超滤各种膜材料比较
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。
高分子分离膜材料综述
《功能材料》课程论文考核表
高分子分离膜材料的研究进展 应用化学1005410220 袁强 摘要：高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史，重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。 关键词：高分子材料；高分子分离膜；分离；材料 1．高分子分离膜概述 高分子分离膜（polymeric membrane for separation），是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。 2．高分子分离膜的起源和发展史 2.1．国外高分子分离膜发展史 1849年，德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。 1920年，麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。 1930年，人们将纤维素膜用于超滤分离。 1940年，离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。 1950年，加拿大学者萨利拉简研究反渗透。 1960年，洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜，为该法奠定了基础。 1970年以来。超滤膜、微滤膜成功开发和应用，有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。 2.2．国内高分子分离膜发展史 我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的，六十年代进入开创阶段。1965年着手反渗透技术的探索。1967年开始全国的海水淡化会战。大大促进了我国膜技术的发展。70年代进入开发阶段。这时期，微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来，80年代跨入推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他膜的开发阶段。 3.高分子分离膜所用到的材料 最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来，又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯（见氟树脂）、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（见聚合物）也越来越多地被用于制分离膜，使
膜分离技术的应用特点
膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统的过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。 膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要还只有微滤级别的膜，主要是陶瓷膜和金属膜。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等。交叉流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1μm，能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。故微滤膜作为一般料液的澄清、预过滤、空气除菌。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300 000，能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离。因此超滤膜广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源等方面。 对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。 反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的载留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒水、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 由于膜分离过程是一种纯物理过程，能够广泛应用于发酵、制药、化工、食品、饮料、水处理工艺过程及环保等领域，并体现了以下特点：分子级别的分离，精密高效，滤液质量好，是普通过滤分离手段难以比拟的；物理过程，无相变，无化学反应；系统惟一的能源耗是电力，能耗低；系统全封闭运行，实现清洁化生产；系统体积小，操作简便安全，可实现自动化控制，扩展性好。 随着膜技术的不断发展，可以实现现有系统的软件升级，及时优化工艺操作条件，提高生产效益。 针对不同的料液及工艺处理要求，选择合适的膜工艺，对料液进行有效的分离、过滤澄清、浓缩，降低能耗、提高产品的质量和收率、减少环境污染，从而降低生产成本，促进效益。
高分子分离膜材料的发展与应用
