高分子分离膜的材料-PPT课件

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聚酯类
聚酯类树脂强度高，尺寸稳定性好，耐热、耐溶剂和化学 品的性能良好。 聚碳酸酯薄膜广泛用于制造经放射性物质辐射、再用化学 试剂腐蚀的微滤膜。 聚四溴碳酸酯由于透气速率和氧、氮透过选择性均较高， 已被用作新一代的富氧气体分离膜材料。 聚酯无纺布是反渗透、气体分离、渗透汽化、超滤、微滤 等一切卷式膜组件最主要的支撑底材。
主要决定于膜的一些特定要求，如分离效率、分离速度等。
此外，也取决于膜的制备技术。 目前，实用的有机高分子膜材料有：纤维素酯类、聚砜类、
聚酰胺类及其他材料。以日本为例，纤维素酯类膜占53％，
聚砜膜占33.3％，聚酰胺膜占11.7％，其他材料的膜占2％， 可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位
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纤维素酯类膜材料
醋酸纤维素是当今最重要的膜材料之一。
醋酸纤维素主要用于反渗透膜材料，也用于制造超滤膜和 微滤膜。醋酸纤维素膜价格便宜，膜的分离和透过的性能 良好，但其PH使用范围较窄（4~8），在高温和酸、碱存 在下易发生水解。为了改进其性能，进一步提高分离效率 和透过速率，可采用各种不同取代度的醋酸纤维素的混合 物来制模，也可采用醋酸纤维素与硝酸纤维素的混合物来 制模。此外，醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素也是很好 的膜材料。[附：透过速度（单位时间内流体通过膜的 量）、分离系数（不同物质透过系数之比）和对某种物质 的截留率是衡量模性能的重要指标。]
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前景与展望
近年来，我国的膜工业市场每年都以30%左右的速度在增长，即便是在 遭遇金融危机的情况下，仍然保持了很高的增速。我国膜工业领域有 研究单位120家以上、生产企业约400家、工程公司约2000家，生产 各种膜产品。中国的膜消费市场已经成为世界大板块之一，占全球消 费量的20%。随着膜应用领域的不断拓展，对膜材料提出了更新更高 的要求。既要求膜具有较高的选择性，较高的通量，又要有足够高的 机械强度、化学和热稳定性。但是仅单一的均聚物高分子材料不能满 足分离膜的这些要求，因此需要对膜材料进行改性，以获得不同性能 要求的膜（材料）。目前常用的改性方法有活性剂吸附、辐照、表面 接枝、等离子体表面聚合及等离子体表面改性等方法，每种方法各有 自身特点。目前膜分离技术在很多方面应用得比较成熟，对产品质量 要求不断提高、生产成本要求不断降低的今天，高分子膜材料在很多 方面还不成熟，还有待进步深入的研究。膜分离技术的广泛成熟应用 在许多方面离产业化要求还有段距离，随着新型膜材料的不断开发、 高效新颖的强化膜过程分离技术研究的不断深入，膜分离技术应将得 到更加广泛的应用。
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ห้องสมุดไป่ตู้
聚酰胺类及聚酰亚胺类
早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙—4、尼龙—6等制成的中 空纤维膜。这类产品对盐水的分离率在80％~90％之间，但透水率很 低，仅0.076ml/c㎡.h。以后发展了芳香族聚酰胺，用它们支撑的分 离膜，PH使用范围为3~11，分离率可达99.5％（对盐水），透水率 为0.6ml/c㎡.h。长期使用稳定性好。由于酰胺基团易与氯反应，故 这种膜对水中的游离氯有较高要求。 聚酰亚胺耐高温、耐溶剂，具有高强度。一直用于耐溶剂超滤膜和非 水溶液分离膜研制的首选膜材料。在气体 分离和空气除湿膜材料中， 它亦具有自己的特色。
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海水淡化
工业废水处理 城市废水资源化 天然气 水资源
生物利用 能源
燃料电池
膜
传统工业 冶金 制药 食品 化工与石化 电子
CO2控制
生态环境 除尘 洁净燃烧
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以压力差为推动力，截留离子物质仅透过溶剂
反渗透
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血液透析
尿毒症 药物中毒患者
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高分子分离膜材料
原则上讲，凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用于制备 分离膜。但实际上，真正成为工业化膜的膜材料并不多。这
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聚烯烃类
LDPE和PP薄膜通过拉伸可以制造微孔滤膜。 HDPE通过加热烧结可以制成微孔滤板或滤芯，它也可以 作为分离膜的支撑材料。
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乙烯基类高聚物
用作膜材料的乙烯基聚合物包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚 乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯、聚乙烯酰胺等。 共聚物包括：聚丙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯 酸酯、聚乙烯/乙稀醇等。聚乙烯醇/丙烯腈接枝共聚物也 可用作膜材料。 聚丙烯腈是仅次于聚砜和醋酸纤维素的超滤和微滤膜材料， 也可用作渗透汽化复合膜的支撑体。 以二元酸等交联的聚乙烯醇是目前唯一获得实际应用的渗 透汽化膜。 聚氯乙烯和聚偏氯乙烯用作超滤和微滤膜材料。
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纤维素酯类膜材料
硝酸纤维素是由纤维素和硝酸制成的。价格便宜，广泛用 作透析膜和微滤膜材料。 再生纤维素是由纤维素溶液或纤维素衍生物再生的纤维素。 广泛用于 人工肾脏透析膜材料和微滤、超滤膜材料。
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聚砜类
｜ 聚砜结构中的特征基团为O=S=O，为了引入亲水基团，
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常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行磺化。 聚砜类常用的制模溶剂有：二甲基酰胺、二甲基乙酰胺、N甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。 聚砜类具有良好的化学、热学和水解稳定性，强度也很高， PH值使用范围为1~13，最高使用温度达120℃，抗氧化 性和抗氯性都十分优良，可用作超滤和微滤膜材料。
分类
纤维素衍生物类：再生纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、 乙基纤维素及其他纤维素衍生类
聚砜类：双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等
聚酰胺类及聚酰亚胺类 聚酯类：涤纶、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯等 聚烯烃类：聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯 乙烯基类高聚物：聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏 氯乙烯等
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目录
引言 分类 前景展望
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引言
用天然或人工合成的无机或有机薄膜，以外界能量或化学 位差为推动力，对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、 分级、提纯和富集的方法统称为膜分离法。 随着膜分离科学与技术的发展，膜分离越来越多的应用在 水处理行业包括海水淡化、污/废水处理、纯净水等，石 化行业包括石油产品分离、有机物脱水纯化等，食品医药 生物行业等领域。 膜分离技术是利用分离膜的选择透过性对分离对象进行分 离和提纯的技术，此技术具有高效、节能、投资少、污染 小的特点，被誉为“绿色”技术。也成为如今能减排大潮 中的关键和重要技术之。
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纤维素酯类膜材料
纤维素是有几千个椅式构型的葡萄糖基通过1，4-β-甙链（缩醛链）连接起来的 天然线性高分子化合物，其结构式为：
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纤维素酯类膜材料
从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。在催化剂 （如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能与冰醋酸、醋 酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维素或三醋酸纤维素: C6H7O2(OH)3+(CH3CO)2O=C6H7O2(OCOCH3)2+H2O C6H7O2(OH)3+3(CH3CO)2O=C6H7O2(OCOCH3)3+3CH3 COOH