HPMC (Hydroxypropyl Methyl Cellulose) on tavaline orgaanilise polümeeri lisand, mida kasutatakse laialdaselt keraamiliste membraanide valmistamisel. Keraamilisi membraane kasutatakse laialdaselt vedelike filtreerimisel, eraldamisel ja puhastamisel nende hea mehaanilise tugevuse, korrosioonikindluse ja kõrge temperatuurikindluse tõttu. Kuid keraamiliste membraanide läbilaskvus on üks peamisi tegureid, mis mõjutab nende jõudlust. Keraamiliste membraanide läbilaskvuse parandamiseks on üheks oluliseks vahendiks saanud sobivate lisandite lisamine.
1. HPMC roll keraamiliste membraanide valmistamisel
Pooride struktuuri reguleerimine
Keraamiliste membraanide valmistamisel mängib HPMC rolli pooride struktuuri reguleerimisel. HPMC lisamisega lägale saab see tõhusalt kontrollida pooride moodustumist keraamilises membraanis. HPMC laguneb kõrgel temperatuuril paagutamise ajal, moodustades ühtlasema pooride struktuuri, mis on keraamiliste membraanide läbilaskvuse parandamiseks ülioluline. Pooride suuruse jaotuse ühtlus ja poorsuse suurenemine muudavad membraani suurema läbilaskvuse, säilitades samal ajal tugevuse, suurendades seeläbi vedeliku läbilaskevõimet.
Alandage paagutamistemperatuuri
Keraamilise membraani paagutamistemperatuur mõjutab otseselt selle mikrostruktuuri. HPMC võib vähendada keraamiliste membraanide paagutamistemperatuuri, nii et need võivad madalamal temperatuuril moodustada suurepärase läbilaskvusega membraanistruktuuri. Paagutamistemperatuuri alandamine ei aita mitte ainult säästa energiat, vaid aeglustab ka terade liigset kasvu, säilitades seeläbi pooride struktuuri stabiilsuse ja läbilaskvuse.
Parandage läga voolavust
Lisaainena võib HPMC parandada ka keraamilise lobri voolavust ja suurendada lobri moodustumist membraani ettevalmistamise ajal. Parendades läga reoloogilisi omadusi, saab lobri substraadi pinnale ühtlasemalt jaotada, moodustades ühtlase paksuse ja mõõduka tihedusega keraamilise membraani. See hea vormitavus aitab parandada ka lõpliku membraani läbilaskvust.
2. HPMC mehhanism läbilaskvuse parandamiseks
HPMC molekulaarstruktuur sisaldab suurt hulka hüdroksüül- ja metoksürühmi, mistõttu on sellel hea vees lahustuvus ja kilet moodustavad omadused. Keraamiliste membraanide valmistamisel täidab HPMC järgmisi rolle:
Poore moodustava aine roll
HPMC läbib gaasi tootmiseks paagutamisprotsessi ajal termilise lagunemise. Need gaasid moodustavad membraani sees suure hulga peeneid poore, toimides poore moodustava ainena. Pooride teke soodustab keraamilist membraani läbiva vedeliku voolavust, parandades seeläbi membraani läbilaskvust. Lisaks võib HPMC lagunemine vältida ka pooride ummistumist membraani pinnal ja hoida poorid takistamatult.
Parandage membraani hüdrofiilsust
HPMC hüdroksüülrühmad moodustavad veemolekulidega vesiniksidemeid, muutes keraamilise membraani pinna hüdrofiilsemaks. Pärast membraanipinna hüdrofiilsuse suurendamist on vedelikku kergem hajutada ja membraani pinnale tungida, mis parandab oluliselt läbitungimise efektiivsust vee töötlemisel ja filtreerimisel. Lisaks võib hüdrofiilsus tõhusalt vähendada membraani pinnal oleva vedeliku tekitatud reostust ja ummistusi, parandades seeläbi veelgi läbilaskvust.
Membraani struktuuri ühtlus ja stabiilsus
HPMC lisamine võib muuta keraamilise membraani mikrostruktuuri ühtlasemaks. Paagutamisprotsessi ajal võib HPMC olemasolu tõhusalt pärssida keraamiliste pulbrite liigset agregatsiooni, muutes membraani pooride struktuuri ühtlaselt jaotunud, parandades seeläbi membraani läbilaskvust. Samal ajal saab HPMC stabiliseerida suspensiooni membraani ettevalmistamise protsessis, vältida lobri sadestumist ja kihistumist vormimisprotsessi ajal ning seega tagada keraamilise membraani ühtlus.
3. HPMC rakendusnäited ja mõjuanalüüs
Mõnes praktilises rakenduses parandab HPMC lisamine oluliselt keraamiliste membraanide läbilaskvust. Võttes näiteks veetöötluse, lisades keraamiliste membraanide valmistamise protsessi HPMC, on valmistatud membraanimaterjalidel suur veevool ja suurepärane reostusvastane toime. Reoveepuhastusprotsessis on membraani läbilaskvus oluline tegur puhastamise efektiivsuse määramisel. Keraamiline membraan, millele on lisatud HPMC, võib saavutada madalal rõhul suure veevoo, mis parandab oluliselt töötlemise efektiivsust ja vähendab tegevuskulusid.
HPMC-d kasutatakse laialdaselt ka keraamiliste membraanide eraldamise tehnoloogias toiduainete, meditsiini jne valdkonnas. See optimeerib membraani filtreerimis- ja eraldusefekte, parandades membraani läbilaskvust. Näiteks piima filtreerimisprotsessis suurendab HPMC membraani läbilaskvust, muutes filtreerimisprotsessi tõhusamaks ja vältides toitainete kadu.
Multifunktsionaalse lisandina mängib HPMC olulist rolli keraamiliste membraanide valmistamisel. See parandab tõhusalt keraamiliste membraanide läbilaskvust, reguleerides pooride struktuuri, vähendades paagutamistemperatuuri ja parandades läga voolavust. HPMC poore moodustava aine toime, hüdrofiilsuse suurendamine ja membraani struktuuri ühtluse parandamine muudavad keraamilise membraani suurepärase läbilaskvuse erinevates filtreerimis- ja eraldamisrakendustes. Keraamilise membraanitehnoloogia pideva arenguga kasutatakse HPMC-d rohkemates valdkondades lisandina, mis annab rohkem võimalusi membraanitehnoloogia edendamiseks.
Postitusaeg: 30. september 2024