各类超滤膜的材质及特性
超滤膜产品调研
超滤膜产品调研目前市场上主流的超滤膜进口品牌有旭化成、科氏、ge、滢格、陶氏、滨特尔、三菱、东丽、西门子等，国产超滤品牌特别多，主流品牌包括求是、美能、天津膜天、招金膜天、北京赛诺、天津森诺、海南立升、宁波水艺、北京坎普尔等等，现从各进口、国产品牌从运用材料、性能等方面进行比较分析。
近期对各膜厂家的资料进行了收集，收集结果如下表1：表1：各品牌超滤膜性能资料超滤膜材料目前市场上的超滤膜运用材料大部分为pvdf、pe、pes、pan等，其中pvdf和pes运用较多，就材料来说,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〔聚丙烯腈〕，pvdf〔聚偏氟乙烯〕与pes〔聚醚砜〕、ps〔聚苯乙烯塑料〕更简单污堵；pes与ps的抗氧化技能特别强，pvdf次之，pan再次之，pes与ps材料属于刚性材料，比较简单破损，断丝。
所以pes与ps通常设计成内压式且通常不设计风机气洗，如norit、滢格、koch等。
pes与ps对进水的要求相对较高，需要进水更洁净。
六横电厂超滤膜采纳新加坡凯发〔kristal〕集团提供的外压式中空纤维膜，规格型号为kristal600et，膜材料为pes，断丝状况就较为严峻。
因此选择pes、ps材料的超滤膜尽量要选择内压式超滤膜。
表2：各超滤材料性能对比性能比较表一中统计结果可以看出，进口超滤膜和国产超滤膜性能参数差异较小，过滤精度分布为0.02至0.1μm，膜丝内径0.5-0.9mm，跨膜压差150至300kpa，运用寿命一般大于3至5年，质保均为3年或5年，仅天津膜天质保为1年，膜面积20-80m2不等，运行温度、清洗药剂基本相同，设计通量一般为40-60l/mh，膜丝强度一般均大于5n。
3.可替代性两种超滤膜的可替代性需从膜面积、外观尺寸、过滤类型几个方面进行分析，膜面积涉及到超滤系统的出力，外观尺寸涉及到膜壳、机架、基础问题，过滤类型涉及配套管路改造和配套帮助设施〔如风机〕是否增加等问题。
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。
抗污染：PVDF膜具有很强的抗污染能力，由于解吸能力强，清洗时更加方便。
弹性好：具有极优良的机械强度，使得滤芯更加耐用；抗老化、耐余氯能力，耐余氯能力是PES等材料的10倍以上。
pvdf超滤膜组分
pvdf超滤膜组分
PVDF超滤膜是一种高效的分离膜，由聚偏氟乙烯（PVDF）材料制成。
PVDF超滤膜具有优异的化学稳定性、耐高温性、耐腐蚀性和耐磨性等特点，因此被广泛应用于水处理、生物制药、食品饮料等领域。
PVDF超滤膜的组分主要包括聚偏氟乙烯（PVDF）树脂、添加剂和溶剂。
其中，PVDF树脂是PVDF超滤膜的主要组分，其具有高分子量、高结晶度、高熔点和高耐化学性等特点。
添加剂主要包括增塑剂、稳定剂、抗氧化剂等，可以改善PVDF超滤膜的加工性能和使用寿命。
溶剂则是将PVDF树脂和添加剂混合后形成膜材料的介质，常用的溶剂有NMP、DMF、DMAc等。
PVDF超滤膜的制备过程主要包括溶液制备、膜材料制备、膜成型和后处理等步骤。
首先，将PVDF树脂和添加剂加入溶剂中，形成均匀的混合溶液。
然后，通过膜成型技术将混合溶液制成膜材料，常用的膜成型技术有浸涂法、溶液浸渍法、相转移法等。
最后，对制备好的PVDF超滤膜进行后处理，如清洗、干燥、切割等，以获得符合要求的膜产品。
PVDF超滤膜具有许多优点，如高通量、高分离效率、低能耗、易清洗等，因此被广泛应用于水处理、生物制药、食品饮料等领域。
例如，在水处理领域，PVDF超滤膜可以用于海水淡化、污水处理、饮用水净化等；在生物制药领域，PVDF超滤膜可以用于生物反应
器的分离和纯化等；在食品饮料领域，PVDF超滤膜可以用于果汁、啤酒、乳制品等的澄清和浓缩等。