高分子膜材料的发展与应用 姓名：熊腾飞 班级：材科jd1401 学号：0121401101309 班级序号：28 摘要：作为膜分离技术的核心,膜材料越来越受到人们的重视。目前膜材料的研究主要集中在已开发的功能高分子膜材料和无机膜材料。相比无机膜材料，有机膜材料具有韧性好、成型性好、相容性好、空隙率大等优点，已成为成为研究的热点。本文首先对高分子分离膜的概念，分离机理，膜的分类进行了简介。全文主体是高分子分离膜的发展与应用，着重介绍了四类高分子膜材料的研究进展，包括天然高分子类、聚烯烃类、聚酰胺类以及聚砜类膜材料，涉及其特点、应用情况、缺点、改性方法等。在文章结尾，总结了高分子分离膜面临的共性问题，并展望了最合适的解决方法。 关键词：高分子，膜材料，分离，改性 1.引言 随着科技的发展与社会的进步，人们对分离技术的要求逐渐提高。特别是21世纪以来，药物缓释、肾脏透析膜、气体分离富集、海水淡化、污水处理、共沸物分离、食品加工等研究应用热点都离不开高水平的分离技术[1]。传统的分离技术主要有沉淀、过滤、重结晶、筛分、蒸发、离子交换等。然而，这些技术都伴随着大量能量的消耗。相比之下，膜分离技术耗能较低，且过程相对简单，选择性高，被誉为“化学工业的明天”[2]。膜分离技术的核心在于膜，可分为无机分离膜和有机分离膜。无机分离膜难以成型，脆性强，抗冲击性有限，其低孔隙率也使其性能降低。有机分离膜（也称高分子分离膜）很好的克服了这些缺点，不仅成型性好、韧性强，而且兼具环保、高选择性分离、生物相容性强、可设计性强的特点[3]。然而，有机分离膜的发展也面临着一些挑战。 2.基本概念 2.1高分子分离膜的定义及评价标准 高分子分离膜，广义来讲，是指由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离
有机膜与无机膜
膜技术的发展与应用 摘要：分离技术的发展与人类的生产实践密切相关, 伴随着生产力的发展, 科学技术的进步, 分离的方法也从简到繁, 从低级到高级, 工艺从一种方法到多种联用。已由过去简单的蒸馏分离技术发展到现在复杂的超临界萃取技术, 膜分离技术等。膜分离技术作为新型高科技分离技术之一, 倍受众多工业的关注。目前已广泛应用于化学工业，水处理，食品及生化工业，纺织及制革工业，造纸工业，医药工业等多个领域。本通过查阅了大量文献，本文先总述了，国内外膜的发展情况。然后叙述无机膜在国内外的发展情况，并将有机膜与无机膜多方面的性能，特点进行比较，着重讨论了无机膜的发展与应用。 关键词：膜分离，发展，应用，性能，特点，比较，展望。 膜发展史： 膜分离现象的揭示可以追溯到200多年以前。1748年阿培诺来发现动物膀胧里充满酒精，然后浸入水中，膀耽就逐渐胀大，甚至破裂。相反，膀脱中充满水，再把它浸入酒精中，则情况相反，膀肤中的水会向外渗透，膀胧约缩。还发现，凡是和膀脱同类性质的薄膜，都具有这种渗透功能。又经过100多年，于1886年范托夫从现象提高到理论，归纳了渗透第一定律和渗透第二定律。但膜分离技术在工业上获得重要应用并取得高速发展却是近四、五十年的事。膜分离的关键是膜材料。根据成膜材料不同，膜技术可分为有机膜和无机膜两大类，其中，有机膜也称为高分子分离膜。 膜分离技术发展大致可分为3 个阶段： ——50 年代, 奠定基础的阶段； ——60 年代～80 年代, 发展阶段； ——90 年代～至今, 发展深化阶段：
国外发展情况： 前苏联研究膜工艺起始于60年代，大量的研究报告发表于70年代，当时已经具有相当规模。推算起来，起步与我国差不多时候，但科研进展比较快，结合实际，应用面宽，见效快。在工业生产中它已应用于食品、医药、生物工程、炼油、化工、冶金、半导体、宇航等部门的气体和液体的净化、提纯、分离与浓缩，用于核电站处理放射性同位素废液。据介绍，前苏联宇航员在宇宙飞行中所用的生活用水都是用膜法分离净化回收重复利用的。例如，宇航员在舱中出的汗，用膜法净化回收水。甚至小便也用膜分离净化应用，同时将净化后的水经电解以获取氢气和氧气，氧气供宇航员呼吸用。前苏联在60年代初期建立了高分子聚合膜生产基地，70年代中期进入广泛的工业应用阶段，80年代初期高分子聚合膜进入工业化规模生产。 在1983年左右，美国主要天化学公司都在积极准备，以争先占领膜分离技术这一领域。1985年美国膜技术的生意额为7亿美元。当时美国密执安州一位科学顾问认为，未来膜拉术将在取代现有加工方法、开发某些新的加土方法方面，占有象微型集成电路、·碳纤维以及激光一样的重要位置。虽然美国掌握了膜的开发窍门，但其他国家也在竞相研制。西德的C址儿七公司新近开发一种反渗透体系，用于制超纯水，以漂洗瑞士手表厂的集成电路 我国发展情况：根据国家科委1991年的统计资料，七五期间我国开发了氯碱工业用全氟离子膜、气体分离膜、水处理膜等，达到国际80年代水平的成果有10项，国内领先的有33项，获专利2项，完成了工业用膜和分离装置的研制，建立了生产膜材料和各种膜组件10个中试线，建立了膜分离技术示范工程6个，每年获取直接经济效益4000万元，间接经济效益约500万元，部分产品已开始出口。说明了膜分离技术的工业开发在我国已奠定了坚实的基础，今后的任务是开发新品和扩大应用。 近年来，我国的膜技术取得了突飞猛进的发展，膜应用领域也在不断扩大，膜材料的研究开发和制造技术取得了重大进展，膜技术在水污染治理领域的应用已日益广泛，已成为污水处理与污水回用的优选技术。十几年前，我国的膜材料、膜组件还基本是依靠进口，昂贵的销售价格，使膜技术的应用范围仅仅局限在工业纯水制造和化工、医药、轻工、食品等少数工业生产领域的物料分离。近十年
