚物，其溶解性能随着各种单体在聚合物中的比例不同而呈现有规律的变化。在原任一均聚物合适的溶剂体系中溶解度均有所下降，而采用这些溶剂的混合溶剂体系，溶解度则有所上升。 嵌段和接枝聚合物，其溶解性能的变化类似于共混聚合物，表现出参与共混的所有聚合物的溶解性质。但在许多情况下显示出细微的两相性质。 * 总结： 共聚物的溶剂选择范围要比相应的均聚物共混体系要宽，在同一溶剂中，嵌段聚合物的溶解度往往高于同分子量的均聚物。 * (5)离子型聚合物溶液的制备 离子型聚合物的溶解性能与所选溶剂的介电常数和极性强弱有较大关系，比较容易溶解在水中，或者加入某些无机盐的高介电常数有机溶剂中。 * (6)共混聚合物溶液制备 一般情况下，作为分离膜制备材料要求共混体系的相容性要好，对气体分离膜和超细滤膜，要求完全相容，对微滤膜和超滤膜的制备也要求一定的相容性。 共混体系的溶剂选择比较复杂，很多情况下仍要依靠实验和经验。 * 二、密度膜的制备 密度膜是指膜本身没有明显孔隙，某些气体和液体的透过是通过分子在膜中的溶解和扩散运动实现的一种分离膜。 1．聚合物溶液注膜成型法 将聚合物溶解于合适的溶剂中制备浓度和粘度合适的聚合物溶液，将制备好的溶液在适当的基材上铺展成液态膜，然后蒸发溶剂即可形成所需的密度膜。 * 2．熔融拉伸成膜 首先将聚合物加热熔融拉伸，通过模板成型，然后冷却固化成分离膜。 3．膜形成与聚合过程同时进行 首先需要制备单体溶液，并直接用单体溶液注膜成型，在注膜的同时加入催化剂，使聚合反应与膜形成同时完成，蒸发掉反应溶剂后即可得到密度分离膜。 * 三、相转变多孔分离膜制备过程 采用改变相态法制备聚合物分离膜是膜制备方法中最重要的路线，采用这种方法得到的分离膜多为多孔性膜，作为微滤和超滤膜使用。 聚合物溶液 大分子溶胶 多孔性膜 改变溶解度，通过 双分散相转变成 溶剂蒸发 * 1．相转变机理 从溶液向溶胶转变是制备多孔膜的关键步骤，而双分散相液体是必经的一步。 分子聚集体分散 从分子分散的单一相溶液向大分子溶胶转变可以通过4种过程实现： 干法 湿法 热法 聚合物辅助法 * 干法 湿法 聚合物溶液体系由两种溶剂构成，其中良溶剂的沸点较低，非溶剂的沸点较高，通过加热使沸点较低的溶解度较强的溶剂从溶液中不断蒸出，溶液中沸点较高的非溶剂比例逐步提高，聚合物溶解度下降，使该溶液依次变成分子聚集体分散的双分散相液体和大分子胶体． 将由单一溶液配制的聚合物溶液直接或经部分蒸发后放入非溶剂中，非溶剂分子与溶剂分子发生交换，使原溶液内的非溶剂比例上升聚合物溶解度下降，逐步形成大分子溶胶。 * 热法 聚合物辅助法 当有些溶剂对于特定聚合物的溶解度的温度系数较大时，如在高温下溶剂对聚合物有较