HPMC (Hidroksipropielmetiel sellulose) is 'n algemene organiese polimeertoevoeging wat wyd gebruik word in die voorbereiding van keramiekmembrane. Keramiekmembrane word wyd gebruik in vloeistoffiltrering, skeiding en suiwering as gevolg van hul goeie meganiese sterkte, korrosieweerstand en hoë temperatuurweerstand. Die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane is egter een van die sleutelfaktore wat hul werkverrigting beïnvloed. Om die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane te verbeter, het die byvoeging van toepaslike toevoegings een van die belangrike middele geword.
1. Die rol van HPMC in die voorbereiding van keramiekmembrane
Poriestruktuurregulering
Tydens die voorbereiding van keramiekmembrane speel HPMC 'n rol in die regulering van die poriestruktuur. Deur HPMC by die slurry te voeg, kan dit die vorming van porieë binne die keramiekmembraan effektief beheer. HPMC sal tydens hoëtemperatuursintering ontbind om 'n meer eenvormige poriestruktuur te vorm, wat noodsaaklik is om die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane te verbeter. Die eenvormigheid van poriegrootteverspreiding en die toename in porositeit maak dat die membraan hoër deurlaatbaarheid het terwyl sterkte behoue bly, waardeur die deurlaatbaarheidstempo van die vloeistof verhoog word.
Verminder die sintertemperatuur
Die sintertemperatuur van die keramiekmembraan beïnvloed direk die mikrostruktuur daarvan. HPMC kan die sintertemperatuur van keramiekmembrane verlaag, sodat hulle 'n membraanstruktuur met uitstekende deurlaatbaarheid by 'n laer temperatuur kan vorm. Die verlaging van die sintertemperatuur help nie net om energie te bespaar nie, maar vertraag ook die oormatige groei van korrels, waardeur die stabiliteit en deurlaatbaarheid van die poriestruktuur gehandhaaf word.
Verbeter die vloeibaarheid van die slurry
As 'n toevoeging kan HPMC ook die vloeibaarheid van keramiek-slurry verbeter en die vormprestasie van die slurry tydens membraanvoorbereiding verbeter. Deur die reologiese eienskappe van die slurry te verbeter, kan die slurry meer eweredig op die oppervlak van die substraat versprei word om 'n keramiekmembraan met eenvormige dikte en matige digtheid te vorm. Hierdie goeie vormbaarheid help ook om die deurlaatbaarheid van die finale membraan te verbeter.
2. Meganisme van HPMC om deurlaatbaarheid te verbeter
Die molekulêre struktuur van HPMC bevat 'n groot aantal hidroksiel- en metoksigroepe, wat dit goeie wateroplosbaarheid en filmvormende eienskappe gee. In die voorbereiding van keramiekmembrane speel HPMC die volgende rolle:
Rol van die porievormende middel
HPMC ondergaan termiese ontbinding tydens die sinterproses om gas te produseer. Hierdie gasse vorm 'n groot aantal fyn porieë binne die membraan, wat as 'n porievormende middel optree. Die vorming van porieë bevorder die vloeibaarheid van vloeistof wat deur die keramiekmembraan beweeg, waardeur die deurlaatbaarheid van die membraan verbeter word. Boonop kan die ontbinding van HPMC ook die porieblokkering op die membraanoppervlak vermy en die porieë ongehinderd hou.
Verbeter die hidrofilisiteit van die membraan
Die hidroksielgroepe in HPMC vorm waterstofbindings met watermolekules, wat die keramiekmembraanoppervlak meer hidrofiel maak. Nadat die hidrofilisiteit van die membraanoppervlak verbeter is, is die vloeistof makliker om te diffundeer en op die membraanoppervlak te penetreer, wat die penetrasie-effektiwiteit in waterbehandeling en filtrasie aansienlik verbeter. Boonop kan hidrofilisiteit ook die besoedeling en blokkasie wat deur die vloeistof op die membraanoppervlak gevorm word, effektief verminder, waardeur die deurlaatbaarheid verder verbeter word.
Eenvormigheid en stabiliteit van membraanstruktuur
Die byvoeging van HPMC kan die mikrostruktuur van die keramiekmembraan meer eenvormig maak. Tydens die sinterproses kan die teenwoordigheid van HPMC die oormatige aggregasie van keramiekpoeiers effektief inhibeer, wat die poriestruktuur van die membraan eenvormig versprei maak en sodoende die deurlaatbaarheid van die membraan verbeter. Terselfdertyd kan HPMC die slurry tydens die membraanvoorbereidingsproses stabiliseer, voorkom dat die slurry neerslaan en stratifiseer tydens die gietproses, en sodoende die eenvormigheid van die keramiekmembraan verseker.
3. HPMC-toepassingsvoorbeelde en effekontleding
In sommige praktiese toepassings verbeter die byvoeging van HPMC die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane aansienlik. As ons byvoorbeeld waterbehandeling neem, toon die voorbereide membraanmateriale hoë watervloei en uitstekende besoedelingswerende prestasie deur HPMC by die voorbereidingsproses van keramiekmembrane te voeg. In die proses van rioolbehandeling is die deurlaatbaarheid van die membraan 'n belangrike faktor om die behandelingsdoeltreffendheid te bepaal. Die keramiekmembraan met HPMC bygevoeg kan 'n hoë watervloei teen lae druk bereik, wat die behandelingsdoeltreffendheid aansienlik verbeter en die bedryfskoste verminder.
HPMC word ook wyd gebruik in keramiekmembraanskeidingstegnologie in die velde van voedsel, medisyne, ens. Dit optimaliseer die filtrasie- en skeidingseffekte van die membraan deur die deurlaatbaarheid van die membraan te verbeter. Byvoorbeeld, in die melkfiltrasieproses verbeter HPMC die deurlaatbaarheid van die membraan, wat die filtrasieproses meer doeltreffend maak en die verlies van voedingstowwe vermy.
As 'n multifunksionele toevoeging speel HPMC 'n belangrike rol in die voorbereiding van keramiekmembrane. Dit verbeter die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane effektief deur die poriestruktuur te reguleer, die sintertemperatuur te verlaag en die vloeibaarheid van die slurry te verbeter. Die porievormende effek van HPMC, die verbetering van hidrofilisiteit en die verbetering van die eenvormigheid van die membraanstruktuur maak dat die keramiekmembraan uitstekende deurlaatbaarheid in verskeie filtrasie- en skeidingstoepassings toon. Met die voortdurende ontwikkeling van keramiekmembraantegnologie sal HPMC in meer velde as 'n toevoeging gebruik word, wat meer moontlikhede bied vir die bevordering van membraantegnologie.
Plasingstyd: 30 September 2024