膜材料对比
膜材料对比 一．膜分离技术 膜分离技术是一种利用半透膜将组分从流过半透膜的料液进行机械分离的一种先进的分离技术。在半透膜的膜壁上分布着众多的微孔，正是这些微孔决定了半透膜的分离性能。根据微孔孔径的不同，可将分离膜分为微滤（MF ）、超滤（UF ）、反渗透（RO ）、纳滤（NF ）等。 由于膜分离技术具有诸多优势，如常温下操作、分离过程无相变、节能、污染小等，作为一项成熟的技术，它已被广泛应用于工业用水及生活用水的制备，藻类和细菌的脱除，食品工业以及饮料果汁的提纯等。 超/微滤是细菌和隐孢子虫、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障（一般细菌的粒径范围在0.2~0.6μm 之间），因此超滤膜被广泛应用于污水回用和城市给水处理，特别是作为RO 系统的预处理方法，更显示了超滤膜的优越性。 膜分离孔径和分离对象如下表和下图所示 表1 膜分离孔径 图1 膜分离图谱 上图显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法, 反渗透主要用来去除水中溶解的 细菌、悬浮物，贾 第鞭毛虫，隐孢子虫，酵母 蛋白质、病毒、盐、胶体 盐、胶体、杀虫剂 蛋白质、病毒 盐、胶体、杀虫剂 盐 盐 水 微滤 超滤 纳滤 反渗透
无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、肢体等；超/微滤能够去除水中的细菌、灰尘, 具有很好的除浊效果，这是传统的过滤 ( 如砂滤、多介质过滤等 )工艺无法实现的。 起滤膜分离产品从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等,从材质上分 PP、PE、PS、PES、PVDF、PAN 等多种。这些膜产品能够具备优异的分离能力 , 是和它的结构及材料密不可分的。图2显示了聚合物膜材料的结构。 图2 聚合物膜材料的结构 膜分离产品最近受到了市场的高度关注,这是因为它具有如下的优点: √对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法； √大大减少化学药剂的使用，避免相当污染； √系统易于自动化，可靠性高。运行简易，设施只有开启，关闭两档； √占地面积小； √节约水源，比常规水处理系统费用低廉。 二．技术对比分析 2.1 中空纤维超滤膜材料性能 目前市场上比较常见的是聚砜（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙稀（PVC）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）等六类。 其中，PS多用于水质较好的处理过程（如纯水制备）、血液透析、气体分离等领域。PE、PP、PVC 多用于水净化领域（如自来水处理等）。PES的适应性较强，可适用于水净化、中水回用等领域。PVDF 适应性最强，可适用于水净化、中水回用、工业废水处理等各个领域。 2.1.1 烯烃类（PP、PE、PVC） （1）聚乙烯（PE） 聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压
膜特点
膜分离技术是20世纪60年代中期开发成功的新型高效、精密的分离技术它是材料科学与介质分离技术的交叉结合点。是有分离效率高、设备简单、操作方便和节能等优点，广泛应用于各个工业领域（时钧等著2001）。在食品工业上的应用始于20世纪60年代末，先用于乳品加工随后应用于果汁加工、植物蛋白的提纯和浓缩。最早的膜分离组件都是有机膜类，因为有机膜便于生产加工，其材料主要有：纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、硅橡胶类、含氟高分子类等。它的弱点是不耐高温、不耐酸碱，机械强度不够，不耐有机溶剂，易于堵塞，不易清理，限制了其在食品领域的广泛使用。 无机膜发展的第1阶段出现在20世纪4 0年代，用于军事工业（黄仲涛等著1999）。20世纪80年代初至90年代，是第2阶段，荷兰Twente大学Burggraf 等人采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术研究出具有多层不对称结构的微孔陶瓷膜，其孔径在3μm以下，孔隙率在50%以上。第3阶段是20世纪90年代以后，即以气体分离应用为主体和陶瓷膜分离器-反应器组合构件的研究阶段。无机陶瓷膜的主要材料是性能稳定的T i O和AL2O3，这些材料通过溶胶-凝胶法镀在陶瓷的载体上，一般的无机膜也称为陶瓷膜。 无机陶瓷膜分离技术的分离效果已经相当好，与有机膜材相比较，无机瓷膜的主要优点（汪勇等2003；朱科学等2002；汪勇等2005）如下： (1) 耐高温，耐腐蚀 无机陶瓷膜在高温环境中具有高度的稳定性，从理论上讲，经过良好处理的陶瓷膜可耐受600%左右的高温、任何pH值和各种腐蚀性环境，目前尚没有一种高分子材料膜具有如此广泛的适用性。因此，在涉及高温和腐蚀性过程的工艺中有着非常广泛的应用前景。 (2) 抗微生物侵蚀 无机陶瓷膜一般不会与微生物发生化学及生物反应，具有抵抗有机溶剂的优点。因此，无机陶瓷膜适用于生化、制药、食品工业。 (3) 清洗方便 无机陶瓷膜具有高耐腐蚀性，因此，膜清洗问题很容易解决。采用碱液清洗油性沉积物；强酸溶解固体堵塞物；含酶清洗剂处理堵塞在膜上的蛋白质凝胶。无机陶瓷膜一般无毒，不污染环境，是比较好的净化工具；陶瓷膜元件具有非对称结构，可采用反冲的方法清除膜表面污物，实现连续作业而不堵塞。 (4) 膜易消毒处理 可采用高压蒸煮、高温蒸汽对膜进行消毒灭菌，也可以在碱、氯环境下灭菌消毒。 (5) 机械性能良好
