HPMC (Hidroksipropil metil celuloza) uobičajeni je organski polimerni aditiv koji se široko koristi u pripremi keramičkih membrana. Keramičke membrane naširoko se koriste u filtraciji tekućina, odvajanju i pročišćavanju zbog svoje dobre mehaničke čvrstoće, otpornosti na koroziju i otpornosti na visoke temperature. Međutim, propusnost keramičkih membrana jedan je od ključnih čimbenika koji utječu na njihovu izvedbu. Kako bi se poboljšala propusnost keramičkih membrana, dodavanje odgovarajućih aditiva postalo je jedno od važnih sredstava.
1. Uloga HPMC u pripremi keramičkih membrana
Regulacija strukture pora
Tijekom pripreme keramičkih membrana, HPMC igra ulogu u regulaciji strukture pora. Dodavanjem HPMC-a u kašu, može se učinkovito kontrolirati stvaranje pora unutar keramičke membrane. HPMC će se razgraditi tijekom visokotemperaturnog sinteriranja kako bi se stvorila jednoličnija struktura pora, što je ključno za poboljšanje propusnosti keramičkih membrana. Ujednačenost raspodjele veličine pora i povećanje poroznosti čine membranu većom propusnošću uz zadržavanje čvrstoće, čime se povećava brzina propusnosti tekućine.
Smanjite temperaturu sinteriranja
Temperatura sinteriranja keramičke membrane izravno utječe na njezinu mikrostrukturu. HPMC može smanjiti temperaturu sinteriranja keramičkih membrana, tako da mogu formirati strukturu membrane s izvrsnom propusnošću na nižoj temperaturi. Smanjenje temperature sinteriranja ne samo da pomaže uštedi energije, već također usporava prekomjerni rast zrna, čime se održava stabilnost i propusnost strukture pora.
Poboljšajte fluidnost kaše
Kao aditiv, HPMC također može poboljšati fluidnost keramičke kaše i poboljšati performanse oblikovanja kaše tijekom pripreme membrane. Poboljšanjem reoloških svojstava kaše, kaša se može ravnomjernije rasporediti po površini supstrata kako bi se formirala keramička membrana jednolike debljine i umjerene gustoće. Ova dobra sposobnost oblikovanja također pomaže poboljšati propusnost konačne membrane.
2. Mehanizam HPMC za poboljšanje propusnosti
Molekularna struktura HPMC-a sadrži veliki broj hidroksilnih i metoksi skupina, zbog čega ima dobru topljivost u vodi i svojstva stvaranja filma. U pripremi keramičkih membrana HPMC ima sljedeće uloge:
Uloga sredstva za stvaranje pora
HPMC se podvrgava toplinskoj razgradnji tijekom procesa sinteriranja da bi se proizveo plin. Ovi plinovi stvaraju veliki broj finih pora unutar membrane, djelujući kao sredstvo za stvaranje pora. Stvaranje pora pomaže fluidnosti tekućine koja prolazi kroz keramičku membranu, čime se poboljšava propusnost membrane. Osim toga, razgradnjom HPMC-a također se može izbjeći začepljenje pora na površini membrane i održati pore slobodnima.
Poboljšati hidrofilnost membrane
Hidroksilne skupine u HPMC-u stvaraju vodikove veze s molekulama vode, čineći površinu keramičke membrane hidrofilnijom. Nakon što se poveća hidrofilnost površine membrane, tekućina lakše difundira i prodire na površinu membrane, što značajno poboljšava učinkovitost prodiranja u obradi i filtraciji vode. Osim toga, hidrofilnost također može učinkovito smanjiti onečišćenje i blokade koje stvara tekućina na površini membrane, čime se dodatno poboljšava propusnost.
Ujednačenost i stabilnost strukture membrane
Dodatak HPMC može učiniti mikrostrukturu keramičke membrane ujednačenijom. Tijekom procesa sinteriranja, prisutnost HPMC-a može učinkovito spriječiti prekomjerno nakupljanje keramičkih prahova, čineći strukturu pora membrane ravnomjerno raspoređenom, čime se poboljšava propusnost membrane. U isto vrijeme, HPMC može stabilizirati kašu tijekom procesa pripreme membrane, spriječiti taloženje kaše i raslojavanje tijekom procesa kalupljenja i tako osigurati jednolikost keramičke membrane.
3. HPMC primjeri primjene i analiza učinaka
U nekim praktičnim primjenama, dodavanje HPMC značajno poboljšava propusnost keramičkih membrana. Uzimajući za primjer obradu vode, dodavanjem HPMC-a u procesu pripreme keramičkih membrana, pripremljeni membranski materijali pokazuju visok protok vode i izvrsnu učinkovitost protiv onečišćenja. U procesu pročišćavanja otpadnih voda, propusnost membrane je važan faktor u određivanju učinkovitosti pročišćavanja. Keramička membrana s dodatkom HPMC može postići visok protok vode pri niskom tlaku, što uvelike poboljšava učinkovitost tretmana i smanjuje operativne troškove.
HPMC se također široko koristi u tehnologiji odvajanja keramičkih membrana u području hrane, medicine itd. Optimizira učinke filtracije i odvajanja membrane poboljšavajući propusnost membrane. Na primjer, u procesu filtracije mlijeka, HPMC povećava propusnost membrane, čineći proces filtracije učinkovitijim i izbjegavajući gubitak hranjivih tvari.
Kao multifunkcionalni aditiv, HPMC ima značajnu ulogu u pripremi keramičkih membrana. Učinkovito poboljšava propusnost keramičkih membrana reguliranjem strukture pora, smanjenjem temperature sinteriranja i poboljšanjem fluidnosti kaše. Učinak HPMC-a koji stvara pore, povećanje hidrofilnosti i poboljšanje ujednačenosti strukture membrane čine da keramička membrana pokazuje izvrsnu propusnost u različitim primjenama filtriranja i odvajanja. Uz kontinuirani razvoj tehnologije keramičkih membrana, HPMC će se koristiti u više područja kao dodatak, pružajući više mogućnosti za napredak tehnologije membrana.
Vrijeme objave: 30. rujna 2024