超滤各种膜材料比较
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pvdf超滤膜组分
PVDF超滤膜是一种高效的分离膜,由聚偏氟乙烯(PVDF)材料制成。
PVDF超滤膜具有优异的化学稳定性、耐高温性、耐腐蚀性和耐磨性等特点,因此被广泛应用于水处理、生物制药、食品饮料等领域。
PVDF超滤膜的组分主要包括聚偏氟乙烯(PVDF)树脂、添加剂和溶剂。
其中,PVDF树脂是PVDF超滤膜的主要组分,其具有高分子量、高结晶度、高熔点和高耐化学性等特点。
添加剂主要包括增塑剂、稳定剂、抗氧化剂等,可以改善PVDF超滤膜的加工性能和使用寿命。
溶剂则是将PVDF树脂和添加剂混合后形成膜材料的介质,常用的溶剂有NMP、DMF、DMAc等。
PVDF超滤膜的制备过程主要包括溶液制备、膜材料制备、膜成型和后处理等步骤。
首先,将PVDF树脂和添加剂加入溶剂中,形成均匀的混合溶液。
然后,通过膜成型技术将混合溶液制成膜材料,常用的膜成型技术有浸涂法、溶液浸渍法、相转移法等。
最后,对制备好的PVDF超滤膜进行后处理,如清洗、干燥、切割等,以获得符合要求的膜产品。
PVDF超滤膜具有许多优点,如高通量、高分离效率、低能耗、易清洗等,因此被广泛应用于水处理、生物制药、食品饮料等领域。
例如,在水处理领域,PVDF超滤膜可以用于海水淡化、污水处理、饮用水净化等;在生物制药领域,PVDF超滤膜可以用于生物反应
器的分离和纯化等;在食品饮料领域,PVDF超滤膜可以用于果汁、啤酒、乳制品等的澄清和浓缩等。
PVDF超滤膜是一种高效、可靠的分离膜,其组分和制备过程对其性能和应用具有重要影响。
随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展,PVDF超滤膜的应用前景将更加广阔。
中空纤维超滤膜性能比较一览摘要:本文集中对目前市场上的进口中空纤维超滤膜的性能做了详细比较,列举各种超滤膜在设计使用过程中的注意要点,为各工程公司进行超滤系统设计提供技术参考。
关键词:超滤,产水量,截留分子量,膜材料,膜面积一.中空纤维超滤膜技术的发展超滤(简称UF)膜分离技术是近年发展起来的分子水平的高新分离技术。
膜孔径在0.01-0.001μm,截留分子量可分为10万、5万、2万、6千等。
比常见细菌的分子量小百余倍,可将细菌、菌尸、细菌碎片、病毒、与细菌大小相仿的微小悬浮物、胶体、热源等近100%地截留。
超滤装置是水质高效、高精度的净化设备,滤后水质清澈味甘,可直接生饮。
超滤装置具有设备简单,操作方便,能耗低,效率高,无污染等优点。
超滤装置在水处理行业中得到广泛应用。
并可用于化工分离、医药提纯、食品加工、酱油、醋、酒类及饮料的过滤净化。
超滤是一种以压力作为推动力的膜法物理分离技术。
一般采用全量过滤、错流过滤方式,物料以流动的方式流过膜的一侧,当给物料加以一定的压力后,净化液即透过膜从膜的另一侧流出,从而达到净化的目的。
世界主要中空纤维超滤膜商业化产品发展历程:1974 –Romicon (Koch) 公司发明聚砜中空纤维膜。
1975 –Nitto Denko 公司取得聚砜中空纤维膜研制的巨大进展; 发展了海绵状膜结构。
1984 –Aquasource公司发明醋酸纤维素中空纤维膜;1988年首台大型市政用超滤装置在Anoncourt安装使用。
1985 –Memcor公司发明聚丙烯中空纤维微滤膜。
1986 –Xflow (Norit)公司发明聚醚砜/聚乙烯吡咯酮共混中空纤维超滤膜。
1991 –Zenon公司提出了浸没式中空纤维膜应用方式。
1993 –Xflow公司发展水平放置膜组件的理念;1999年首台大型市政用超滤装置在Heemskerk安装使用。
1997 –Memcor公司推出聚偏氟乙烯中空纤维膜和浸没式超滤系统。