高分子分离膜材料研究进展
高分子分离膜材料研究进展 摘要高分子分离膜材料是一类新型水处理材料，其在低成本、低能耗的同时还具有高效、清洁并可富集回收目标物质等优点，可以取代蒸馏、萃取、蒸发、吸附等化工单元，因而广泛应用于医药、电子、食品、环保、化工、冶金、水处理等领域，膜分离技术的核心是高分子分离膜材料。膜分离材料作为一个热门领域，发展一日千里，通过阅读一些文献，本论文着重介绍复合分离膜、智能型分离膜、分子识别功能高分子膜、新型耐高温高分子分离膜等新型高分子分离膜。主要介绍了以上高分子分离膜材料的概念、特性、改性方法应用以及研究进展，最后提出了一些膜分离材料在未来迫切需要解决的问题和研究方向。 关键词高分子分离膜复合分离膜智能型分离膜应用开发 Review on thePolymer Membrane Material Abstract Polymer membrane material is a new type of water treatment materials, and its low cost, low energy consumption also has efficient, clean and enriching and recovering the target substance, etc., can replace distillation, extraction, evaporation, chemical adsorption unit, which is widely used in medicine, electronics, food, environmental, chemical, metallurgy, water treatment and other fields, the core membrane separation technology is the polymer membrane material. Membrane separation material as a hot area, rapid development, by reading some of the literature, this paper focuses on a composite membrane, intelligent membrane, molecular recognition polymer film, the new high-temperature polymer membrane and other new polymer membrane. Introduces the concept, features, applications, and research progress in reforming method above polymer membrane materials, and finally put forward some membrane materials urgent need to address future problems and research directions. Keywords polymer separation membrane ;composite membrane ; intelligent membrane; development and utilization Contents 1 Introduction 2polymer separation membrane materials 2.1 composite membrane 2.2intelligent membrane 2.3moecular recognitio membrane
中空纤维膜材料比较MOTIMO修订版
中空纤维膜材料比较 M O T I M O修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】
Section 1 膜分离技术 膜分离技术是一种利用半透膜将组分从流过半透膜的料液进行机械分离的一种先进的分离技术。在半透膜的膜壁上分布着众多的微孔，正是这些微孔决定了半透膜的分离性能。根据微孔孔径的不同，可将分离膜分为微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）等。 由于膜分离技术具有诸多优势，如常温下操作、分离过程无相变、节能、污染小等，作为一项成熟的技术，它已被广泛应用于工业用水及生活用水的制备，藻类和细菌的脱除，食品工业以及饮料果汁的提纯等。 在解决水资源缺乏的问题上，膜分离过程起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起人们的极大关注，实践证明这项技术已经在工业和生活污水处理领域得到了广泛的应用。 超/微滤是细菌和隐孢子虫、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障（一般细菌的粒径范围在0.2~0.6μm之间），因此超滤膜被广泛应用于污水回用和城市给水处理，特别是作为RO系统的预处理方法，更显示了超滤膜的优越性。 膜分离孔径和分离对象如下表和下图所示 表1 膜分离孔径
