HPMC (hidroksipropilmetilceluloze) ir izplatīta organisko polimēru piedeva, ko plaši izmanto keramikas membrānu ražošanā. Keramikas membrānas plaši izmanto šķidrumu filtrēšanā, atdalīšanā un attīrīšanā, pateicoties to labai mehāniskajai izturībai, izturībai pret koroziju un augstai temperatūras izturībai. Tomēr keramikas membrānu caurlaidība ir viens no galvenajiem faktoriem, kas ietekmē to veiktspēju. Lai uzlabotu keramikas membrānu caurlaidību, atbilstošu piedevu pievienošana ir kļuvusi par vienu no svarīgākajiem līdzekļiem.
1. HPMC loma keramikas membrānu sagatavošanā
Poru struktūras regulēšana
Keramikas membrānu sagatavošanas laikā HPMC regulē poru struktūru. Pievienojot HPMC suspensijai, tas var efektīvi kontrolēt poru veidošanos keramikas membrānas iekšpusē. Augstas temperatūras saķepināšanas laikā HPMC sadalās, veidojot vienmērīgāku poru struktūru, kas ir ļoti svarīgi, lai uzlabotu keramikas membrānu caurlaidību. Poru izmēru sadalījuma vienmērīgums un porainības palielināšanās nodrošina membrānai augstāku caurlaidību, vienlaikus saglabājot izturību, tādējādi palielinot šķidruma caurlaidības ātrumu.
Samaziniet saķepināšanas temperatūru
Keramikas membrānas saķepināšanas temperatūra tieši ietekmē tās mikrostruktūru. HPMC var samazināt keramikas membrānu saķepināšanas temperatūru, lai tās varētu veidot membrānas struktūru ar izcilu caurlaidību zemākā temperatūrā. Saķepināšanas temperatūras samazināšana ne tikai palīdz ietaupīt enerģiju, bet arī palēnina pārmērīgu graudu augšanu, tādējādi saglabājot poru struktūras stabilitāti un caurlaidību.
Uzlabojiet vircas plūstamību
Kā piedeva HPMC var arī uzlabot keramikas suspensijas plūstamību un formēšanas veiktspēju membrānas sagatavošanas laikā. Uzlabojot suspensijas reoloģiskās īpašības, suspensiju var vienmērīgāk sadalīt pa substrāta virsmu, veidojot keramikas membrānu ar vienmērīgu biezumu un vidēju blīvumu. Šī labā formējamība arī palīdz uzlabot gatavās membrānas caurlaidību.
2. HPMC mehānisms caurlaidības uzlabošanai
HPMC molekulārā struktūra satur lielu skaitu hidroksilgrupu un metoksigrupu, kas nodrošina labu šķīdību ūdenī un plēvi veidojošas īpašības. Keramikas membrānu sagatavošanā HPMC veic šādas funkcijas:
Poru veidojošās vielas loma
HPMC saķepināšanas procesā termiski sadalās, veidojot gāzi. Šīs gāzes membrānas iekšpusē veido lielu skaitu smalku poru, kas darbojas kā poras veidojošs līdzeklis. Poru veidošanās palīdz šķidrumam plūst cauri keramikas membrānai, tādējādi uzlabojot membrānas caurlaidību. Turklāt HPMC sadalīšanās var arī novērst poru aizsprostošanos uz membrānas virsmas un saglabāt poras neaizsegtas.
Uzlabojiet membrānas hidrofilitāti
HPMC hidroksilgrupas veido ūdeņraža saites ar ūdens molekulām, padarot keramikas membrānas virsmu hidrofilāku. Pēc membrānas virsmas hidrofilitātes uzlabošanas šķidrums vieglāk difundējas un iesūcas membrānas virsmā, kas ievērojami uzlabo iesūkšanās efektivitāti ūdens attīrīšanā un filtrācijā. Turklāt hidrofilitāte var efektīvi samazināt šķidruma radīto piesārņojumu un aizsprostojumu uz membrānas virsmas, tādējādi vēl vairāk uzlabojot caurlaidību.
Membrānas struktūras vienmērīgums un stabilitāte
HPMC pievienošana var padarīt keramikas membrānas mikrostruktūru vienmērīgāku. Saķepināšanas procesā HPMC klātbūtne var efektīvi kavēt keramikas pulveru pārmērīgu agregāciju, vienmērīgi sadalot membrānas poru struktūru un tādējādi uzlabojot membrānas caurlaidību. Vienlaikus HPMC var stabilizēt suspensiju membrānas sagatavošanas procesā, novērst suspensijas nogulsnēšanos un stratifikāciju formēšanas procesā un tādējādi nodrošināt keramikas membrānas vienmērīgumu.
3. HPMC pielietojuma piemēri un efektu analīze
Dažos praktiskos pielietojumos HPMC pievienošana ievērojami uzlabo keramikas membrānu caurlaidību. Piemēram, pievienojot HPMC keramikas membrānu sagatavošanas procesā, sagatavotajiem membrānas materiāliem ir augsta ūdens plūsma un lieliska pretpiesārņojuma veiktspēja. Notekūdeņu attīrīšanas procesā membrānas caurlaidība ir svarīgs faktors, kas nosaka attīrīšanas efektivitāti. Keramikas membrāna ar pievienotu HPMC var sasniegt augstu ūdens plūsmu zemā spiedienā, kas ievērojami uzlabo attīrīšanas efektivitāti un samazina ekspluatācijas izmaksas.
HPMC tiek plaši izmantots arī keramikas membrānu atdalīšanas tehnoloģijā pārtikas, medicīnas u.c. jomās. Tas optimizē membrānas filtrācijas un atdalīšanas efektus, uzlabojot membrānas caurlaidību. Piemēram, piena filtrēšanas procesā HPMC uzlabo membrānas caurlaidību, padarot filtrācijas procesu efektīvāku un novēršot barības vielu zudumu.
Kā daudzfunkcionāla piedeva, HPMC ir nozīmīga loma keramikas membrānu sagatavošanā. Tas efektīvi uzlabo keramikas membrānu caurlaidību, regulējot poru struktūru, samazinot saķepināšanas temperatūru un uzlabojot suspensijas plūstamību. HPMC poras veidojošās vielas iedarbība, hidrofilitātes uzlabošana un membrānas struktūras vienmērīguma uzlabošana nodrošina keramikas membrānai izcilu caurlaidību dažādos filtrācijas un atdalīšanas pielietojumos. Līdz ar keramikas membrānu tehnoloģijas nepārtrauktu attīstību HPMC tiks izmantots arvien vairākās jomās kā piedeva, nodrošinot vairāk iespēju membrānu tehnoloģijas attīstībai.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 30. septembris