PVDF超滤膜是一种高效、可靠的分离膜，其组分和制备过程对其性能和应用具有重要影响。
随着科技的不断进步和应用领域的不断拓展，PVDF超滤膜的应用前景将更加广阔。
超滤膜的介绍
UF-180PW-G规格书1.膜丝参数材料聚丙烯（PP）外径Φ450-500μm壁厚40~50μm纵向抗拉强度120MPa平均孔径0.01-0.1μm截留分子量50000~80000膜丝类型中空纤维内径Φ350-400μm孔隙率40~50%破裂强度＞1.0MPa纯水通量100~120L/h·m2·0.15MPa·25℃2.UF-180PW-G滤芯参数滤芯长度251±1mm膜面积＞2.0m2丝膜数量2500pcs额定流量＞180L/h·0.15MPa·25℃操作压力0.1~0.3MPa操作温度4~45℃pH范围0~14细菌截留率＞95%SDI＜1.5（进水SDI值必须＜20）浊度＜0.2NTU推荐使用外压式塑料件材料ABS胶水材料环氧密封垫片材料食用级PVC保护网套材料尼龙3.注意事项3.1首次使用，请冲洗15-30分钟，以去除膜表面的亲水剂及保护液。
亲水剂及保护液对健康无害。
3.2为保护超滤芯，请使用合适的预处理，如PP棉、颗粒炭、压缩炭棒等。
3.3请根据水质情况，每15-30天对超滤芯进行清洗或者排污。
3.4请勿将超滤芯放置在具有腐蚀性、阳光直接曝晒或紫外线照射的环境中。
3.5请勿将超滤芯与氧化剂接触，如氯气、次氯酸钠、臭氧等。
3.6超滤芯在使用之后，必须湿态保存。
如因膜失水造成通量下降，可以用90%以上的食用酒精做亲水处理，浸泡膜丝25-30分钟之后用清水冲洗干净，即可正常使用。
3.7如超滤芯出现堵塞或者出水水质下降的情况，请及时更换新的滤芯。
怎样选择超滤膜材料及其适用领域
怎样选择超滤膜材料及其适用领域超滤膜一般为高分子分离膜，用作超滤膜的高分子材料主要有纤维素衍生物（例如：醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料）、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
由此可知，超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。
超滤膜的材料可以分为：一．纤维素酯类：二醋酸纤维素（CA）为水系CA（醋酸纤维），其对蛋白吸附比较低，适用于低分子醇类、油脂类溶液的过滤或科研中特殊成分的分析测定三醋酸纤维素（CTA）,亲水性强，非特异性吸附极低，溶剂和小分子溶质在滤过时不会因被膜吸附而产身损失，因此在样品清洗、除蛋白以及需要回收滤过液的操作中，敬意使用三醋酸纤维素膜。
硝化纤维素（CN），其对蛋白等生物大分子吸附力强，用于医学研究及诊断的细菌培养和生物工程；DNA-RNA杂交实验和检定；做液闪测定、放射性示踪物的超净制备和电泳、微量元素分析等。
乙基纤维素（EC）混合纤维素（CN-CA）,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。
混合纤维素制成的膜，是一种标准的常用滤膜。
由于成孔性孔隙率高，截留效果好，亲水性好，材料易得且成本较低，因此，该膜的孔径规格分级最多，从0.05～8um，约有近十个孔径型号。
该膜使用温度范围较广。
可耐稀酸，不耐有机溶液和强酸、强碱溶液。
不适用酮类、酯类、强酸和碱类等液体的过滤。
性价比高。
应用于：实验室、小生产工艺中除菌、除微粒的过滤；水体中大肠肝菌群的测定，饮用水、地表水、井水等，除菌过滤，溶液中微粒及油类不溶物的分析，水质污染指数测定，气体、油类、饮料、酒等微粒和细菌过滤。
为样品前处理过滤中最为广泛使用的滤膜之一；2微米和5微米的滤膜还用于油料过滤。
再生纤维素,一种高亲水的膜，对蛋白的吸附极低，但用于从低蛋白浓度的稀释溶液中回收蛋白时，可以得到极高的收率。
