编织管增强型醋酸纤维素中空纤维膜研究
功能性纤维
经Proban 阻燃整理后才能达到阻燃标准要求。
芳纶阻燃系列纺织品
芳纶与阻燃粘胶纤维混纺阻燃织物 阻燃粘胶是一种含硅
酸盐的纤维素纤维,其物理机械性能与普通粘胶纤维相类似,
可加工成各种纺织品。芳纶与阻燃粘胶混纺织物具有柔软 的手感,良好的蓬松性、悬垂性、吸湿透气性和较高的强力、 耐磨性,良好的布面光洁度、色牢度及遇火炭化不融滴等优 良特性,可满足高中档阻燃服装、装饰面料的质量要求
芳纶纤维的应用
芳纶独特的物理、化学性能,使其被广泛应用于耐高温、
阻燃、耐磨、高强度的功能性纺织品上。
阻燃系列 防静电 防弹用 轮胎 复合材料板
芳纶阻燃系列纺织品
芳纶与羊毛混纺阻燃织物 羊毛是具有一定阻燃性质的天
然纤维,将芳纶短纤先成条,然后与毛条混并成纱,再进行织
造。当芳纶混纺比例超过30 %时,其极限氧指数就达到28 以上,织物无需阻燃整理即可达到好的、持久的阻燃性能, 而且可以降低成本,不影响织物外观和舒适性。并可根据用 途调整混纺比例,实现多功能化。
性能：高强度、高模量碳纤维、活性碳纤维和离子交换碳
纤维
原料：聚丙烯腈基（PAN）碳纤维、胶粘基碳纤维、沥青 基碳纤维、酚基碳纤维
PAN基碳纤维
原料的纯化
制备碳纤维的前驱纤维制备及研究
纺丝溶液性质研究 PAN基碳纤维结构 表面改性制造工艺与设备
PAN基碳纤维
制备碳纤维的基本过程：先将前驱纤维置于200~300℃ 氧
量小，分子链段比较短
高性能聚乙烯：使用超高相对分子量的聚乙烯为纺丝原料， 并采用凝胶纺丝法对较高粘度的纺丝液进行纺丝，使材料 可被超倍拉伸，从而获得非常高的大分子取向水平。
高性能聚乙烯纤维的性能
高强度，与芳纶碳纤维相当，但密度更小（质轻）。
多孔中空纤维液相微萃取技术的研究进展
评述与进展多孔中空纤维液相微萃取技术的研究进展罗明标*刘维 李伯平 杨枝(东华理工学院化学生物与材料科学学院,抚州344000)摘 要 基于多孔中空纤维的液相微萃取集采样、萃取和浓缩于一体,具有成本低,易与多种分析仪器联用等特点,该技术不仅可得到较高的富集倍数和回收率,而且具有突出的样品净化功能,有机溶剂用量非常少,是一种环境友好的样品前处理新技术,国内尚未广泛应用。
本文综述了多孔中空纤维液相微萃取的主要装置、萃取模式、影响因素及其应用,引用文献54篇。
关键词 液相微萃取,多孔中空纤维,样品前处理,评述2006 12 26收稿;2007 03 23接受本文系国家自然科学基金资助项目(No .20505003)*E m ai:l m bluo @126.co m1 引 言传统的样品前处理技术不仅操作繁琐耗时,而且需要使用大量对人体和环境有毒、有害的有机溶剂,难以实现自动化等缺点,应用受到很大限制。
因此,发展省时高效、有机溶剂用量少的样品前处理新技术,已成为分析化学研究的热点领域之一[1,2]。
1990年A rthur 等[3]提出固相微萃取(SP ME );1996年Jeanno t 等[4]提出悬滴液相微萃取(SDLP ME ),它是微型化的液液萃取[5,6]。
但是它们都存在许多缺点[7,8],例如SP ME 成本高、存在交叉污染、不能直接与高效液相色谱(HPLC )联用;SD LP ME 的悬滴容易脱落或发生损失,重现性差。
为此,1999年Pedersen B jergaard 等[9]首次提出了以多孔中空纤维为载体的液相微萃取技术(ho llo w fi b erbased li q u i d phase m icroextracti o n ,H F LP ME ),即以多孔的中空纤维为微萃取溶剂(接收相)的载体,集采样、萃取和浓缩于一体。
该技术装置简单(一般只需一支微量进样针、小段多孔中空纤维和样品瓶),具有成本低,易与气相色谱(GC )、高效液相色谱(H PLC)、毛细管电泳(CE )联用等优点;同时微萃取是通过有机溶剂在纤维壁孔中形成的液膜进行传质,在多孔的中空纤维腔中进行萃取,并不与样品溶液直接接触,从而避免了悬滴微萃取(SD LP ME )溶剂容易损失的缺点;而且由于大分子、颗粒杂质等不能通过纤维壁孔,因此还具有SP ME 、SDME 不具备的突出的样品净化功能,扩大了分析底物范围,可用于复杂基质样品的直接分析。
