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反渗透中空纤维膜的开发

  中空纤维的制造技术,近年来取得了迅速的发展,以醋酸纤维素开始,由各种高分子材料制造中空纤维膜已成为可能,这种膜目前在工业领域内巳广泛地用于反渗透、超滤、气体分离,在医疗领域广泛用来制做人工肾脏等。表4.4列出了一些反渗透和超滤用中空纤维膜的纺丝液组成和性能。


  中空纤维膜


  分离用的中空纤维膜必须具备的条件是:

  

  (1)水通大,溶质的选择分离性能好;

  

  (2)内外径均一,中空丝完整,中空丝壁厚一定;

  

  (3)无空洞,

  

  (4)不断丝,

  

  (5)纺丝速度大,

  

  (6)因千湿形状变化小,

  

  (7)多孔膜的孔径分布均一,

  

  (8)湿润状态机械强度大,

  

  制成组件时与密封剂粘着性能好。

  

  中空纤维膜的性能依纺丝液和凝固液的组成和性质、温度、纺丝头的形状和纺丝速度、溶剂的蒸发、中空纤维的形状、凝固条件、牵伸度、后处理等条件而有显著的变化。具有分离功能的皮层,通常在中空纤维的外壁形成,也可在内壁同时形成分离层。如果使用长方形纺丝头,就得到多孔中空纤维膜。为防止中空纤维切断,纤芯填充液可使用甘油二醋酸醋和甲酞胺、正己烷、甲基卡必醇和甲酞胺、二嗯烷、磷酸三乙醋、单菇稀等。为制造无大空腔结构的中空纤维膜,可使用抓化锌、氯化钙、1,3一丁二醇、酪酸等。为了改变膜表面的收缩性,可使部分醋酸纤维素水解。中空纤维内外径和壁厚的设计,要有足够的强度,以承受过滤所需的足够压力。中空纤维在组件内的排列,有平行和交叉两种方式。为提高膜的耐污染能力,交叉方式较好,它使中空纤维间隙扩大。

  

  各种烯类聚合物及其共聚物,脂肪族、芳香族聚酞胺,聚讽、改性聚飒都可纺制中空纤维。聚烯烃中空纤维主要用于气体分离,由亲水性聚合物制备的中空纤维用于超滤和反渗透。最近,用等离子体处理中空纤维的表面,用官能性高分子涂数,或是交联缩合,制得了高脱盐用的反渗透膜。由聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲醋、聚丙烯睛制备的中空纤维膜也已相继获得应用。由于C:化学的发展,能够有效分离Co和H:的中空纤维膜的研究和富氧中空纤维膜的开发,在气体分离领域内是非常活跃的。今后,无论是在水溶液体系,还是有机溶液体系,或是气体分离体系,中空纤维都会有迅速的发展。


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