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科技成果——热致相分离聚丙烯中空纤维膜制
备技术
成果简介
聚丙烯是廉价易得的热塑性聚合物，具有耐溶剂和耐细菌降解的优良性能。
通过热致相分离的方法可以将聚丙烯制备成孔径为0.1-0.3μm不同孔径的中空纤维微孔膜。
热值相分离法制备的膜具有孔径分布窄、孔隙率高，强度高和耐有机溶剂的特点。
可用于海水淡化预处理、水处理、空气净化、液体调味剂和液体饮料除浊、膜蒸馏、膜萃取等过程中。
通过降低稀释剂含量和调整制膜工艺，可以生产血液氧合器（人工肺）用膜，替代进口。
应用前景
水是人类生存最主要的物质，随着社会进步和人民生活水平的提高，水用量增大、品质提高。
膜法水处理是目前公认的成本最低的水处理技术，具有很好的应用前景。
课题组可以提供成熟的热致相分离聚丙烯中空纤维膜制备技术。
经济效益
聚丙烯是最廉价的膜材料，由聚丙烯生产的膜成本低于聚偏氟乙烯、聚砜等膜材料生产的膜，聚丙烯膜的生产具有较好的经济效益。
技术成熟度
产业化项目。
中空纤维膜的制备与应用技巧概述中空纤维膜是一种具有广泛应用前景的新材料。
它的独特结构和性能使其在水处理、气体分离、食品加工等领域具有重要的应用价值。
本文将就中空纤维膜的制备工艺、应用技巧和未来发展方向进行概述。
中空纤维膜的制备主要有两种方法：一是凝胶法，即通过将适当的溶液置于中空纤维模具中，然后通过控制凝胶的形成和固化条件来制备中空纤维膜；二是溶液浸渍法，即将适当的聚合物溶液浸渍到中空纤维膜的壁层中，并通过干燥和固化来得到中空纤维膜。
这两种方法各有优劣，可根据具体应用需求选择适合的制备方法。
中空纤维膜的关键制备技巧包括材料的选择、溶液浓度的控制、浸渍速度的控制和后续处理等。
材料的选择是中空纤维膜制备的首要问题，常用的聚合物材料有聚醚砜、聚酰胺、聚醚酯等。
在选取材料时，需要考虑到其机械强度、耐温性、化学稳定性等因素。
溶液浓度的控制是制备过程中的关键环节，浓度过高容易造成中空纤维膜的孔隙度不足，而浓度过低则容易导致膜的可操作性下降。
因此，在制备过程中需要准确控制聚合物溶液的浓度，以保证膜的质量和性能。
浸渍速度的控制也是制备过程中需要注意的要点。
过快的浸渍速度会导致膜壁的孔隙性降低，从而影响膜的分离性能。
因此，在浸渍过程中需要适度控制浸渍速度，使溶液能够充分渗透到中空纤维膜的内部，但不过快以免损坏膜的结构。
制备过程完成后，还需要进行后续处理来提高中空纤维膜的性能。
常用的后续处理方法包括热处理、交联处理和表面修饰等。
这些处理能够进一步提高膜的机械强度、抗污染性能和抗氧化性能，从而增加膜的使用寿命。
中空纤维膜在水处理、气体分离和食品加工等领域有着广泛的应用。
在水处理领域，中空纤维膜可用于脱盐、脱色、浓缩和分离等过程，能够有效去除水中的有机物、重金属和微生物等污染物。
在气体分离领域，中空纤维膜可用于油气分离、纯化和储存等过程，具有高分离效率和较低的能耗。
在食品加工领域，中空纤维膜可用于浓缩果汁、分离乳品、去除油脂和蛋白质等。
聚四氟乙烯中空纤维膜的制备及其工艺的探究聚四氟乙烯中空纤维膜的制备及其工艺探究一、引言随着科技的不断发展，人们对于材料的性能要求越来越高，聚四氟乙烯中空纤维膜作为一种新型材料，具有优异的性能，如高强度、耐腐蚀、耐高温等，因此在很多领域都有着广泛的应用。
如何制备出高质量的聚四氟乙烯中空纤维膜，以及如何优化其生产工艺，仍然是目前研究的热点问题。
本文将从理论方面对聚四氟乙烯中空纤维膜的制备及其工艺进行探究，希望能为相关领域的研究提供一定的参考。