图1 膜分离图谱 上图显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法, 反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、肢体等；超/微滤能够去除水中的细菌、灰尘, 具有很好的除浊效果，这是传统的过滤 ( 如砂滤、多介质过滤等 )工艺无法实现的。 起滤膜分离产品从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等,从材质上分 PP、PE、PS、PES、PVDF、PAN 等多种。这些膜产品能够具备优异的分离能力 , 是和它的结构及材料密不可分的。图2显示了聚合物膜材料的结构。 图2 聚合物膜材料的结构 膜分离产品最近受到了市场的高度关注,这是因为它具有如下的优点: √对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法；
膜材料简介.
摘要 膜材料是两相间的不连续区间。膜技术的核心是膜。高分子膜的制备方法及其工艺条件的控制是获得稳定膜结构和优异膜性能的关键技术，众所周知，高分子膜材料具有易加工、结构难控制的特点。目前高分子分离膜材料制膜方法有浸没沉淀相转化法、应力场下熔融挤出-拉伸制备聚烯烃微孔膜、热诱导相分离法制备聚合物微孔膜、聚合物与无机支撑复合膜的制备技术等膜技术。膜技术现已应用在我们生活的各个方面，如废水处理环境净化、医疗、医学和食品加工生物工程方面等等。我们主要谈了膜技术在水处理和医学方面的显著作用。水处理方面的应用有一般的废水处理、处理采出水和油田注水、果汁饮料的澄清等。在医疗、医学方面膜技术可用于制人工肺、在药物生产过程中去除菌及固悬物、药物检验与疫病诊断、血浆分离等。 关键字：膜材料、制备、应用、水处理、医学工程
Abstract Membrane material is discrete interval of two phases.Membrane technology is the core of the membrane.The preparation method of polymer film and its control of process conditions is to obtain the key technology of membrane stability of membrane structure and excellent properties, it is well known that the polymer film material has the characteristics of easy processing, structure, difficult to control.The high polymer separation membrane materials membrane method in immersion precipitation phase catalysis, melt extrusion - under tensile stress field of preparation of polyolefin microporous membrane preparation, thermal induced phase separation of polymer microporous membrane, polymer and inorganic composite membrane preparation technology of membrane technology, etc.Membrane technology has been applied in every aspect of our life, such as wastewater treatment environment purification, medical treatment, medicine and food processing and biological engineering, etc.We mainly talk about the membrane technology in water treatment and medical aspects of the significant role.The application of water treatment has the general wastewater treatment, treatment of produced water and oil field water injection, juice clarification etc.In the aspect of medical treatment, medical membrane technology can be used for making artificial lung, removing bacteria in the process of drug production and solid suspension, drug test and diagnosis of disease and plasma separation, etc. Key words: membrane materials, preparation, application, water treatment, medical engineering
滤膜材质性能