【国家自然科学基金】_非对称膜_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 非对称膜 钙钛矿 醋酸纤维素 聚乙二醇 管状非对称陶瓷膜 离子-电子混合导电 相转化 相分离 皮一亚分步凝固 氧分离 异构体分离 动力学传质 分相时间 凝胶动力学 α ,β -紫罗兰酮 pvdf非对称膜
2012年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 非对称膜 溴化聚苯醚 渗透汽化 改性 zsm-5分子筛
推荐指数 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
科研热词 非对称膜 药物控释材料 肝细胞 聚芳硫醚砜(pass) 聚丙烯腈 耐溶剂纳滤膜 生物材料与药物控释 生物材料 渗透汽化 浸没沉淀相转化 海藻酸钠 微胶囊 壳低聚糖 国家自然科学基金 同质增强 半乳糖 二维编织管 乙醇/水体系 中空纤维膜 pdms-ppo
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2014年 序号 1 2 3 4 5
2014年 科研热词 聚偏氟乙烯 聚丙烯腈 纤维编织管 增强型 中空纤维膜 推荐指数 1 1 1 1 1
推荐指数 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词 相分离 膜结构 聚酰亚胺膜 凝胶速率 凝胶介质 非对称膜 草酸 热力学性质 热力学 流变学 凝胶动力学 两步成膜机理 pvdf非对称膜
推荐指数 3 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5
科研热词 致密层结构 聚醚酰亚胺 空气间隙高度 气体分离 henis阻力复合膜模型Biblioteka 推荐指数 1 1 1 1 1
中空纤维技术以及应用简介
透过端控制 (PFC, permeate flow control )
Crude culture
1 psi PP PFC
Allows for PFC and a steadier flux
Permeate Flux
2psi
PP
PP
6 psi
Clarified culture
Unrestricted Permeate Flow Permeate Flow Control (PFC)
• 较高的膜载量
Flow Pressure
Time
Cross Flow Permeate Flow
中空纤维的组成
中空纤维切向流过滤装置示意图
内容
膜分离技术的基本概念 切向流过滤技术的优化 中空纤维的应用举例 中空纤维膜分离产品 总结
膜孔径大小的优化选择
Membrane Rejection Curves 100
高压灭菌&在线蒸汽灭菌可选
透过端
入口端 Feed
回流端 Retentate
超滤过程的优化
超滤应用：
•浓缩/换液 •除去小分子 •部分用于收集细胞以及菌体
Optimal TMP 最佳透膜压力
Filtrate Flux (LMH)
Membrane Control Region
Water
Gel Layer Control Region Sample Solution
滤膜流体流体有机合成膜polysulfoneps聚砜polyethersulfonepes聚醚砜osoonchfhfcnpolyvinylidenefluoridepvdf聚偏氟乙烯nsooocch3ch3o纤维素材质cellulosetriacetate醋酸纤维素cellulose纤维素regeneratedcelluloserc再生纤维素nococh3ococh3ch2ococh3nohhoch2ohnohhhohhh根据膜孔径分类微滤膜结构skin5?msupport100?m超滤膜结构skin3?msupport100?m大孔隙结构无大孔隙结构根据过滤原理分类死端过滤?过程控制简单?用于溶液预处理除菌?用于低浓度样品的处理?膜载量较低feedflowfiltrateflowtimeflowpressure根据过滤原理分类切向流过滤?过程控制复杂过膜压力切向流流速?用于培养液收集样品浓缩以及交换缓冲液?较高的膜载量crossflowpermeateflowflowpressuretime中空纤维的组成中空纤维切向流过滤装置示意图膜分离技术的基本概念切向流过滤技术的优化中空纤维的应用举例中空纤维膜分离产品总结内容膜孔径大小的优化选择rejectionmembranerejectioncurvesdiffusivesharp110100nmwckd0100ideal?样品透过