二、聚四氟乙烯中空纤维膜的制备1.1 原料的选择聚四氟乙烯中空纤维膜的主要原料是聚四氟乙烯树脂，其性能直接影响到膜的质量。
因此，选择合适的聚四氟乙烯树脂至关重要。
目前市场上主要有悬浮法和溶液法两种生产工艺生产聚四氟乙烯树脂，其中悬浮法生产的聚四氟乙烯树脂性能更为优越。
还需要添加一定量的稳定剂、分散剂、润滑剂等其他辅助材料，以保证膜的性能稳定。
1.2 熔融挤出法制备中空纤维膜熔融挤出法是一种常用的制备中空纤维膜的方法，其主要步骤如下：首先将聚四氟乙烯树脂与其他辅助材料混合均匀；然后将混合好的物料加热至熔融状态；接着通过挤出机将熔融物料挤出成薄膜；最后将挤出的薄膜冷却定型，即可得到聚四氟乙烯中空纤维膜。
1.3 水相共混法制备中空纤维膜水相共混法是另一种制备中空纤维膜的方法，其主要优点在于可以降低生产过程中的环境污染。
该方法的具体操作步骤如下：首先将聚四氟乙烯树脂与其他辅助材料混合均匀；然后将混合好的物料加入适量的水进行搅拌混合；接着通过挤出机将水相共混物挤出成薄膜；最后将挤出的薄膜冷却定型，即可得到聚四氟乙烯中空纤维膜。
三、聚四氟乙烯中空纤维膜的性能测试与优化2.1 力学性能测试力学性能是评估聚四氟乙烯中空纤维膜质量的重要指标之一。
常见的力学性能测试包括拉伸强度、断裂伸长率、抗拉强度等。
通过对不同批次的聚四氟乙烯中空纤维膜进行力学性能测试，可以了解其质量稳定性，为后续工艺优化提供依据。
中空纤维膜的现状与研究进展中空纤维膜的现状与研究进展顾蓓蓓,胡啸林(南通大学纺织服装学院,江苏南通 226007)摘要:综述了中空纤维膜的现状和研究进展,包括中空纤维膜的发展历史、中空纤维膜的制备方法、中空纤维膜的工业应用等几个方面,提出了中空纤维膜应用存在的问题,对这个方面所存在的问题和今后发展方向进行了展望,并提出建议。
关键词:中空纤维膜;制备;膜材料;应用Status -quo and R esearch Develop m ent of H oll o w Fiber M e m braneGU B ei -bei ,H U X iao -lin(C ollege o fTex tile and C lothing ,N antong U niversity ,Ji a ngsu Nantong 226007,Ch i n a)Abst ract :The status-quo and research developm ent of hollo w fi b er m e mbrane w ere su mm arized ,i n clud i n g the h i s to r y ,the preparati o n m ethod ,the i n dustria l app lication o f ho ll o w fi b erm e m brane and so on .The proble m s o f ho llo w fi b er m e m brane w ere outli n ed .Based on the pr oble m s ,t h e perspecti v e o f hollo w fi b er m e m brane industr y w as presented,and suggestions w ere pr oposed .K ey w ords :ho llo w fi b er m e mbrane ;preparation ;m e m brane m ateria;l application作者简介:顾蓓蓓(1985-),女,南通大学,在读硕士研究生,主要研究方向:中空纤维膜的应用研究。