怎样选择超滤膜材料及其适用领域超滤膜一般为高分子分离膜,用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物(例如:醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料)、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
由此可知,超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。
超滤膜的材料可以分为:一.纤维素酯类:二醋酸纤维素(CA)为水系CA(醋酸纤维),其对蛋白吸附比较低,适用于低分子醇类、油脂类溶液的过滤或科研中特殊成分的分析测定三醋酸纤维素(CTA),亲水性强,非特异性吸附极低,溶剂和小分子溶质在滤过时不会因被膜吸附而产身损失,因此在样品清洗、除蛋白以及需要回收滤过液的操作中,敬意使用三醋酸纤维素膜。
硝化纤维素(CN),其对蛋白等生物大分子吸附力强,用于医学研究及诊断的细菌培养和生物工程;DNA-RNA杂交实验和检定;做液闪测定、放射性示踪物的超净制备和电泳、微量元素分析等。
乙基纤维素(EC)混合纤维素(CN-CA),适合水溶液,较低的蛋白吸附,流速高,热稳定性强,不适用于有机溶剂,特别适用于水基溶液。
混合纤维素制成的膜,是一种标准的常用滤膜。
由于成孔性孔隙率高,截留效果好,亲水性好,材料易得且成本较低,因此,该膜的孔径规格分级最多,从0.05~8um,约有近十个孔径型号。
该膜使用温度范围较广。
可耐稀酸,不耐有机溶液和强酸、强碱溶液。
不适用酮类、酯类、强酸和碱类等液体的过滤。
性价比高。
应用于:实验室、小生产工艺中除菌、除微粒的过滤;水体中大肠肝菌群的测定,饮用水、地表水、井水等,除菌过滤,溶液中微粒及油类不溶物的分析,水质污染指数测定,气体、油类、饮料、酒等微粒和细菌过滤。
为样品前处理过滤中最为广泛使用的滤膜之一;2微米和5微米的滤膜还用于油料过滤。
再生纤维素,一种高亲水的膜,对蛋白的吸附极低,但用于从低蛋白浓度的稀释溶液中回收蛋白时,可以得到极高的收率。
各种有机超滤膜材料性能特征说明(1)纤维素衍生物类纤维素类超滤膜材料研究、应用最早,成本低,成膜性好,至今仍有重要应用。
其中再生纤维素(RCE)和硝酸纤维素(CN)是较好的透析用膜材料,抗蛋白质污染的再生纤维素超滤膜已得到广泛应用,醋酸纤维素多用于制备卷式超滤膜组件。
这类膜材料的优缺点同前文微滤膜部分。
(2)聚砜类聚砜是目前主要的超滤膜材料,其中普通双酚A型聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)和聚芳砜超滤膜已经商品化,制膜工艺可采用常规相转化法。
普通双酚 A型聚砜(PSF),主要优点是热稳定性高,耐化学药品性强,除了强极性溶剂、浓硫酸和浓硝酸外,对一般的酸、碱、盐、醇、脂肪烃等化学试剂稳定,拉伸强度好;缺点是耐候性(环境)、耐紫外线性较差,耐有机溶剂性也较差。
聚醚砜也称为聚芳醚砜,耐热性、耐燃性好,耐化学药品腐蚀性优良,除了浓硫酸、浓硝酸、强极性溶剂外,不受一般化学试剂侵蚀。
缺点是耐紫外线性能较差。
聚芳砜比聚砜具有更好的耐高温性能,自身抗热氧化性好,抗冲击强度高,耐酸碱,能溶于强极性溶剂。
聚芳砜具有吸湿性,加工前需进行干燥处理。
聚砜酰胺兼具聚砜和聚酰胺两者的特性,具有优良的耐高温、耐酸碱和抗氧化性,是我国颇具特色的超滤膜材料。
(3)聚酰亚胺类聚酰亚胺类材料具有耐高温、耐溶剂、耐化学品、高强度等优点。
脂肪族二酸聚酰亚胺超滤膜是这类材料在膜技术领域应用的典型产品,主要用于非水溶液。
(4)聚烯烃类聚乙烯和聚丙烯超滤膜材料特性同微滤部分,制膜工艺可采用浸没沉淀相转化法、热致相分离法和熔融拉伸法。
(5)乙烯类聚合物聚丙烯腈也是一类非常重要的超滤膜材料,制膜工艺为浸没沉淀相转化法,主要性能同微滤部分。
(6)含氟聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜制备方法主要是浸没沉淀相转化法和热致相分离法。
