HPMC (Hydroxypropyl Methyl Cellulose) is 'n algemene organiese polimeer bymiddel wat wyd gebruik word in die voorbereiding van keramiekmembrane. Keramiekmembrane word wyd gebruik in vloeistoffiltrasie, skeiding en suiwering vanweë hul goeie meganiese sterkte, korrosiebestandheid 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 bymiddels een van die belangrike maniere geword.
1. Die rol van HPMC in die voorbereiding van keramiekmembrane
Regulering van poriestruktuur
Tydens die voorbereiding van keramiekmembrane speel HPMC 'n rol in die regulering van die poriestruktuur. Deur HPMC by die suspensie te voeg, kan dit die vorming van porieë binne die keramiekmembraan effektief beheer. HPMC sal ontbind tydens hoë-temperatuur sintering 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 behou word, waardeur die deurdringingstempo van die vloeistof verhoog word.
Verlaag die sintertemperatuur
Die sintertemperatuur van die keramiekmembraan beïnvloed sy mikrostruktuur direk. HPMC kan die sintertemperatuur van keramiekmembrane verlaag, sodat hulle 'n membraanstruktuur met uitstekende deurlaatbaarheid by 'n laer temperatuur kan vorm. Die verlaging van 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 behou word.
Verbeter die vloeibaarheid van suspensie
As 'n bymiddel kan HPMC ook die vloeibaarheid van keramiekmis verbeter en die vormingsprestasie van slurrie tydens membraanvoorbereiding verbeter. Deur die reologiese eienskappe van die flodder te verbeter, kan die flodder 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 maak. In die voorbereiding van keramiekmembrane speel HPMC die volgende rolle:
Rol van porievormende agent
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 porieëvormende middel optree. Die opwekking van porieë help die vloeibaarheid van vloeistof wat deur die keramiekmembraan gaan, en verbeter sodoende die deurlaatbaarheid van die membraan. Daarbenewens kan die ontbinding van HPMC ook die porieblokkering op die membraanoppervlak vermy en die porieë onbelemmer 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 binne te dring, wat die penetrasiedoeltreffendheid in waterbehandeling en filtrasie aansienlik verbeter. Daarbenewens kan hidrofilisiteit ook effektief die besoedeling en blokkasie wat deur die vloeistof op die membraanoppervlak gevorm word verminder, en sodoende die deurlaatbaarheid verder verbeter.
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 samevoeging 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 flodder stabiliseer tydens die membraanvoorbereidingsproses, verhoed dat die flodder tydens die gietproses neerslaan en stratifiseer, en sodoende die eenvormigheid van die keramiekmembraan verseker.
3. HPMC toepassingsvoorbeelde en effekanalise
In sommige praktiese toepassings verbeter die byvoeging van HPMC die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane aansienlik. Neem waterbehandeling as 'n voorbeeld, deur HPMC by te voeg in die voorbereidingsproses van keramiekmembrane, toon die voorbereide membraanmateriaal hoë watervloei en uitstekende anti-besoedelingprestasie. In die proses van rioolbehandeling is die deurlaatbaarheid van die membraan 'n belangrike faktor in die bepaling van die behandelingsdoeltreffendheid. 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 op die gebied 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 verhoog HPMC die deurlaatbaarheid van die membraan, wat die filtrasieproses doeltreffender maak en die verlies van voedingstowwe vermy.
As 'n multifunksionele toevoeging speel HPMC 'n beduidende rol in die voorbereiding van keramiekmembrane. Dit verbeter effektief die deurlaatbaarheid van keramiekmembrane deur die porieëstruktuur te reguleer, die sintertemperatuur te verminder en die vloeibaarheid van die suspensie te verbeter. Die porievormende middel-effek van HPMC, die verbetering van hidrofilisiteit en die verbetering van die eenvormigheid van die membraanstruktuur maak dat die keramiekmembraan uitstekende deurlaatbaarheid toon in verskeie filtrasie- en skeidingstoepassings. Met die voortdurende ontwikkeling van keramiekmembraantegnologie, sal HPMC in meer velde as 'n bymiddel gebruik word, wat meer moontlikhede bied vir die bevordering van membraantegnologie.
Postyd: 30-Sep-2024