PPESK/PEI中空纤维富氮膜的制备及性能研究的开题报告题目：PPESK/PEI中空纤维富氮膜的制备及性能研究1.课题背景及研究意义中空纤维膜由于其具有大通量、高分离效率、易于维护等优点，被广泛应用于水处理、膜反应器、气体分离等领域。
近年来，中空纤维膜作为一种富氮材料，也被用于催化、吸附等领域。
然而，普通中空纤维膜的氮含量较低，难以满足某些应用的需求。
因此，制备PPESK/PEI中空纤维富氮膜，具有重要的研究意义和应用价值。
2.研究内容本研究旨在制备PPESK/PEI中空纤维富氮膜，并对其性能进行研究。
具体内容包括：（1）制备PPESK/PEI中空纤维膜：采用浸涂/事前捻合法制备PPESK/PEI中空纤维膜；（2）表征PPESK/PEI中空纤维膜的结构和形貌：利用SEM、FTIR等手段对PPESK/PEI中空纤维膜进行表征；（3）测试PPESK/PEI中空纤维膜的分离性能：采用透过通量、脱盐率等参数评价PPESK/PEI中空纤维膜的分离性能；（4）测试PPESK/PEI中空纤维膜的氮含量：采用元素分析对PPESK/PEI中空纤维膜的氮含量进行测试；（5）测试PPESK/PEI中空纤维膜的吸附性能：采用染料亚甲基蓝作为模型污染物，对PPESK/PEI中空纤维膜的吸附性能进行测试。
3.研究方法（1）聚合物材料的制备采用原位聚合法；（2）制备中空纤维膜采用浸涂法/事前捻合法；（3）利用SEM、FTIR等手段表征PPESK/PEI中空纤维膜的结构和形貌；（4）采用透过通量、脱盐率等参数测试PPESK/PEI中空纤维膜的分离性能；（5）采用元素分析测试PPESK/PEI中空纤维膜的氮含量；（6）采用染料亚甲基蓝作为模型污染物，对PPESK/PEI中空纤维膜的吸附性能进行测试。
4.预期研究成果及意义（1）成功制备出PPESK/PEI中空纤维富氮膜；（2）对PPESK/PEI中空纤维膜进行表征和性能测试，探究膜的结构、形貌、分离性能、氮含量和吸附性能等；（3）预计所制备的膜用于催化、吸附等领域，并可为中空纤维膜的改性提供参考。
综述熔融纺丝制备中空纤维膜研究进展胡晓宇,肖长发*(天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室,天津300160)摘要:中空纤维膜作为一种重要的分离膜材料,其制备方法一直以来是膜技术研究领域的热点。
相对于溶液法纺丝制膜方法而言,熔融纺丝法具有使用溶剂量少、环境友好、所得中空纤维膜力学性能较优等特点,已成为目前中空纤维膜制备的重要技术之一。
本文根据工艺将熔融纺丝制膜方法区分为熔融纺丝2拉伸法和热致相分离法,分别就这两种方法中空纤维膜的制备技术及致孔机理进行介绍,并对二者的研究历史及现状进行了论述,最后,还指出了熔融纺丝制备中空纤维膜研究领域有待解决的问题。
关键词:熔融纺丝;熔融纺丝2拉伸法;热致相分离法;中空纤维膜;进展中空纤维膜是分离膜领域的一个重要分支,与平板膜等其它形式的分离膜相比较,具有无需支撑体、组件填充密度高、设备结构简单等特点[1],已被广泛应用于气体及液体混合物的分离。
典型的中空纤维膜制备方法有溶液纺丝法(如溶液相转化法)[2]和熔融纺丝法。
溶液法制备中空纤维膜需使用大量溶剂(约占成膜体系的80%左右),所得纤维膜的力学性能较差,还需要对溶剂体系进行回收、分离及循环使用,很容易造成环境污染并恶化劳动条件,所以发展受到限制。
熔融纺丝制膜方法可有效改善上述溶液法纺丝制膜的不足,已经引起学者们的广泛关注。
常用的熔融纺丝制膜方法主要包括熔融纺丝2拉伸法[3,4]及热致相分离法[5]。