其膜产品化学稳定性好,在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素腐蚀,耐脂肪烃、芳香烃、醇、醛等有机溶剂。
缺点是膜的强度和耐压性能差。
化学技术操作中常见的滤膜选择指南化学技术操作中,滤膜是一个常见且关键的工艺步骤。
滤膜的选择对于产品的质量和产能具有重要影响。
然而,在市场上存在众多不同类型的滤膜,每种滤膜都有其独特的特性和适用范围。
因此,合理选择滤膜是确保操作顺利进行的关键因素之一。
下面将以常见的几种滤膜材料为例,介绍滤膜选择的一些指南。
1. 超滤膜超滤膜是一种孔径范围在0.1-0.01微米的滤膜,常用于液体的悬浮物分离和浓缩。
根据操作要求,可以选择不同的超滤膜材料,例如聚酯、聚丙烯等。
在选择超滤膜时,需要考虑被过滤液体的粘度、温度和操作压力等参数。
2. 陶瓷滤膜陶瓷滤膜具有较高的耐温性和耐腐蚀性,可以应对一些较为苛刻的工艺条件。
它适用于处理高温、高浓度的溶液,例如酸碱浆料或含有固体颗粒的溶液。
陶瓷滤膜常用的材料有氧化铝、氧化硅等,选择时需考虑操作温度、PH值和颗粒大小等因素。
3. 膜分离技术膜分离技术是一种利用微孔滤膜的方法进行分离的过程。
根据被分离物质的大小和特性,可以选择不同孔径的膜。
例如,纳滤膜适用于分离纳米级颗粒,而微滤膜适用于分离微米级颗粒。
膜分离技术在化学工业中广泛应用于分离、浓缩和纯化等工艺。
4. 有机膜有机膜是一种以合成的聚合物材料为基础的膜分离技术。
它具有较高的选择性和通透性,适用于多种分离过程,例如气体分离、水处理和溶剂除盐等。
有机膜的选择在于其孔径大小、透过率和抗污染性等。
5. 离子交换膜离子交换膜是一种特殊的滤膜,其主要作用是进行离子交换反应或离子选择性通透。
离子交换膜广泛应用于电解过程、电解质浓度调节和水处理等领域。
在选择离子交换膜时,需要考虑其透过率、选择性和稳定性等特性。
综上所述,化学技术操作中的滤膜选择非常重要,它关系到操作的顺利进行和产品的质量。
在选择滤膜时,需要考虑液体性质、操作条件、滤膜特性和操作经济性等因素。
目前,滤膜市场上提供了各种不同类型和性能的滤膜,因此在选择时需要综合考虑各种因素,并选择合适的滤膜材料。
纳滤膜和超滤膜的区别纳滤膜和超滤膜的区别超滤膜(或称为超过滤膜)是一种利用压差将溶液中的溶质与溶剂分开的分离膜。
在膜的一侧施以一定的压力,就能筛出小于孔径的溶质分子、大分子或胶体,使水中的溶剂和小分子物质得以分离,从而使水得到净化。
这个方法早期在石油化工中得到应用,随后又扩展到食品、医药等工业领域,并在日常生活中得到广泛的应用。
超滤膜的材料有多种,常用的有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、芳香族聚酰胺聚酰亚胺、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚砜酰胺、聚醚砜、交联聚乙烯、氟化聚醚砜、磺化聚醚砜、砜橡胶、丙烯酸、氯磺化聚乙烯、磺化丙烯酸、氯磺化聚丙烯酰胺、氯磺化聚乙烯丙烯酸共聚物等。
纳滤膜不同于超滤膜,它允许溶剂分子或某些低分子量的溶质通过,而把高分子量溶质分子或胶体颗粒阻挡在膜的另一侧,因此也被称之为阻垢分离膜。
超滤膜的孔径在0。
1微米以上,属于超微过滤;而纳滤膜的孔径在0。
001微米以下,属于微孔过滤。
一般来说,超滤膜的精度越高,过滤效果越好,但制造成本也越高;纳滤膜的制造成本较低,但精度相对较低。
纳滤膜的原理和超滤膜一样,也是依靠机械筛分原理,但是,纳滤膜不仅可以去除溶液中的溶质,还可以去除水中的胶体,因此,纳滤膜又被称作为胶体分离膜。
纳滤膜的孔径一般为0。
01~0。
1微米。
如果进行过滤时压力较高,则所用的膜分离的精度也较高。
膜分离过程中所用的压力叫做膜的渗透压力,膜两侧的溶液具有不同的渗透压力,根据渗透压力的差异可以实现对溶质和溶剂的分离。
纳滤膜一般采用混合纤维素和聚砜材料制造。
膜的过滤孔径大约为0。