【国家自然科学基金】_醋酸纤维素膜_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140803
科研热词 醋酸纤维素 非对称膜 腹水 细胞因子 活性黑b 氯霉素 染料分离 日落黄 异构体分离 失代偿期肝硬化 吸附特性 分子印迹聚合膜 内毒素 免疫指标 体外 亲和膜 α ,β -紫罗兰酮 ca/pei亲和膜
2011年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
2011年 科研热词 推荐指数 醋酸纤维素膜 2 葡萄糖氧化物酶 2 阴离子聚丙烯酰胺 1 醋酸纤维素微滤膜 1 醋酸纤维素 1 表面化学法 1 融合蛋白 1 葛根素 1 荧光指示剂 1 白介素11-人血清白蛋白 1 接技共聚物膜 1 多功能 1 固定条件 1 免疫学筛选 1 优化 1 β -环糊精 1
2014年 序号 1 2 3 4
2014年 科研热词 纤维素 混合溶剂 增强型中空纤维膜 中空管状编织物 推荐指数 1 1 1 1
推荐指数 3 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7
科研热词 锁相放大技术 葡萄糖氧化酶 珍珠菜总黄酮 渗透泵控释片 最佳固定条件 均匀设计 光纤生物传感器
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1
科研热词 推荐指数 醋酸纤维素 3 成膜性能 2 尿素 2 取代度 2 高通量筛选 1 静电纺丝 1 醋酸纤维素膜 1 醋酸纤维素氨基甲酸酯(cac) 1 醋酸纤维素氨基甲酸酯 1 醋酸纤维素(ca) 1 配基密度 1 血液透析膜 1 茂原轮枝链霉菌 1 胆红素 1 聚苯胺 1 空间位阻 1 种类 1 氨基酸 1 改性 1 手性拆分 1 微生物谷氨酰胺转胺酶 1 应用 1 布洛芬 1 化学修饰电极 1 分子印迹膜 1 亲和膜 1 β -环糊精 1 96孔板 1
中空纤维膜详细版.ppt
优选
20
2. 3 含氟高分子类
• 聚偏氟乙烯（PVDF)中空纤维膜是一种新兴膜材料, 可以在140摄氏度下高温灭菌和射线消毒等特点。 聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜的径向断面结构一般 为非对称结构,即由分离皮层与多孔支撑层组成。 聚偏氟乙烯中空纤维膜组件单位体积装填密度大, 组件产水量大,分离孔径在 0.05-0.22 m,过滤精 度高且动态过滤,抗阻塞能力强及无相态变化,不 需要在水中投加絮凝剂,对过滤体系无污染。
优选
17
高膜的亲水性和耐污性能; 或者采用不同种类的 醇对聚砜中空纤维基膜进行预处理,研究了醇处理 对膜性能的影响;利用聚砜中空纤维膜内表面作为 接枝层,进行动态表面光接枝聚合反应的研究,改 善膜的亲水性和截留率。
• B 聚醚砜
• 聚醚砜(PES)又称聚苯醚砜,是一种综合性能优良 的聚合物膜材料。
8
中空纤维式膜组建
优选
9
• 中空纤维膜组件的最大特点是单位装填膜面积比 所有其他组件大, 最高可达到30000m2/m3。中空 纤维膜组件也分为外压式和内压式。将大量的中 空纤维安装在一个管状容器内,中空纤维的一端以 环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件。料液从中 空纤维组件的一端流人, 沿纤维外侧平行于纤维束 流动,透过液则渗透通过中空纤维壁进入内腔,然后 从纤维在环氧树脂的固封头的开端引出,原液则从 膜组件的另一端流出。
优选
15
1. 3 半熔融纺丝
• 半熔融纺丝是向纤维中心供气,纺丝料液从贮桶经 计量泵、过滤器后,进入喷口呈环形的喷丝板,喷 出的中空纤维可直接进入凝胶浴或先进入挥发通 道,使纤维冷却(或受热)或部分溶剂挥发后进入凝 胶浴,再经漂洗干燥后,收集在滚筒上。此方法适 用于三醋酸纤维素(CTA)制备中空反渗透膜或纳滤 膜。
醋酸纤维、醋酯纤维