1.用途 本产品主要用于色谱分析中流动相及样品的过滤，对保护色谱柱及输液泵管系统和进样阀等不被污染具有良好的作用。广泛应用于重量分析、微量分析、胶体分离及无菌试验中。使用过程中，根据所过滤样品选择合适的滤膜。 2.滤膜材质性能特点 A. PTFE（聚四氟乙烯） 性能：适合水系及各种有机溶剂，耐所有溶剂，低溶解性。具有透气不透水、气通量大、高微粒截留率、耐温性好，抗强酸、碱、有机溶剂和氧化剂，耐老化及不粘、不 燃性和无毒、生物相容性等特点。其相关产品广泛应用于化工、医药、环保、电 子、食品、能源等领域。 B. 水系PES(聚醚砜) 性能：本品为德国MEMBRANA公司进口膜，具有较高的化学和热稳定性，流速快、耐酸碱能力强（pH范围1-14）;具有高机械强度。 C. 水系MCE（混合纤维素酯） 性能：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。 D. 有机系尼龙6（国产） 性能：具有良好的亲水性，耐酸耐碱，抗氧化剂。不仅适用于含有酸碱性的水溶液，更适用于含有有机溶剂，如醇类、烃类、脂类、酚类、酮类等有机溶剂。 E. 有机系尼龙66（英国进口） 性能：优于国产尼龙6性能，本产品适用于绝大多数有机溶剂和水溶液，可用于强酸，70%乙醇、二氯甲烷等有机溶剂。耐高温，强度好，化学性能稳定。 F.聚偏氟乙烯 PVDF（英国进口） 性能：聚偏氟乙烯膜具有化学稳定性和惰性,适用于化学腐蚀性强的有机溶剂,强酸和强碱溶液,高效液相色谱分析中的样品制备.它具有疏水特性,可滤除空气和气体中的水份.聚偏氟乙烯膜被层压于支撑网上,有很强的强度和可操作性,可以耐130度高温. 3.滤膜具体种类
膜分离的种类和特点
第三节膜分离 12-3-1 概述 膜分离的种类和特点利用固体膜对流体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法 统称为膜分离。膜分离过程的推动力是膜两侧的压差或电位差，表12-3列举几种膜分离过程的要点。 表12-3 几种主要的膜分离过程 膜分离过程的特点是： (1) 多数膜分离过程中组分不发生相变化，所以能耗较低； (2) 膜分离过程在常温下进行，对食品及生物药品的加工特别适合； (3) 膜分离过程不仅可除去病毒、细菌等微粒，而且也可除去溶液中大分子和无机盐，还可分离共沸物 或沸点相近的组分； (4) 由于以压差及电位差为推动力，因此装置简单，操作方便。 241
242本节简要说明使用固体膜的分离过程，液膜分离已在本书第11章中作了介绍。 分离用膜 膜分离的效果主要取决于膜本身的性能，膜材料及膜的制备是膜分离技术发展的制约因素。 分离用固体膜按材质分为无机膜及聚合物膜两大类，而以聚合物膜使用最多。无机膜由陶瓷、玻璃、金属等材料制成，孔径为1nm ~ 60μm 。膜的耐热性、化学稳定性好，孔径较均匀。聚合物膜通常用醋酸纤维素、芳香族、聚酰胺、聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等材料制成，膜的结构有均质致密膜或多孔膜，非对称膜及复合膜等多种。膜的厚度一般很薄，如对微孔过滤所用的多孔膜而言，约为50 ~ 250μm 。因此，一般衬以膜的支撑体使之具有一定的机械强度。 对膜的基本要求 首先要求膜的分离透过特性好，通常用膜的截留率、透过通量、截留分子量等参数表示。不同的膜分离过程习惯上使用不同的参数以表示膜的分离透过特性。 (1)截留率R: 其定义为 %1001 2 1 C C C （12-45） 式中C 1、C 2分别表示料液主体和透过液中被分离物质（盐、微粒或大分子等）的浓度。 (2)透过速率（通量）J ：指单位时间、单位膜面积的透过物量，常用的单位为kmol/(m 2 s)。由于操作过程中膜的压密、堵塞等多种原因，膜的透过速率将随时间而衰减。透过速率与时间的关系一般服从下式： m J J 0 （12-46） 式中J 0为操作初始时的透过速率；τ为操作时间；m 称为衰减指数。 (3)截留分子量：当分离溶液中的大分子物时，截留物的分子量在一定程度上反映膜孔的大小。但是通常多孔膜的孔径大小不一，被截留物的分子量将分布在某一范围内。所以，一般取截留率为90%的物质的分子量称为膜的截留分子量。 截留率大、截留分子量小的膜往往透过通量低。因此，在选择膜时需在两者之间作出权衡。 此外，还要求分离用膜有足够的机械强度和化学稳定性。 12-3-2 反渗透 原理 用一张固体膜将水和盐水隔开，若初始时水和盐水的液面高度相同，则纯水将透过膜向盐水侧移动，盐水侧的液面将不断升高，这一现象称为渗透，参见图12-23。待水的渗透过程达到定态后，盐水侧的液位升高h 不再变动，ρgh 即表示盐水的渗透压π。若在膜两侧施加压差△p ，且△p>π，则水将从盐水侧向纯水侧作反向移动，此称为反渗透。这样，可利用反渗透现象截留盐（溶质）而获取纯水（溶剂），从而达到混合物分离的目的。 渗透压π的大小是溶液的物性，且与溶质的浓度有关，表12-4列举不同浓度下氯化钠水溶液的渗透压。 图12-23 渗透和反渗透示意图
常见高分子膜材料
