工業(yè)用透過膜的制備

工業(yè)用透過膜的制備第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六織物的預涂材料可用甲基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚醚酯、丙烯酸漿料、以及三聚氰胺-甲醛溶液等。在刮膜機上自動連續(xù)制備。平板膜制膜過程示意圖滾筒澆筑刀熱處理干燥第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六2、管式膜內壓式管膜：表面致密層在內側將支撐管浸入制膜液，膜厚度由刮膜錘控制。第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

外壓式管膜：表面致密膜在外側。將支撐管以一定速度通過制膜液，外壁均勻涂敷一定厚度制膜液，再垂直落入冷浸槽中，凝膠固化。第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六3、中空纖維膜紡絲液(制膜液)通過環(huán)形噴絲板，

噴出的纖維是中空的，中間有氮氣，防纖維癟塌，噴出的纖維直接進入凝膠浴，再漂洗、干燥?？捎糜诔瑸V、微濾等。第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六4、復合膜的制備用界面聚合法連續(xù)操作，支撐膜先通過第一單體槽，初干后浸入第二單體槽，反應成超薄復合膜。第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六分離膜的制備

1.聚合物高溫擠壓法把聚合物微細粉末置于模具中，一定溫度下擠壓，使粒子的表面變軟而相互黏結形成多孔體，最后進行機械加工（>1μm）.

可加入不溶添加劑，擠壓后萃取出。

2.燒結法（制備微孔陶瓷膜）將無機粉料（0.1~1μm）與介質+粘結劑分散形成穩(wěn)定的懸浮液、制坯、高溫燒結后得到多孔膜第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六3.溶膠凝膠法①膠體凝膠法：金屬鹽或醇鹽→過量水水解→溶膠→浸涂→干燥→焙燒②聚合凝膠法醇鹽→控制水解→縮合→浸涂

→干燥→焙燒

第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

4.拉伸法

用于結晶聚合物制造微孔膜。先用高速擠出聚合物，在接近熔點下形成高取向結晶膜，冷卻、短時間內拉伸300%。通過單向或雙向牽伸，形成有微細裂紋的多孔膜，孔徑一般在0.02~0.15μm。

5.熔融法

把含可置換添加劑的聚合物熔融，擠壓成平板膜、冷卻。把添加劑浸泡溶出。第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

6.蝕刻法①照射②化學蝕刻第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六7.水上展開法制超薄膜把少量聚合物溶液倒在水面“PTFE隔離棒2,3”之間，移動2使其聚合物溶液成膜。由表面張力作用鋪展成薄膜層，待水蒸發(fā)得膜。Polytetrafluoroethene間歇式第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

連續(xù)式水平展開法制備復合膜第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

多層連續(xù)水上展開法制膜第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

8.相轉化法

phaseinversionmembrane

（制納濾、超濾、反滲透等膜）用鑄膜液與環(huán)境中的溶劑、非溶劑傳質交換，產生液-液相轉變成膜。配膜液、流延、溶劑蒸發(fā)、凝膠、熱處理、預壓處理干法：溶劑蒸發(fā)、控制蒸發(fā)沉淀。濕法：浸沒沉淀、熱致沉淀、蒸汽相沉淀例：丙酮+甲醇+醋酸纖維素溶解、脫泡、靜置。將制膜液在玻璃上刮成膜，控制厚度100μm，自然蒸發(fā)，浸入甲醇中凝固，再用正己醇交換膜中的甲醇，揮發(fā)正己醇、干燥成干膜。第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六L-S相轉化法

(Loeb-Sourirajan)沉浸凝膠相轉化法。將高分子溶液浸入非溶劑浴中，高分子聚合物在界面快速析出，形成極薄的致密層，而在致密層的下面形成了多孔層，這種外密內疏的界面即是膜的基本結構。六步

①高分子材料、添加劑溶于溶劑中配成鑄膜液；②制膜液用流延法制成平板、圓管型膜，或用紡絲法制成中空纖維；③使膜中的溶劑部分蒸發(fā)；④將膜浸漬在高分子非溶解液體中，聚合物析出；⑤對膜進行熱處理；⑥膜的預壓處理。第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