醋酸纤维/醋酯纤维醋酸纤维醋酸纤维又称醋酸纤维素，即纤维素醋酸酯。
醋酸纤维素以醋酸和纤维素为原料经酯化反应制得的人造纤维。
结构式可表示为：(C6H7O2)(OOCCH3)3n。
目录分类及发展史用途生产及经济效益产品应用分类及发展史用途生产及经济效益产品应用分类及发展史分类醋酯纤维分为二型醋酯纤维和三醋酯纤维两类。
通常醋酯纤维即指二型醋酯纤维。
它是人造纤维的一种，一般用精制棉子绒为原料制成三醋酸纤维素脂，溶解在二氯甲烷中成仿丝溶液而用干纺法成形，耐光性较好，染色性能较差，一般制成短纤维，可用作人造毛。
也可制成强力醋酸纤维。
发展史醋酯纤维由瑞士人H.德雷富斯和C.德雷富斯兄弟开发。
他们将生产清漆用醋酸纤维素溶于丙酮后经喷丝头压出，在热空气流中溶剂挥发，细流形成纤维。
在20世纪20年代投入工业生产。
1983年，世界产量为275kt，占人造纤维总产量的9.12%。
二型醋酯纤维以三醋酸纤维素部分皂化所得的二醋酸纤维素(酯化度为230～250，溶于丙酮)为原料，经纺丝加工制得。
二型醋酯纤维的吸湿性能良好，回潮率为6%，能用分散染料染色，并具良好的穿着性能。
长丝光泽优雅，手感柔软，有良好的悬垂性，酷似真丝，适于制作内衣、浴衣、童装、妇女服装和室内装饰织物等，还可做香烟滤嘴。
短纤维用于与棉、羊毛或合成纤维混纺，但在湿态下强度降低40%～50%，纤维在140～150℃时开始变形，176℃发生粘结。
其中空纤维(见化学纤维)具有透析功能，可用于医疗和化工净化、分离等。
二型醋酯纤维长丝常用干法纺丝制得。
将二醋酸纤维素溶解在含少水的丙酮溶剂中，配成浓度为22%～30%的纺丝液，经过滤和脱泡后送去纺丝。
纺丝液细流与热空气流接触，溶剂挥发，形成丝条，经拉伸制得纤维。
短纤维以湿法纺丝制得。
纺后需经水洗和净化处理。
三醋酯纤维以纤维素完全乙酰化所得的三醋酸纤维素（酯化度为270～300，不溶于丙酮）为原料，经纺丝制得。
其性能与二型醋酯纤维相似，但湿态下强度降低达30%，耐热性较优，经热处理后能在240～250℃下不变形，回潮率仅为3.2%，但耐磨性较差。
增强型中空纤维膜的研发与应用
一
、
增 强 型 中 空纤 维 膜 的 应 用价 值 及 发 展 前 景
需 单 成 份 冷 却 浴 ． 重 复 使 用 且 不需 要 纯 化 ： 通 过 控 制 稀 释 可 可
也使 得 中空 纤 维 膜 不 能 在 压 力 过 高 的情 况 下 使 用 。使 用 寿命 不 高 且 强 度 与 围 际 上 先 进 的 膜 产 品 相 比还 有 一 定 差 距 等 缺 陷 制 约 了 国 产 膜 在 国 际市 场 上 的 竞 争 力 。 中空 纤 维 膜 应 用 在 浸 没 的一 体 式 膜 生 物反 应 器 （ Ｒ） ， ＭＢ 时 对 膜 丝 强 度 的要 求 较 高 ．这 主 要 是 因 为 ， Ｒ 在 运行 过 程 中需 ＭＢ
概 念 ． 空 纤 维 膜 作 为 膜 形 式 的 一 种 ． 于 其 具有 耐 压 性 能 好 、 中 由 无 需 支 撑 体 ， 组 件 可 做 成 任 意 大 小 和 形 状 ， 膜 组 件 内 的 装 膜 在 填 密 度大 ， 位 体 积 的膜 面 积 大 、 量 大 等 优 点 ， 泛 应 用 于 膜 单 通 广 分 离 的各 个领 域 。 在 我 国 ． 空纤 维 超 滤 膜 从 ２ 中 ０世 纪 ７ ０年 代
开始就被进行研究 ， 是发 展 最早 、 用 最 为 广 泛 、 产 化 率 最 高 应 国
的 膜 技 术 之 一 。 但 是 。 于 国 内膜 的 制 造 工 艺 不完 善 、 品 率 由 成
低 ． 用 过 程 中经 常 出现 膜 丝断 裂 的情 况 ； 外 ， 丝 强 度 不 高 使 此 膜
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
编织管增强型醋酸纤维素中空纤维膜研究
醋酸纤维素(CA)是重要的天然纤维素衍生物,因其成膜性好、价格低廉,在分离膜领域占有重要地位。
为提高CA中空纤维膜的力学强度,扩展CA中空纤维膜的应用范围,本文基于非溶剂致相分离(NIPS)成膜原理,采用同心圆复合纺丝技术,制备了编织管增强型(BR)CA中空纤维膜,对其结构与性能进行了研究。