纤维素类(CA\CN\CN-CA) ●材料特性:来源广;易制备;成膜好;耐氯强;表面光洁;不易结垢;耐污染,蛋白吸附量低. 但PH值适用范围窄,PH=3-7,使用温度低,耐化学性差,易于水解,压密性较差,抗菌性差. ●典性应用:大小输液的除菌过滤;注射液的除菌过滤;疫苗,生物制品和抗生素除菌过滤; 细胞培养基,诊断试剂及含有蛋白质,维生素和防腐剂的制剂的除菌过滤;基因工程产品的除菌过滤;眼药液的除菌过滤;血清,血浆分离的除菌过滤. ●其它应用：用于水相溶液（CA）；预处理，颗粒检测或除颗粒（CN\CN-CA),大孔径膜 （8um\5um\3um)特别适用于细胞收集，生物趋向性分析，小孔径膜（如0.45um)适用于颗粒收集，更小孔径膜（0.22um\0.1um)适用于除菌或除支原体。专用于快速诊断和转印技术（CN） ●灭菌方式:高压灭菌、环氧乙烷熏蒸或?-射线灭菌。 再生纤维素（RC） ●材料特性：RC亦称cellulose Ⅱ.通常由天然纤维素经过化学方法溶解后再经沉淀析 出而得.其分子量一般低于天然纤维素低,结晶度较低.具有较好的亲水性,耐污染性强,通量衰减低,具有较好的耐溶剂性能,可以耐绝大多数有机溶剂.耐醇类\耐酮类\耐饱和烃\耐芳香烃\耐氯代烃\脂类及质子性强极性溶剂(如:二甲基甲酰胺等).对生物无毒副作用,具有良好的生物相容性,非特异性吸附量低.耐。 ●典型应用:主要用途为有机溶剂除颗粒过滤.专用于非水溶液的澄清或除菌过滤. ●灭菌方式:高压灭菌、干热灭菌（180度）、环氧乙烷熏蒸或γ-射线 聚酰胺类（尼龙-6、尼龙-66） ●材料特性：主要由二元酸和二元胺或氨基酸内酰胺经缩聚或自聚而得。因有酰胺基 团，易形成氢键，有较强的机械强度及具有良好的亲水性。尼龙-66与尼龙-6相较，有更高的机械强度，更高的耐温性，更好的耐低温性。两者均有较好的耐碱性，良好的耐有机溶剂性能，耐脂耐油（矿物油和植物油）不耐酸。蛋白吸性较高。 ●典型应用：抗生素，维生素和其它发酵产品的除菌过滤；化学工业产品除菌过滤； 兽用药品的除菌过滤；口服液，眼药液的除菌过滤；医药行业输液和针剂的除菌过滤；生理盐水和其它溶剂的除菌过滤；其它在制药，化工和化妆品行业中的低成本产品的除菌过滤。 ●其它应用：尼龙类材料特别适应过滤碱性溶液；用于有机溶剂除颗粒过滤。转印膜。 DNA和RNA的附着；southern\northern转印；基因探针检测；核酸斑点印迹；DNA 指纹图谱；菌落转移。但由于尼龙膜的吸附相对较高，一般不推荐用于培养基的除菌过滤或蛋白液等生物样品的过滤。 ●灭菌方式：高压灭菌、环氧乙烷熏蒸。 聚砜(PS)类\聚醚砜(PES)类 ●材料特性:双酚A型聚砜是最常用的制膜材料.聚醚砜双称聚苯醚砜.为了改善该材料 的亲水性,常常对其磺化.两者均的优良的耐化学溶剂性能.除了强极性溶剂,浓硫酸、浓硝酸外，对一般的酸、碱、盐、醇、脂肪烃等化学试剂稳定。耐蒸汽性能好，能
气体分离膜
气体分离膜材料 1 膜的发展历史 人类对于膜现象有了初步认识是在1748 年，然而认识膜的功能到被挖掘，却经历了200 多年的漫长历程，才为人类服务。人们在近几十年来，开始对膜进行科学研究。其发展的历史大致为：30 年代微孔过滤；40 年代透析；50 年代电渗析；60 年代反渗透；70 年代超滤和液膜；80年代气体分离；90 年代渗透汽化。同时以膜为基础的其它离过程，以及膜分离与其它分离过程结合的复合应用也日益得到重视和发展。 1979 年将气体分离推向工业化应用的基础，是孟山都（Monsanto）公司用于H?/N?分离的低温制氮系统（Prism）的建立。陶氏（Dow）化学公司在1985年向市场提供以富N?为目的空气分离器，“Generon”气体分离用于天然气、石油、化工生产等领域，大大提高了气体生产过程的经济效益。 我国从1958年研究离子交换膜开始，80年代中期我国研究的气体分离膜取得长足进步，1985 年中国科学院大连化物所首次成功研制中空纤维N?/H?分离器，与国外同类产品主要的性能指标接近，现已投入批量生产。 2 气体分离膜材料 2.1高分子膜材料 高分子膜材料一般制备简单，性能稳定，耐溶剂性能较好，而广泛的应用于膜分离领域。用于制备气体分离膜的高分子膜材料主要有以下几种。 1）乙基纤维素EC 纤维素是一种较为常见的天然高分子材料，乙基纤维素是由碱纤维素和乙基卤化物反应得到，由于EC的热稳定性好、具有较强的抗生物性能，且气体气体的渗透系数 和气体渗透选择性较高，常用作空气中的氧、氮分离富集。 2）双酚A型聚砜PSF 双酚A型聚砜主链上含有砜基的一种线性杂链高分子膜材料，具有优异的热稳定性、力学性质和较强的刚性及较好的化学稳定性，耐蒸汽性能好，PSF的玻化温度（Tg）为190℃。可用于制备复合膜的支撑层，合成氨尾气回收氢，目前已得到工业化生产。
各类超滤膜的材质及特性
中空纤维超滤膜制作的各类材质及相对应表达出来的特性随着净水器（净水机）市场兴起、火爆，净水器（净水机）逐渐成为千家万户的必用水家电，消费者都有这样的疑问，净水器过滤芯属于耗材，家用净水器的过滤芯多长时间更换一次?目前，净水器行业处在高速增长期，市场上净水器牌子很多，净水器品种也琳琅满目，不同净水器过滤工艺和结构不一样，本文就以市面上销量最大的管道式超滤净水器为例，作个分析说明：一台净水器最核心的技术就是超滤膜，如果超滤膜的质量都不好的话，这台净水器就是形同虚设。 中空纤维超滤膜的主要材料有： 1、聚烯烃类： 聚丙烯腈（PAN）的亲水性和韧性都不算好，是很老的技术了，性能稳定，精度高，出水量大，但如果水压大的话容易造成断丝；但是要确保压力在1-3KG，否则会对超滤膜的使用寿命有损害，PAN材料的超滤膜的净水器抗酸碱性能比较差，容易造成破膜，使用寿命不长。 2、聚砜类： 聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）超滤膜为疏水性，易污染，使用温度5-38，但是要确保压力在1-3KG，否则会对超滤膜的使用寿命有损害，很多厂家采购作为超滤滤芯，原因只有一个就是成本较廉价。但是耐磨性、耐脏性、耐腐蚀性远低于其它材质的超滤膜材料，是比较初级的超滤膜材料。 聚氯乙烯（PVC）管道式超滤净水器普遍采用的是PVC膜，耐腐蚀，抗压性好，成本较低，但是不够稳定，相对PAN出水量要小。基本上都是干态膜的形式。此材料使用温度在5-38度，PVC材料超滤膜成本价格便宜，但PVC做超滤膜不稳定，需要添加含铅稳定剂，安全性低，出水量小。耐高温PVC不如PVDF。 3、氟材料： 聚偏氟乙烯（PVDF） 抗高温、耐酸碱：可在温度较高，强酸、强碱和多种有机溶剂条件下使用，但PVDF成本很高。 抗氧化：抗氧化性能十分出众，（PVDF最突出的特点），使其在污水处理中得到大量应用。