5微米,所以对小分子溶质的截留率比较高,一般用于饮用水的深度处理。
超滤膜能够滤除水中的细菌、病毒、热源及高分子有机物,出水为纯净水,不需加热即可饮用。
由于其孔径较大,所以能够滤除细菌,滤除率达到99%。
纳滤膜可用于改善口感,脱色,去除异味,产水量大且成本较低,适用于高端饮用水市场。
超滤膜材质及对应性能特点详解1、PAN(聚丙烯腈)超滤膜PAN(聚丙烯腈)超滤膜,亲水性材料,透水性能好,具有良好的耐光和耐气侯性,截留分子量稳定,耐酸碱程度适中(PH 2-10),尤其适用于水中有机物含量低,水质较好的场合,截留分子量10万。
2、PVC(聚氯乙烯)超滤膜PVC材料即聚氯乙烯,它是世界上产量较大的塑料产品之一,价格便宜,应用广泛,聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。
根据不同的用途可以加入不同的添加剂,聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。
在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂,可制成多种硬质、软质和透明制品。
PVC材料由于其化学稳定性高,耐强酸、耐强碱、使用寿命长的独特性能,因此在超滤膜的生产中,PVC也被作为制造超滤膜丝的优质原材料,PVC在生产时会加入稳定剂,稳定剂有无毒和有毒之分,也正是影响成品超滤膜丝安全与否的关键所在,只有加入了铅盐之类有毒的稳定剂,才会对其产生隐患,但PVC 在生产制造超滤膜时,其有毒稳定剂的使用量几乎为零,方可确保PVC(聚氯乙烯)超滤膜的安全性。
现净水市场,PVC(聚氯乙烯)超滤膜得到了很好的应用就足可以说明这一点。
3、PES(聚醚砜)超滤膜PES具有较强的热稳定性和抗氧化性,适用于超滤膜的制备。
PES(聚醚砜)超滤膜具有良好的化学稳定性和热稳定性等特点,可有效去除蛋白质等物质,并且使用寿命长。
适用于污废水处理、市政给水净化处理、乳清蛋白和乳清分离蛋白的分离和浓缩以及食品、医药加工等领域。
4、PP(聚丙烯)超滤膜PP(聚丙烯)超滤膜是超滤膜的一种。
它是超滤技术中先进的一种技术。
中空纤维外径:450-460μm,内径:350-360μm,管壁厚50μm,是属热相拉伸膜。
截留分子量5-10万。
原水在中空纤维外侧或内腔加压流动,分别构成外压式与内压式。
超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓缩排除,抗污性中等,可长期连续运行。
聚丙稀超滤膜是高分子分离膜之一。
PP(聚丙烯)超滤膜技术是一种广泛用于水的净化,溶液分离、浓缩,以及从废水中提取有用物质,废水净化再利用领域的高新技术。
水处理常用过滤膜:微滤、超滤、纳滤、反渗透有哪些区别?在水处理当中常见以下几种过滤膜。
分别是微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO),那么,你知道它们过滤精度分别是多少?又能拦截哪些物质呢?01微滤(MF)过滤精度一般在0.1-50微米,常见的各种PP滤芯,活性碳滤芯,陶瓷滤芯等都属于微滤范畴,用于简单的粗过滤,过滤水中的泥沙、铁锈等大颗粒杂质,但不能去除水中的细菌等有害物质。
微滤(MF)滤芯通常不能清洗,为一次性过滤材料,需要经常更换。
1 .PP棉芯:一般只用于要求不高的粗滤,去除水中泥沙、铁锈等大颗粒物质。
2. 活性碳:可以消除水中的异色和异味,但是不能去除水中的细菌,对泥沙、铁锈的去除效果也很差。
3. 陶瓷滤芯:最小过滤精度也只0.1微米,通常流量小,不易清洗。
02超滤(UF)过滤精度在0.001-0.1微米,属于二十一世纪高新技术之一。
是一种利用压差的膜法分离技术,可滤除水中的铁锈、泥沙、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质,并能保留对人体有益的一些矿物质元素。
超滤(UF)超滤工艺是矿泉水、山泉水生产工艺中的核心部件。
