1. 研究目的与意义
超滤技术以其相态不变、无需加热、设备简单、占地面积小、能耗低等优点在膜分离技术中占有重要地位,广泛应用于电子、饮食、食品化工、医药、医疗和废水处理方面。
本项研究拟通过对胶粘剂凝胶化过程中胶粘剂的小分子在固化剂的协同作用下自组装行为,聚合物的聚集态结构,以及这些聚集体通过相互缠绕形成一个三维的自组装纤维网络结构的研究,分析这些自组装网络结构对膜分离材料的膜分离性能的影响。
从而揭示胶粘剂分子凝胶-硬化成膜的机理,得出孔多且小,过滤效果好,具有一定强度的超滤膜,并为其工业化应用提供理论指导。
2. 国内外研究现状分析
膜材料一般分为天然膜(生物膜与天然物质改性或再生制成)和合成膜(无机膜与高分子聚合物膜)。在高分子膜中,又为纤维素类膜材料研究使用较早,目前应用亦最多。而无机膜的制作成本高,使用较少。
从七十年代初开始,借助合成膜对物质进行分离的技术在工业上的应用便开始扩大,膜分离方法首先是通过对水质物料的处理发展起来的。如今的研究有很多仍基于此。国外开始研究并施行的较早,l861年,由schmidt所完成第一次超滤试验中,采用天然膜材料一牛心包膜,1865年fick用硝酸纤维制备成人工超滤半透膜,在1936年第一次把纤维素及其衍生物膜用于超滤,但在较长时期内并没有形成工业化生产。1963年,michaels开发出不同孔径不对称ca(醋酸纤维)膜,基于ca物化性质限制,1965年开始,不断有新品种高聚物超滤膜问世,并很快商品化。在1965~1975期间,超滤膜得到大发展,膜从ca膜扩大到ps(聚砜)、pvdf(聚偏氟乙烯)、pc(聚碳酸酯)、pan(聚丙烯腈)、pec(聚醚砜)和尼龙等多种材料超滤膜。而瑞典某家纤维素厂的超滤装置于1978年便开始运行(见于德国作者r.劳顿巴赫编著的膜分离方法超滤和反渗透)。 国内有机超滤膜研究于上世纪70年代起步,70年代中期研制成功醋酸纤维管式超滤膜,80年代研制成功聚砜中空纤维膜,在此基础上,又先后研制出一批耐高温、耐腐蚀、抗污染能力强、截留性能优的膜和组件。目前已有ps、pan、psa、pp、pe和pvdp等十余个品种膜,但在膜种类和质量上与围外尚有一定差距。此外,采用pvdf制膜也属于热门研究。
然而,就目前而言,采用胶黏剂制膜不是很广泛,目前所知的有水性聚氨酯胶黏剂制复合膜,采用脲醛树脂胶黏剂制膜属于超滤膜领域的一个创新。
3. 研究的基本内容与计划
1. 采用脲醛树脂胶黏剂,辅以甘油(丙三醇)及固化剂(氯化铵)制膜
2. 分析固化剂用量及烘干温度对超滤膜的影响
3. 通过改变胶剂配比,得出多孔、小孔且呈梯状或倒斗状的过滤性能好的超滤膜
4. 研究创新点
胶黏剂的应用由来已久,但在制备超滤膜上尚未有突破,本次实验采用脲醛树脂胶黏剂旨在获得成本更低、滤水性能及截留能力与其他超滤膜相当的成品,以便用于更广的工业生产领域,对于超滤膜的研究而言,也是一种尝试与创新。