各种有机超滤膜材料性能特征说明
各种有机超滤膜材料性能特征说明（1）纤维素衍生物类纤维素类超滤膜材料研究、应用最早，成本低，成膜性好，至今仍有重要应用。
其中再生纤维素（RCE）和硝酸纤维素（CN）是较好的透析用膜材料，抗蛋白质污染的再生纤维素超滤膜已得到广泛应用，醋酸纤维素多用于制备卷式超滤膜组件。
这类膜材料的优缺点同前文微滤膜部分。
（2）聚砜类聚砜是目前主要的超滤膜材料，其中普通双酚A型聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）和聚芳砜超滤膜已经商品化，制膜工艺可采用常规相转化法。
普通双酚 A型聚砜（PSF），主要优点是热稳定性高，耐化学药品性强，除了强极性溶剂、浓硫酸和浓硝酸外，对一般的酸、碱、盐、醇、脂肪烃等化学试剂稳定，拉伸强度好；缺点是耐候性（环境）、耐紫外线性较差，耐有机溶剂性也较差。
聚醚砜也称为聚芳醚砜，耐热性、耐燃性好，耐化学药品腐蚀性优良，除了浓硫酸、浓硝酸、强极性溶剂外，不受一般化学试剂侵蚀。
缺点是耐紫外线性能较差。
聚芳砜比聚砜具有更好的耐高温性能，自身抗热氧化性好，抗冲击强度高，耐酸碱，能溶于强极性溶剂。
聚芳砜具有吸湿性，加工前需进行干燥处理。
聚砜酰胺兼具聚砜和聚酰胺两者的特性，具有优良的耐高温、耐酸碱和抗氧化性，是我国颇具特色的超滤膜材料。
（3）聚酰亚胺类聚酰亚胺类材料具有耐高温、耐溶剂、耐化学品、高强度等优点。
脂肪族二酸聚酰亚胺超滤膜是这类材料在膜技术领域应用的典型产品，主要用于非水溶液。
（4）聚烯烃类聚乙烯和聚丙烯超滤膜材料特性同微滤部分，制膜工艺可采用浸没沉淀相转化法、热致相分离法和熔融拉伸法。
（5）乙烯类聚合物聚丙烯腈也是一类非常重要的超滤膜材料，制膜工艺为浸没沉淀相转化法，主要性能同微滤部分。
（6）含氟聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜制备方法主要是浸没沉淀相转化法和热致相分离法。
其膜产品化学稳定性好，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素腐蚀，耐脂肪烃、芳香烃、醇、醛等有机溶剂。
缺点是膜的强度和耐压性能差。
水处理行业几种主要超滤产品特点
目前水处理行业主要超滤（UF）产品特点一、超滤技术简介超滤是一种膜法分离技术，是以压力为推动力（0.01～0.03 MPa），利用超滤膜过滤功能层的致密细小孔径（0.005～0.1um）对液体中不溶性杂质，进行分离的物理筛分过程，去除水中的悬浮物，细菌，胶体等污染物。
近30年来，超滤技术发展极为迅速，在工业给水方面应用越来越多，例如海水淡化、纯水及高纯水制备，超滤作为预处理设备，确保反渗透等后续设备长期稳定安全运行。
随着全球水资源污染及可直接利用水资源的匮乏，污水回用目前是人类所面临的重大课题，超滤在污水回用、水资源再生领域也起到了关键的作用。
二、超滤发展的历史上世纪60年代，超滤技术在实验室产生。
并在上世纪80年代在欧美国家饮用水行业规模化应用。
其主要的优点是出水水质好，完全可以去除细菌（细菌直径为1 um），取代了原来饮用水中使用NaClO消毒所产生的氯芳等致癌物质。
上世纪80年代主要的超滤膜其生产的基本材质是聚砜（PS）、聚醚砜（PES）。
其主要产品包括荷兰Norit，美国Koch、美国海德能等产品。
聚砜（PS）、聚醚砜（PES）具有以下优点：1、成膜工艺简单，易于成膜；2、原材料价格便宜，6~7万元/吨，生产成本低；同时也具有以下缺点：1、耐压性能不好，平板膜低于7bar，聚砜中空纤维膜低于1.7bar。
2、疏水性，易于污堵。
但可以经过磺化、共混等方式进行亲水改性。
其中磺化是在苯环上接一个磺酸基，磺化后亲水性大大增强，但目前没有这方面的定量数据。
