HPMC (гідраксіпрапілметылцэлюлоза) - звычайная арганічная палімерная дабаўка, якая шырока выкарыстоўваецца пры вырабе керамічных мембран. Керамічныя мембраны шырока выкарыстоўваюцца ў фільтрацыі, падзеле і ачыстцы вадкасці дзякуючы іх добрай механічнай трываласці, устойлівасці да карозіі і ўстойлівасці да высокіх тэмператур. Аднак пранікальнасць керамічных мембран з'яўляецца адным з ключавых фактараў, якія ўплываюць на іх характарыстыкі. Для паляпшэння пранікальнасці керамічных мембран адным з важных сродкаў стала даданне адпаведных дабавак.
1. Роля ГПМЦ у падрыхтоўцы керамічных мембран
Рэгуляванне структуры пор
Падчас падрыхтоўкі керамічных мембран HPMC гуляе ролю ў рэгуляванні структуры пор. Дадаючы HPMC да завісі, можна эфектыўна кантраляваць адукацыю пор унутры керамічнай мембраны. HPMC будзе раскладацца падчас высокатэмпературнага спякання з адукацыяй больш аднастайнай структуры пор, што мае вырашальнае значэнне для паляпшэння пранікальнасці керамічных мембран. Раўнамернасць размеркавання пор па памеры і павелічэнне сітаватасці робяць мембрану больш высокай пранікальнасцю, захоўваючы пры гэтым трываласць, тым самым павялічваючы хуткасць пранікнення вадкасці.
Знізіць тэмпературу спякання
Тэмпература спякання керамічнай мембраны напрамую ўплывае на яе мікраструктуру. HPMC можа знізіць тэмпературу спякання керамічных мембран, каб яны маглі ўтвараць мембранную структуру з выдатнай пранікальнасцю пры больш нізкай тэмпературы. Зніжэнне тэмпературы спякання не толькі дапамагае эканоміць энергію, але і запавольвае празмерны рост зерняў, тым самым захоўваючы стабільнасць і пранікальнасць структуры пор.
Палепшыць цякучасць завісі
У якасці дадатку HPMC можа таксама палепшыць цякучасць керамічнай суспензіі і павысіць прадукцыйнасць фармавання суспензіі падчас падрыхтоўкі мембраны. Палепшыўшы рэалагічныя ўласцівасці завісі, завісь можа быць больш раўнамерна размеркавана па паверхні падкладкі з адукацыяй керамічнай мембраны аднастайнай таўшчыні і ўмеранай шчыльнасці. Такая добрая формуемость таксама дапамагае палепшыць пранікальнасць канчатковай мембраны.
2. Механізм HPMC для паляпшэння пранікальнасці
Малекулярная структура HPMC змяшчае вялікую колькасць гідраксільных і метоксильных груп, што робіць яго добрай растваральнасцю ў вадзе і пленкообразующими ўласцівасцямі. У падрыхтоўцы керамічных мембран HPMC выконвае наступныя ролі:
Ролю пораўтваральніка
HPMC падвяргаецца тэрмічнаму раскладанню ў працэсе спякання з атрыманнем газу. Гэтыя газы ўтвараюць вялікую колькасць тонкіх пор ўнутры мембраны, дзейнічаючы як пораўтваральнік. Стварэнне пор спрыяе цякучасці вадкасці, якая праходзіць праз керамічную мембрану, тым самым паляпшаючы пранікальнасць мембраны. Акрамя таго, раскладанне HPMC можа таксама пазбегнуць закаркавання пор на паверхні мембраны і захаваць поры бесперашкоднымі.
Палепшыць гідрафільнасць мембраны
Гідраксільныя групы ў ГПМЦ утвараюць вадародныя сувязі з малекуламі вады, што робіць паверхню керамічнай мембраны больш гідрафільнай. Пасля павышэння гідрафільнасці паверхні мембраны вадкасць лягчэй дыфузіюе і пранікае на паверхню мембраны, што значна павышае эфектыўнасць пранікнення пры ачыстцы і фільтрацыі вады. Акрамя таго, гідрафільнасць можа таксама эфектыўна паменшыць забруджванне і засор, які ўтвараецца вадкасцю на паверхні мембраны, тым самым яшчэ больш паляпшаючы пранікальнасць.
Аднастайнасць і стабільнасць структуры мембраны
Даданне HPMC можа зрабіць мікраструктуру керамічнай мембраны больш аднастайнай. Падчас працэсу спякання прысутнасць HPMC можа эфектыўна перашкаджаць празмернай агрэгацыі керамічных парашкоў, робячы структуру пор мембраны раўнамерна размеркаванай, тым самым паляпшаючы пранікальнасць мембраны. У той жа час HPMC можа стабілізаваць завісь у працэсе падрыхтоўкі мембраны, прадухіліць выпадзенне і расслаенне завісі ў працэсе фармавання і, такім чынам, забяспечыць аднастайнасць керамічнай мембраны.
3. Прыклады прымянення HPMC і аналіз эфектаў
У некаторых практычных прымяненнях даданне HPMC значна паляпшае пранікальнасць керамічных мембран. Прымаючы ў якасці прыкладу ачыстку вады, шляхам дадання ГПМЦ у працэсе падрыхтоўкі керамічных мембран падрыхтаваныя мембранныя матэрыялы дэманструюць высокі паток вады і выдатныя характарыстыкі супраць забруджвання. У працэсе ачысткі сцёкавых вод пранікальнасць мембраны з'яўляецца важным фактарам, які вызначае эфектыўнасць ачысткі. Керамічная мембрана з даданнем HPMC можа дасягнуць высокага патоку вады пры нізкім ціску, што значна павышае эфектыўнасць апрацоўкі і зніжае эксплуатацыйныя выдаткі.
HPMC таксама шырока выкарыстоўваецца ў тэхналогіі падзелу керамічных мембран у харчовай, медыцынскай і г.д. Ён аптымізуе эфекты фільтрацыі і падзелу мембраны за кошт паляпшэння пранікальнасці мембраны. Напрыклад, у працэсе фільтрацыі малака HPMC павышае пранікальнасць мембраны, робячы працэс фільтрацыі больш эфектыўным і пазбягаючы страты пажыўных рэчываў.
У якасці шматфункцыянальнай дабаўкі ГПМЦ гуляе значную ролю ў падрыхтоўцы керамічных мембран. Ён эфектыўна паляпшае пранікальнасць керамічных мембран, рэгулюючы структуру пор, зніжаючы тэмпературу спякання і паляпшаючы цякучасць завісі. Эфект пораўтваральніка ГПМЦ, павышэнне гідрафільнасці і паляпшэнне аднастайнасці структуры мембраны робяць керамічную мембрану выдатнай пранікальнасцю ў розных прымяненнях фільтрацыі і падзелу. З бесперапынным развіццём тэхналогій керамічных мембран HPMC будзе выкарыстоўвацца ў большай колькасці абласцей у якасці дадатку, што дае больш магчымасцей для развіцця мембранных тэхналогій.
Час публікацыі: 30 верасня 2024 г