溶劑蒸發(fā)法制備多孔膜第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

9.包覆法把均勻、選擇性好、滲透性大的聚合物溶液用涂布、噴涂、浸漬或輪涂等方法包覆在氣體滲透性好但選擇性不好的多孔底膜上，然后再進行界面聚合或等離子聚合，使其形成薄膜層，得到復合膜。第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六熱包覆法制備膜結構鋰離子電池石墨負極材料。由基體石墨(1)、包覆材料瀝青微粉(2)、液體添加劑重質烴(3)、攪拌釜(4)組成；以瀝青作為包覆材料，先以固態(tài)混合，并附加添加劑以降低瀝青的軟化點，后通過加熱使瀝青成為流體，并包覆在石墨基體材料上，形成一層完善而又穩(wěn)定的包覆膜，再通過熱處理使其成型、碳化、石墨化得到膜結構鋰離子電池石墨負極材料。優(yōu)點是原料價格便宜，容易獲得；制備工藝簡單易于操作控制，設備簡易，制備成本低廉，適于大規(guī)模采用和推廣。專利號：201010623749第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六10.熱致相分離法利用一種潛在的溶劑成膜，它在高溫時是膜材料的良溶劑；低溫時為膜材料的非溶劑。出去系統(tǒng)中的熱能時，形成膜結構。溫度下降導致二元聚合物溶液分層示意圖第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六

熱致相分離法制聚偏氟乙烯微孔膜稀釋劑的選擇聚偏氟乙烯(PVDF)、鄰苯二甲酸二甲酯、水楊酸甲酯、卡必醇醋酸酯、三醋酸甘油酯、鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)、苯乙酮和二苯甲酮(DPK)選擇能與PVDF以液-液相分離機理進行熱致分相的稀釋劑,制備了具有雙連續(xù)結構的微孔膜.發(fā)現PVDF-DBP體系和PVDF-DPK體系有發(fā)生熱致液-液相分離的可能.當PVDF質量分數低于30%時,隨著溫度的降低,PVDF-DPK體系發(fā)生液-液相分離.據PVDF-DPK相圖,控制PVDF含量和降溫條件,無須添加非溶劑或拉伸工藝,可制備具有雙連續(xù)結構的PVDF微孔膜.

《高等學?；瘜W學報》2008年09期第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六新型膜及其制備分子篩填充有機高分子膜分子篩的作用：細小顆粒對膜結構的影響；表面活性改善膜的分離性能。例膜材料：聚砜，0.2μmY型分子篩溶劑：二甲基乙酰胺（DMAc）分子篩加入到DMAc

中，超聲分散，再加聚砜，分散、過濾、靜置脫泡、刮膜。第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六2.無機材料與有機材料共混制膜高分子透氣選擇性高時透氣速率往往較低，改性提高透氣率時往往選擇性下降。(矛盾)

過渡金屬有機絡合物為添加劑加入到聚酰亞胺中可保持機械性能、耐熱、耐溶劑性能，使分子鏈間距與自由體積都有所增大，在透氣選擇性變化不大的情況下，提高膜的透氣率。第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六例金屬微粒/醋酸纖維素共混膜的制備膜材料：金屬微粒（WZnNbCrMoCu）醋酸纖維素，溶劑：二甲基甲酰胺非溶劑：蒸餾水工藝：室溫將醋酸纖維素溶于溶劑，再加入金屬微粒，混合、成膠液、氣泡消失后倒在玻璃上，刮平、放入水中成膜，75℃老化，取出除水壓平、晾干，測性能前真空干燥。膜擴散機理。而金屬微粒有選擇性吸附性能。第二十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六3.聚合物裂解法制備無機膜通過控制條件（溫度、惰性氣體等），裂解得到與熱固性聚合物（纖維素、酚醛樹脂、聚片氯乙烯、硅樹脂等）具有相似骨架結構的多孔膜。例：酚醛樹脂氣體分離碳膜的制備制膜材料：苯酚、甲醇、熱固性酚醛樹脂液非溶劑：無水乙醇；保護氣：氬氣工藝：

制涂膜液、涂膜、成型、干燥、氬氣保護碳化、冷卻得膜。第二十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期六膜的發(fā)展現狀（各種膜的改進）過程問題解決方法成功率電滲析穩(wěn)定性選擇滲透新聚合物高電荷污染交聯組件設計高滲析污染生物相容表面改性鑲嵌