其中水的回收率高达95%以上,并且可方便地实现冲洗与反冲洗,不易堵塞,使用寿命相对较长。
超滤不需要加电加压,仅依靠自来水压力就可进行过滤,流量大,使用成本低廉,较适合家庭饮用水的全面净化。
因此未来生活饮用水的净化将以超滤技术为主,并结合其他的过滤材料,以达到较宽的处理范围,更全面地消除水中的污染物质。
03纳滤(NF)过滤精度介于超滤和反渗透之间,脱盐率比反渗透低,也是一种需要加电、加压的膜法分离技术,水的回收率较低。
纳滤(NF)也就是说用纳滤膜制水的过程中,一定会浪费将近30%的自来水。
这是一般家庭不能接受的,一般用于工业纯水制造。
04反渗透膜(RO膜)RO是英文 Reverse Osmosis membrane 的缩写,中文意思是(逆渗透),一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理:反渗透膜(RO膜)由于 RO 膜的孔径是头发丝的一百万分之五( 0.0001 微米), 一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000 倍。
各种膜材料之间的比较
1.中空纤维超滤膜的主要材料有聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙
烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)等
2.聚氯乙烯(PVC)湿膜机器里面的芯要用酒精浸泡来保持湿润状态,保持滤芯的性能
3.聚偏氟乙烯(PVDF)膜是抗高温最高140度的温度,过滤开水都可以,还有耐酸碱强
酸强碱都不怕(新加坡美能)
4.安达康用的材质是UPAN ,是最好的一种
膜材料PAN/PVDF/PES/PS比较
1. 材料:PAN为亲水性材质,PVDF,PES与PS为疏水性材质;所以做成超滤膜,PVDF与PES、PS的跨膜压差要远高于PAN,PVDF与PES、PS更容易污堵;
2. PES与PS的抗氧化能力非常强,PVDF次之,PAN再次之;
3. PES与PS材料属于刚性材料,比较容易破损,断丝。
所以PES与PS通常设计成内压式,如Norit,Hydracap,Koch 等,PES与PS对进水的要求相对较高,需要进水更干净。
另外,PES 与PS的超滤通常不设计风机气洗,更重要的原因是造成断丝(刚性材料)。
若有厂家宣称设计风机气洗或者外压式,工程公司或业主需要小心;
4. 就跨膜压差(TMP-Transfer Membrane Pressure)来说,越低的跨膜压差意味着清洗越容易;
5. 就抗污染能力而言,PAN比较好;PES与PS次之;
6. 就材料的抗拉伸强度而言,PVDF,PES及PS比较好,PAN次之;
7. PAN与PVDF通常都可以设计成外压式,配风机气洗;但Omexell例外,以前的设计没有风机气洗,最近据说有风机的设计,但是否稳定,还需要时间考验;
8. 就价格而言,PAN比PVDF、PES及PS要便宜很多;
综合来讲,不管经济成本上,还是技术层面上,PAN的优势是在地表水及非重度污染的水处理中;PVDF,PES及PS更适合于废水处理。
每种材料膜的生产厂家都竭力避免材料的缺点,尽可能进行材料的改性。
如PAN的强度及抗氧化性能力,PVDF,PES,PS的亲水性改性,PES,PS的刚性特性的设计考量等。
重要的是选择合适自己的超滤膜,有时候贵点意味着好点,有时候并不尽然。
聚苯乙烯塑料(PS)的缺点
①无延伸拉力强度,冲击强度低,脆性大,当冲击外力作用时,玻璃态的聚苯乙烯分子不
能
由链段旋转产生形变而起缓冲作用,从而引起制品破坏;②表面硬度低,不能与硬物摩擦;
耐热
性较差,使用时最高温度不能超过90-95 ’C,否则会产生变形损坏;③价格高昂,成本高。
聚苯乙烯塑料(PS)的应用
聚苯乙烯可用作盛装食品或酸碱的容器。
聚苯乙烯泡沫塑料常用作仪器、仪表、电视机和
高级电器产品的缓冲包装材料。