HPMC (хидроксипропил метил целулоза) е вообичаен органски полимерен додаток кој широко се користи во подготовката на керамички мембрани. Керамичките мембрани се широко користени во филтрација, сепарација и прочистување на течности поради нивната добра механичка цврстина, отпорност на корозија и отпорност на високи температури. Сепак, пропустливоста на керамичките мембрани е еден од клучните фактори што влијаат на нивните перформанси. Со цел да се подобри пропустливоста на керамичките мембрани, додавањето соодветни адитиви стана едно од важните средства.
1. Улогата на HPMC во подготовката на керамички мембрани
Регулација на структурата на порите
За време на подготовката на керамичките мембрани, HPMC игра улога во регулирањето на структурата на порите. Со додавање на HPMC во кашестата смеса, може ефикасно да го контролира формирањето на пори во керамичката мембрана. HPMC ќе се распадне за време на синтерувањето на висока температура за да формира порамномерна структура на порите, што е клучно за подобрување на пропустливоста на керамичките мембрани. Еднообразноста на распределбата на големината на порите и зголемувањето на порозноста ја прават мембраната да има поголема пропустливост, а воедно да ја одржува цврстината, со што се зголемува стапката на пропустливост на течноста.
Намалете ја температурата на синтерување
Температурата на синтерување на керамичката мембрана директно влијае на нејзината микроструктура. HPMC може да ја намали температурата на синтерување на керамичките мембрани, така што тие можат да формираат мембранска структура со одлична пропустливост на пониска температура. Намалувањето на температурата на синтерување не само што помага да се заштеди енергија, туку и го забавува прекумерниот раст на зрната, со што се одржува стабилноста и пропустливоста на структурата на порите.
Подобрете ја флуидноста на кашестата маса
Како додаток, HPMC може да ја подобри и флуидноста на керамичката кашеста маса и да ги подобри перформансите на формирање на кашестата маса за време на подготовката на мембраната. Со подобрување на реолошките својства на кашестата маса, кашестата маса може да биде порамномерно распределена на површината на подлогата за да се формира керамичка мембрана со униформна дебелина и умерена густина. Оваа добра способност за формирање помага и за подобрување на пропустливоста на конечната мембрана.
2. Механизам на HPMC за подобрување на пропустливоста
Молекуларната структура на HPMC содржи голем број хидроксилни и метокси групи, што му овозможува добра растворливост во вода и својства на формирање филм. Во подготовката на керамички мембрани, HPMC ги игра следниве улоги:
Улога на агент за формирање пори
HPMC се подложува на термичко распаѓање за време на процесот на синтерување за да произведе гас. Овие гасови формираат голем број фини пори во мембраната, дејствувајќи како средство за формирање пори. Генерирањето на пори помага во флуидноста на течноста што минува низ керамичката мембрана, со што се подобрува пропустливоста на мембраната. Покрај тоа, распаѓањето на HPMC може да го избегне и затнувањето на порите на површината на мембраната и да ги одржи порите непречени.
Подобрување на хидрофилноста на мембраната
Хидроксилните групи во HPMC формираат водородни врски со молекулите на водата, правејќи ја површината на керамичката мембрана похидрофилна. Откако ќе се зголеми хидрофилноста на површината на мембраната, течноста полесно се дифундира и пенетрира на површината на мембраната, што значително ја подобрува ефикасноста на пенетрација при третман на вода и филтрација. Покрај тоа, хидрофилноста може ефикасно да го намали загадувањето и блокадата формирана од течноста на површината на мембраната, со што дополнително се подобрува пропустливоста.
Униформност и стабилност на мембранската структура
Додавањето на HPMC може да ја направи микроструктурата на керамичката мембрана поуниформна. За време на процесот на синтерување, присуството на HPMC може ефикасно да ја инхибира прекумерната агрегација на керамичките прашоци, правејќи ја порозната структура на мембраната рамномерно распределена, со што се подобрува пропустливоста на мембраната. Во исто време, HPMC може да ја стабилизира кашестата смеса за време на процесот на подготовка на мембраната, да спречи таложење и стратификација на кашестата смеса за време на процесот на обликување, и со тоа да обезбеди униформност на керамичката мембрана.
3. Примери за примена на HPMC и анализа на ефекти
Во некои практични апликации, додавањето на HPMC значително ја подобрува пропустливоста на керамичките мембрани. Земајќи го како пример третманот на вода, со додавање на HPMC во процесот на подготовка на керамичките мембрани, подготвените мембрански материјали покажуваат висок проток на вода и одлични перформанси против загадување. Во процесот на третман на отпадни води, пропустливоста на мембраната е важен фактор во одредувањето на ефикасноста на третманот. Керамичката мембрана со додаден HPMC може да постигне висок проток на вода при низок притисок, што значително ја подобрува ефикасноста на третманот и ги намалува оперативните трошоци.
HPMC е исто така широко користен во технологијата за сепарација на керамичка мембрана во областа на храната, медицината итн. Ги оптимизира ефектите на филтрација и сепарација на мембраната со подобрување на нејзината пропустливост. На пример, во процесот на филтрација на млеко, HPMC ја подобрува пропустливоста на мембраната, правејќи го процесот на филтрација поефикасен и избегнувајќи го губењето на хранливи материи.
Како мултифункционален додаток, HPMC игра значајна улога во подготовката на керамички мембрани. Тој ефикасно ја подобрува пропустливоста на керамичките мембрани со регулирање на структурата на порите, намалување на температурата на синтерување и подобрување на флуидноста на кашестата смеса. Ефектот на средство за формирање пори на HPMC, зголемувањето на хидрофилноста и подобрувањето на униформноста на структурата на мембраната ја прават керамичката мембрана да покажува одлична пропустливост во различни апликации за филтрирање и сепарација. Со континуираниот развој на технологијата на керамичките мембрани, HPMC ќе се користи во повеќе области како додаток, обезбедувајќи повеќе можности за унапредување на технологијата на мембраните.
Време на објавување: 30 септември 2024 година