你知道这几种膜材料及膜材料的选择方法吗?
在市场上有很多膜可以选择,不同的膜又有不同的商务名称,这些供货商会说膜材料的选择非常广泛,实际上,真正使用的材质很少,且大多数销售和使用的膜只是一些很基本的类型。
膜类型主要分为以下几种:
一、整膜
醋酸纤维素(CA)是“最初的”膜,被用作RO、NF和UF应用。此材料有一些缺陷,在PH和温度方面尤为明显。CA主要的优势是低价,以及由于它的亲水性使其不易阻塞污染。
聚砜(PSO)自1975年以来已被广泛应用于UF和MF膜,其主要优点是它良好的耐温和耐PH能力。在食品和乳制品行业中应用比较广泛。原则上,聚砜(PSO)膜不能抗油、油脂、脂肪和两极溶剂。然而,也有一种亲水类型的聚砜膜能违反此原则,在乳化油行业应用良好。
聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种传统的膜材料,但是它并未被广泛使用,因为它很难使膜具有良好且稳定的分离特性。它的主要优点是其高度的抗碳氢化合物和氧化环境的能力。
二、复合膜
复合膜也称薄膜复合膜,被用来代替醋酸纤维RO膜。其主要的优点是同时具有较高的通量和盐截留率,用复合RO膜氯化钠的截留率一般可达99.5%。它们也有好的抗温度和PH的能力,但不能耐氧化环境。
复合膜有二层和三层的设计,一般来讲,一种薄膜复合膜由一个PSO膜作为其非常薄的表面层的支撑,在PSO超滤膜的表面层是一种聚合物。而三层设计则在PSO支撑膜的上部有二层薄膜。多年以来膜已有了很大的发展,但基础设计没有改变,如今已有好几家公司制造这种类型的膜。
“其它膜”包括聚丙烯(PAN)、陶瓷材料(SiO2)和纤维素(水解醋酸纤维素)等。
膜材料的选择
对于一个给定的分离过程选择合适的膜和膜材料是比较困难的,因为可以考虑的材料往往不止一种。按常理讲,对于一个分离过程只有通过良好的计划和成功的试验才能为膜的选择提供方案。所以为了作出合适的选择必须先提供一些有关分离过程环境的基本信息。首先需确定可取的过程(RO、NF、UF或MF)和适用的膜材料,选择对于操作环境最适合的膜材料。其次考虑材料的PH耐受力,不同的材料,PH耐受力也不同。膜有好多种结构类型(管式、卷式、板框式等)。同一个膜系统包括许多其它的组件,它们都有严格的PH限制。许多膜供货商规定的PH限制实际上是存在于整个膜系统中的限制,而不只是膜本身,在整个系统中耐受力最差的材料决定了整个系统的PH限定范围。目前主要的膜类型是卷式膜组件,虽然以下的说法对所有膜类型都适用,但我们还是以卷式膜为例。
通常膜表面的衬背材料是一个限制因素。目前使用最广泛的衬背材料是聚酯(PE)。它具有良好的温度稳定性,但受限于高PH环境。因此,许多膜说明书中列出了最高PH<11.5的限制。然而,许多膜可以以聚丙烯(PP)作为衬背,它具有非常良好的PH稳定性,但温度受限制,会给膜产品带来麻烦。因此我们的观点是当选定了合适的膜材料和膜构型后,必须确定这种组合对于耐受过程的工作环境是可行的。
由于卷式膜组件含有许多其它的不同的高分子材料,因此除了PE衬背材料外,还可能有一些其它的限制因素。一般中心管和反套装置/内部接头由PVC或ABS制成,这些材料都没有良好的温度耐受力。聚砜(PSO)是一种价格贵得多的材料,但是可以提供良好的PH和温度耐受力,因此它一般在工业过程中被选作中心管和反套装置/内部接头。一个规定的PH限制一般有一个灵活的变化范围,在其它条件正常的情况下短时间超过范围不会有太大影响。通常低PH比高PH要好些。温度和PH同时超出范围一般都会引起较大的问题。
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