1熔融纺丝2拉伸法111工艺过程及致孔机理所谓熔融纺丝2拉伸法(Melt2spinning P cold2stretching,M SCS)是指将聚合物在高应力下熔融挤出,在后拉伸过程中,使聚合物材料垂直于挤出方向平行排列的片晶结构被拉开形成微孔,然后通过热定型工艺使孔结构得以固定。
M SCS法制备中空纤维膜孔结构的形成与硬弹性材料的聚集态结构变化有关[6,7]。
通常M SCS法制备中空纤维膜的工艺流程如图1所示。
中空纤维原理中空纤维是一种具有空心结构的纤维材料，其内部空腔可以用于液体或气体的传输和分离。
中空纤维广泛应用于水处理、医药、食品和环境领域等多个工业领域。
本文将介绍中空纤维的原理、制备方法以及应用领域。
一、中空纤维的原理中空纤维的核心原理是通过纤维的空心结构实现物质的传输和分离。
中空纤维通常由两层材料构成，外层为支撑层，内层为分离层。
支撑层具有一定的孔隙度和强度，可以提供纤维的结构支撑和稳定性。
分离层具有特定的孔隙结构和分子筛效应，可以实现物质的选择性分离。
中空纤维的制备方法有多种，常见的包括干法、湿法和无溶剂法等。
其中，干法制备是将聚合物材料通过纺丝或喷丝技术制备成中空纤维，然后通过热处理或化学处理使纤维成型；湿法制备是将聚合物材料溶解在溶剂中，通过湿法纺丝或喷丝技术制备成中空纤维，然后通过溶剂蒸发或凝固浴固化使纤维成型；无溶剂法是将聚合物材料通过熔融纺丝或热拉伸技术制备成中空纤维，然后通过冷却或拉伸使纤维成型。
二、中空纤维的应用1. 水处理领域中空纤维在水处理领域有着广泛的应用。
例如，中空纤维膜可以用于海水淡化和废水处理，通过纳滤、超滤和反渗透等技术实现对水中杂质、微生物和溶解物质的分离和去除，从而达到净化水质的目的。
2. 医药领域中空纤维在医药领域有着重要的应用价值。
例如，中空纤维膜可以用于药物的传输和控释，通过调节纤维的孔隙结构和膜的渗透性，实现药物的缓释和定向释放，提高药物的疗效和减少副作用。
3. 食品领域中空纤维在食品领域的应用主要体现在食品加工和食品安全方面。
例如，中空纤维膜可以用于果汁和乳制品的浓缩和分离，通过渗透和过滤技术实现对食品中的水分、溶质和微生物的去除，提高食品的品质和保鲜效果。
4. 环境领域中空纤维在环境领域有着广泛的应用前景。
例如，中空纤维膜可以用于大气污染物的捕集和废气的净化，通过吸附、吸附和催化等技术实现对有害气体和颗粒物的去除和转化，改善环境质量和保护生态环境。
PAPSF中空纤维纳滤复合膜的研制及膜技术集成化
应用研究中期报告
中期报告主要包括项目背景、研究进展、问题和展望。
一、项目背景
中空纤维纳滤复合膜是一种新型的膜材料，具有高效过滤、抗污染能力强、操作维护方便等优点，已成为水处理、食品饮料、生物技术等领域的重要工具。
为应对市场需求，我院开展了PAPSF中空纤维纳滤复合膜的研制及膜技术集成化应用研究项目。
二、研究进展
1. 分析了中空纤维纳滤复合膜的结构与制备工艺，并优化了聚酰胺多孔层制备过程，提高了孔径分布和抗污染能力。
2. 探究了中空纤维纳滤复合膜的分子筛选性能和水通量、截留率的影响因素，建立了模型，优化了膜的性能。
3. 开发了PAPSF中空纤维纳滤复合膜的应用案例，包括废水处理、生物技术中生物制品的提纯和食品饮料中色泽、味道等方面的改善。
三、问题和展望
1. 尚需进一步完善膜的抗污染性能和长期稳定性，提高其在高浓度废水处理领域的适用性。
2. 对于在生物技术领域的应用，需解决由于生物体积大而易造成膜运行故障问题。
3. 在实践应用中不断调整和改进，优化中空纤维纳滤复合膜的性能和技术，推动其在相关行业中得到广泛应用。
总之，PAPSF中空纤维纳滤复合膜的研制及膜技术集成化应用研究将为推动我国膜技术的创新和应用发展做出积极的贡献。