以CA 纤维编织管为增强体,以CA的N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液为铸膜液构筑表面
分离层,制得同质增强型(HR)CA中空纤维膜。
研究表明,随铸膜液中CA浓度增加,膜的表面分离层更为致密,其外表面更为平滑,膜的平均孔径减小,牛血清蛋白(BSA)截留率增高,且膜的拉伸断裂强度(>11MPa)和爆破强度有所增大；当铸膜液中CA浓度高于10%时,所得膜的表面分离层与增强体之间界面结合状态较好。
活性污泥悬浮液对比过滤试验发现,HR CA膜较增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中
空纤维膜具有更小的通量衰减率,且简单物理清洗后的通量回复率更高,表明CA
膜耐污染性能优于PVDF膜；膜的出水总有机碳(TOC)浓度低于20mmg·L-1,去除率接近90%。
以CA和聚丙烯腈(PAN)混合纤维编织管为增强体,制得编织管增强
型CA中空纤维膜。
混合纤维编织管的使用实现了同质纤维增强与异质纤维增强的结合,膜中同时存在同质增强界面和异质增强界面,不但可有效调控膜的界面
结合状态,而且可抑制CA纤维过度溶胀对膜通透性的不利影响。
兼顾界面结合状态和通透性能,增强体中最佳CA/PAN纤维比为2/1。
膜的拉伸断裂强度主要取决于增强体,随编织管中PAN纤维比例增加,膜的
拉伸断裂强度由16.0MPa增大到62.9MPa。
改变铸膜液所用溶剂种类研究发现,
以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂所得膜的纯水通量较大,而以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂所得膜的纯水通量较小；以DMAc、DMF、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为
溶剂,膜的蛋白质溶液通量较大且接近；所得膜的纯水通量回复率较高,均达90%左右,表现出较好的耐污染性能。
根据拔出强度测试结果,以DMAc、DMF、DMSO
和NMP为溶剂铸膜液所得膜的界面结合强度依次降低。
随铸膜液中CA浓度增加,膜的纯水通量减小,蛋白质溶液通量衰减率降低,同时表面分离层与增强体之间
界面结合强度增大。
随凝固浴温度增加,膜的纯水通量增大,而蛋白质溶液通量衰减增大,表面分离层与增强体之间界面结合状态变差。
通过在表面分离层中混杂纳米材料,制得
编织管增强型CA/纳米材料杂化中空纤维膜。
纳米银的引入对膜的力学性能和通透性能影响不大。
将纳米银杂化中空纤维膜浸于膜生物反应器(MBR)活性污泥反应池中,通过监测膜的BSA截留率随浸泡时间变化,发现纳米银可改善膜的耐生物降解性。
在表面分离层中混杂碳纳米材料,即碳纳米管(CNT)、氧化石墨烯(GO)及两者的混合物,所得膜的表面分离层中指状孔增多、变长,表面皮层变薄,对膜的拉伸性能基本无影响,但拔出强度和爆破强度有所增大。
碳纳米材料的引入对膜的纯水通量和蛋白质溶液通量影响不大,但BSA截留率有所增高。
将碳纳米材料杂化中空纤维膜用于乳清溶液的连续浓缩,分离乳清蛋白和乳糖,BR CA/碳纳米材料杂化膜,尤其是CA/CNT/GO膜,表现出良好的通透性能和耐污染性能；由于CNT 与GO之间存在协同效应,CA/CNT/GO膜浓缩效率较高,通量回复率超过90%。
通过调整铸膜液组成、控制成膜条件,制得编织管增强型CA中空纤维纳滤(NF)膜。
分析表明,所得膜中表面分离层与增强体之间界面结合状态较好,表面分离层呈致密的海绵状结构：膜的拉伸曲线存在两个屈服点,拉伸断裂强度接近编织管断裂强度。
随铸膜液中CA浓度增加,膜的透水率降低,截留分子量(MWCO)减小,脱盐率增大。
当铸膜液中CA浓度为17%、18%、19%时,所得膜的截留分子量分别为1430、1080、960,对Na2SO4截留率分别达75.8%、94.0%、95.1%。
染料分离试验,随时间增加,膜的渗透通量和染料去除率保持稳定；渗透通量约为7 L·m-3·h-1,刚果红去除率大于99%,酸性湖蓝A去除率大于93%。
乳清分离试验,当进料液浓度为10 g·L-1时,乳清蛋白截留率接近90%;当进料液浓度为50 g·L-1时,乳清蛋白截留率超过80%,膜的渗透通量随时间增加略有衰减。