中空纤维膜材料比较-MOTIMO
Section 1 膜分离技术 膜分离技术是一种利用半透膜将组分从流过半透膜的料液进行机械分离的一种先进的分离技术。在半透膜的膜壁上分布着众多的微孔，正是这些微孔决定了半透膜的分离性能。根据微孔孔径的不同，可将分离膜分为微滤（MF）、超滤（UF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）等。 由于膜分离技术具有诸多优势，如常温下操作、分离过程无相变、节能、污染小等，作为一项成熟的技术，它已被广泛应用于工业用水及生活用水的制备，藻类和细菌的脱除，食品工业以及饮料果汁的提纯等。 在解决水资源缺乏的问题上，膜分离过程起到了非常重要的作用。在水与废水循环回用方面，膜的特殊作用显得十分重要，尤其在水供应缺乏的地区，更引起人们的极大关注，实践证明这项技术已经在工业和生活污水处理领域得到了广泛的应用。 超/微滤是细菌和隐孢子虫、鞭毛虫等原生寄生虫的绝对屏障（一般细菌的粒径范围在0.2~0.6μm 之间），因此超滤膜被广泛应用于污水回用和城市给水处理，特别是作为RO系统的预处理方法，更显示了超滤膜的优越性。 膜分离孔径和分离对象如下表和下图所示 表1 膜分离孔径 微滤超滤纳滤反渗透 图1 膜分离图谱 上图显示了水中各种杂质的大小和去除它们所使用的分离方法, 反渗透主要用来去除水中溶解的无机盐；而超滤则可以去除病毒、大分子物质、肢体等；超/微滤能够去除水中的细菌、灰尘,
具有很好的除浊效果，这是传统的过滤 ( 如砂滤、多介质过滤等 )工艺无法实现的。 起滤膜分离产品从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等,从材质上分 PP、PE、PS、PES、PVDF、PAN 等多种。这些膜产品能够具备优异的分离能力 , 是和它的结构及材料密不可分的。图2显示了聚合物膜材料的结构。 图2 聚合物膜材料的结构 膜分离产品最近受到了市场的高度关注,这是因为它具有如下的优点: √对杂质的去除效率高，产水水质大大好于传统方法； √大大减少化学药剂的使用，避免相当污染； √系统易于自动化，可靠性高。运行简易，设施只有开启，关闭两档； √占地面积小； √节约水源，比常规水处理系统费用低廉。 Section 2技术对比分析 2.1 中空纤维超滤膜材料性能 目前市场上比较常见的是聚砜（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚氯乙稀（PVC）、聚醚砜（PES）、聚偏氟乙烯（PVDF）等六类。 其中，PS多用于水质较好的处理过程（如纯水制备）、血液透析、气体分离等领域。PE、PP、PVC多用于水净化领域（如自来水处理等）。PES的适应性较强，可适用于水净化、中水回用等领域。PVDF适应性最强，可适用于水净化、中水回用、工业废水处理等各个领域。 2.1.1 烯烃类（PP、PE、PVC） （1）聚乙烯（PE） 聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。
有机高分子材料的特性和应用
8.3有机高分子材料的特性和应用 本节讨论的有机高分子材料均指有机高分子合成材料。由于它的出现，一方面大大减少了天然材料如木材、树脂、橡胶、皮革、棉花等的用量；另一方面与金属和合金材料、无机非金属材料相对比，它也显示出如资源丰富、质轻、耐腐蚀、易加工、柔韧性好等特点。因而，有机高分子材料在新材料中显得越来越重要。 有机高分子材料中，除橡胶外，塑料、纤维用高聚物在加工成材料前均称为合成树脂，以区别于加工成型后的塑料或纤维。而有机胶粘材料、离子交换树脂、涂料也都称为合成树脂，因它们都可以树脂形式不经加工，直接使用。 应当指出，各类有机高分子材料之间没有严格的界限。虽然从T g的数据可反映出有些高聚物适合作橡胶，另一些适合作塑料，但若采用不同的合成方法和工艺，同一种高聚物可制成不同的材料。例如，尼龙、涤纶可作纤维，其相应的高聚物也可制成塑料；环氧树脂既可配制成胶粘材料和涂料，也可加工成塑料。 随着高分子科学的发展，近年来已制得一类称作聚氨酯(见表8.2)的新品种高聚物。它可用作泡沫塑料、橡胶、纤维、胶粘材料、涂料和合成皮革等，是典型的“多功能高聚物”，特别是一种称作热塑性弹性体的聚氨酯产品，例如： 它是一种介于橡胶与塑料之间的材料。由于分子链结构的特点，使它既具有橡胶的弹性，又可以用加工热塑性塑料的方法加工(不需硫化)。因而又称为“弹性塑料”。 下面摘要介绍一些工程塑料、合成橡胶和有机胶粘材料的性能和应用。 8.3.1工程塑料 在加热、加压条件下可塑制成型，而在通常条件(室温、1×105Pa)下能保持固定形状的高聚物叫做塑料。塑料的主要组分是合成树脂(约占总质量的40％～100％)，它对塑料的性能起决定性的作用。此外，为改进某些性能还常加入一些其他组分。