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PVDF超滤膜介绍
[发布日期:2010/4/21  点击次数:7277]

一、超滤膜材料 
可以用来制造超滤膜的材料很多,包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)等。90年代初,聚醚砜在商业上取得了应用,而90年代末,性能更优越的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜开始被广泛地应用于水处理行业。目前聚偏氟乙烯(PVDF)为制造中空纤维超滤膜的重要材料。 
中空纤维超滤膜常用成膜材料性质比较


材料名称

聚偏氟乙烯

聚醚砜

聚氯乙烯

聚砜

聚丙烯

聚丙烯腈

密度,g/cm3

1.75~1.78

1.37

1.40

1.24

0.905

1.184

结晶性

结晶性聚合物,结晶度68%

无定形

部分结晶性聚合物,结晶度35~40%

无定形

高结晶性聚合物,结晶度~95%

无定形

玻璃化温度,Tg,℃

-39

220~225

87

190

-20

95

熔融温度Tm,℃

174

212

160~175

317

长期使用温度,℃

-40~125

-100~170

<80

-l00~150℃

<120

-

氧指数,%

44

33~34

>30。高温下可耐氧及臭氧之劣化。

17.8

-

抗张强度,MPa

30~50

83

48~69

70

35

62

断裂伸长,%

20~50

25~75

25~50

50~100

10

3~4

耐酸碱性

良好。在室温下不被酸、弱碱、强氧化剂所腐蚀。

耐强酸、强碱性能良好。

耐强酸、强碱性能中等。

耐强酸、强碱性能良好。

优秀。除氧化性酸有腐蚀作用外,能耐多数酸碱。

耐强酸、强碱性能中等。

耐有机溶剂性能

除酮、有机胺、DBP、DMAc、DMSO等强极性有机溶剂能使其溶解或溶涨外,能耐其他大部分溶剂。

中等。不耐芳烃、卤代烃、极性非质子溶剂等。脂肪醇能使其溶涨。NMP、DMF、DMAC使其溶解。

良~差。低分子量的易溶于酮类,酯类和氯代烃类等溶剂。高分子量的难溶。

差。不耐芳烃、卤代烃、极性非质子溶剂等。脂肪烃、脂肪醇有溶涨作用。NMP、DMF、DMAC、CH2Cl2、PhCl等能使其溶解。

低分子量的烃类和氯化烃等能使PP软化和溶胀。

溶于DMF、硫氰酸盐溶液,不溶于乙醇、丙酮、苯和四氯化碳。对普通化学药品稳定。

耐油脂

耐日光性

差。对紫外线敏感

中等

总体评价

不同超滤膜材料的亲水性(接触角数据)


膜材料

接触角

聚醚砜

67°

聚丙烯

103~108°

聚砜

89°

聚氯乙烯

70~85°

PVDF

79~90°

改性PVDF膜

30~35°

注:上述数值来自不同的文献报道。不同的人测试结果会有所差异。

成膜材料的化学稳定性决定了膜在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命,另外直接关系到清洗可以采用的方法。同其它常用制膜材料相比较聚偏氟乙烯(PVDF),化学稳定性优异,膜耐次氯酸纳等氧化剂的能力在其它材料的10倍以上,体现出了其作为膜材料的优越性。经过特殊的亲水化处理,膜丝在保持PVDF优良特性(如耐温、耐氧化、耐光老化、耐酸碱、耐化学药品、耐污染等)的基础上,增加了表面亲水性,使膜丝具有更好的通量和抗污染性能。 
二、PVDF超滤膜特性

  1. 良好的亲水性

PVDF超滤中空纤维膜经过特殊的亲水化处理,膜丝具有永久的亲水性能,水解触角由未改性前的79~90°降为30~35°。可以在较低的跨膜压力下,得到高的水通量,同时提高膜丝的耐污染性能。

  1. 过滤精度高

PVDF中空纤维超滤膜具有均匀的小于0.1µm的微孔,可以除去微生物、胶体、藻类以及其他引起浑浊的物质。

  1. 良好的机械强度

超滤膜的机械强度大小反映了膜抵抗断丝的能力,是评价超滤膜质量优劣的一项重要指标,机械强度由膜的断裂强度和断裂伸长率来表征。通过配方和工艺改进,使得PVDF产品具有良好的断裂强度和断裂伸长,使用中不易出现断丝现象。

  1. 寿命长、抗污能力高

PVDF为原料,使的超滤中空纤维膜具有良好的耐化学腐蚀、耐氧化及耐光老化等性能。同时PVDF材料能赋予膜产品良好的耐污性能。膜材料具有极强的耐久力,因此可以使用各种方法反复清洗,以除去污染物和恢复通量。 
三、
PVDF超滤膜的应用领域

  1. 饮用水处理

使用PVDF超滤膜,可以非常方便的从饮用水中去除细菌、微生物、铁锈等。

  1. 地表水处理

PVDF超滤膜可以应用在地表水处理上,制备净化水。

  1. 污水处理

城市污水经超滤膜处理后,可以作为工业用水,甚至是饮用水来使用。

  1. 海水淡化预处理

超滤膜可以控制海水的水质,为反渗透系统提供高质量的入水,保证反渗透系统的稳定运行。

  1. 其他应用领域

PVDF超滤膜还可以在其他很多领域得到应用,如替代传统的沙滤或滤芯过滤;中水回用;直饮水系统;取代混凝沉淀砂过滤等常规处理;食品、生物、医药工业用水的除浊、除菌、净化;果汁饮料处理及葡萄酒除浊;中药提取液除浊精制;电泳漆回收;乳胶的回收;家庭污水处理;回收乳清中的蛋白质;酶的提取;明胶浓缩;蛋白质回收等。