共混则是搀杂亲水性的物质，例如聚吡咯烷酮类的亲水性物质。
3、耐氧化性能一般。
长期或者高浓度的氧化性清洗剂会对膜材料造成一定的破坏。
4、适用水质条件及运行条件窄，使用寿命短。
5、在较复杂水质或水质波动较大时，适用性小，耐冲击能力低。
为了克服以上材质所造成的产品缺陷，经过很多科学家的辛勤攻关，上世纪90年代，PVDF（聚偏氟乙烯）超滤膜问世，其优越的性能全面的超过了聚砜（PS）、聚醚砜（PES）材质的超滤产品。
超滤膜种类分析和工作原理
超滤膜种类分析和工作原理超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。
在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。
超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。
有机膜有机膜主要是由高分子材料制成，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。
根据膜形状的不同，可分为平板膜、管式膜、毛细管膜、中空纤维膜等。
目前，市面上家用净水器用的膜基本上都是中空纤维膜。
无机膜无机膜中，陶瓷超滤膜在家用净水器中应用比较多。
陶瓷膜寿命长，耐腐蚀，但出水有土味，影响口感。
同时陶瓷膜易堵塞，清洗不易。
中空纤维超滤膜由于其填充密度大，有效膜面积大，纯水通量高，操作简单易清洗等优势，被广泛应用于家用净水行业。
陶氏超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。
每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。
在单位膜丝面积产水量不变的情况下，滤芯装填的膜面积越大，则滤芯的总产水量越多。
其计算公式为：S内=πdL×n S外=πDL×n其中：S内为膜丝总内表面积;d为超滤膜丝的内径;S外为膜丝总外表面积;D为超滤膜丝的外径;L为超滤膜丝的长度;n为超滤膜丝的根数。
内压式和外压式中空纤维超滤膜一支超滤膜由成百到上千根细小的中空纤维丝组成，一般将中空纤维膜内径在0.6-6mm之间的超滤膜称为毛细管式超滤膜，毛细管式超滤膜因内径较大，不易被大颗粒物质堵塞。
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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。
抗污染：PVDF膜具有很强的抗污染能力，由于解吸能力强，清洗时更加方便。
弹性好：具有极优良的机械强度，使得滤芯更加耐用；
抗老化、耐余氯能力，耐余氯能力是PES等材料的10倍以上。
使用寿命，使用寿命不低于5年（普通膜滤芯只能使用2～3年）。
耐化学侵蚀性性能，化学稳定性能最好。
(PVDF)材质的化学稳定性最为优异，耐受氧化剂（次氯酸钠等）的能力是聚醚砜、聚砜等材料的10倍以上。
聚偏氟乙烯（PVDF）耐辐射，亲水性好，通量高(出水量大)，能耗相对较低，等优势成为首选膜材料。
在高浓度产业废水处理中具有很大竞争力；
当超滤膜用于水处理时，其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性质。
化学稳定性决定了材料在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命，它还直接关系到清洗可以采取的方法；亲水性则决定了膜材料对水中有机污染物的吸附程度，影响膜的通量。
亲水性好的膜材料就不容易被污堵，污堵后也容易清洗恢复。
以上所述以PVDF为主要材质改性后的复合中空纤维超滤膜质量目前是最好的，但价格是其他材质膜的3-4倍。