HPMC (Хидроксипропил метил целулоза) е вообичаен органски полимерен додаток кој широко се користи во подготовката на керамички мембрани. Керамичките мембрани се широко користени во филтрација, сепарација и прочистување на течности поради нивната добра механичка сила, отпорност на корозија и отпорност на високи температури. Сепак, пропустливоста на керамичките мембрани е еден од клучните фактори кои влијаат на нивната изведба. Со цел да се подобри пропустливоста на керамичките мембрани, додавањето соодветни адитиви стана едно од важните средства.
1. Улогата на HPMC во подготовката на керамичките мембрани
Регулација на структурата на порите
За време на подготовката на керамичките мембрани, HPMC игра улога во регулирањето на структурата на порите. Со додавање на HPMC во кашеста маса, може ефикасно да го контролира формирањето на порите во керамичката мембрана. HPMC ќе се распадне за време на синтерување на висока температура за да формира порамномерна структура на порите, што е од клучно значење за подобрување на пропустливоста на керамичките мембрани. Еднообразноста на дистрибуцијата на големината на порите и зголемувањето на порозноста прават мембраната да има поголема пропустливост додека ја одржува цврстината, а со тоа ја зголемува стапката на пробивање на течноста.
Намалете ја температурата на синтерување
Температурата на синтерување на керамичката мембрана директно влијае на нејзината микроструктура. HPMC може да ја намали температурата на синтерување на керамичките мембрани, така што тие можат да формираат мембранска структура со одлична пропустливост на пониска температура. Намалувањето на температурата на синтерување не само што помага да се заштеди енергија, туку и го забавува прекумерниот раст на зрната, а со тоа ја одржува стабилноста и пропустливоста на структурата на порите.
Подобрете ја флуидноста на кашеста маса
Како додаток, HPMC исто така може да ја подобри флуидноста на керамичката кашеста маса и да ги подобри перформансите на формирање на кашеста маса за време на подготовката на мембраната. Со подобрување на реолошките својства на кашеста маса, кашеста маса може да биде порамномерно распоредена на површината на подлогата за да формира керамичка мембрана со еднаква дебелина и умерена густина. Оваа добра формабилност, исто така, помага да се подобри пропустливоста на финалната мембрана.
2. Механизам на HPMC за подобрување на пропустливоста
Молекуларната структура на HPMC содржи голем број хидроксилни и метокси групи, што го прави да има добра растворливост во вода и својства за формирање филм. Во подготовката на керамичките мембрани, HPMC ги игра следниве улоги:
Улога на агент за формирање на пори
HPMC се подложува на термичко распаѓање за време на процесот на синтерување за да произведе гас. Овие гасови формираат голем број фини пори внатре во мембраната, делувајќи како средство за формирање на порите. Создавањето пори ја помага флуидноста на течноста што минува низ керамичката мембрана, а со тоа ја подобрува пропустливоста на мембраната. Покрај тоа, распаѓањето на HPMC исто така може да го избегне блокирањето на порите на површината на мембраната и да ги задржи порите непречени.
Подобрете ја хидрофилноста на мембраната
Хидроксилните групи во HPMC формираат водородни врски со молекулите на водата, што ја прави површината на керамичката мембрана похидрофилна. Откако ќе се подобри хидрофилноста на површината на мембраната, течноста полесно се дифузира и продира на површината на мембраната, што значително ја подобрува ефикасноста на пенетрација при третман и филтрирање на водата. Покрај тоа, хидрофилноста може ефикасно да го намали загадувањето и блокадата формирана од течноста на површината на мембраната, а со тоа дополнително да ја подобри пропустливоста.
Униформност и стабилност на структурата на мембраната
Додавањето на HPMC може да ја направи микроструктурата на керамичката мембрана порамномерна. За време на процесот на синтерување, присуството на HPMC може ефикасно да ја инхибира прекумерната агрегација на керамичките прашоци, правејќи ја структурата на порите на мембраната рамномерно распоредена, а со тоа ја подобрува пропустливоста на мембраната. Во исто време, HPMC може да ја стабилизира кашеста маса за време на процесот на подготовка на мембраната, да спречи таложење и раслојување на кашеста маса за време на процесот на обликување и на тој начин да обезбеди униформност на керамичката мембрана.
3. Примери за примена на HPMC и анализа на ефекти
Во некои практични апликации, додавањето на HPMC значително ја подобрува пропустливоста на керамичките мембрани. Земајќи го како пример третманот на водата, со додавање на HPMC во процесот на подготовка на керамичките мембрани, подготвените мембрански материјали покажуваат висок проток на вода и одлични перформанси против загадување. Во процесот на третман на отпадни води, пропустливоста на мембраната е важен фактор за одредување на ефикасноста на третманот. Керамичката мембрана со додадена HPMC може да постигне висок флукс на вода при низок притисок, што значително ја подобрува ефикасноста на третманот и ги намалува оперативните трошоци.
HPMC е исто така широко користен во технологијата за сепарација на керамички мембрани во областа на храната, медицината итн. Ги оптимизира ефектите на филтрација и сепарација на мембраната преку подобрување на пропустливоста на мембраната. На пример, во процесот на филтрирање на млекото, HPMC ја подобрува пропустливоста на мембраната, правејќи го процесот на филтрирање поефикасен и избегнувајќи губење на хранливи материи.
Како мултифункционален додаток, HPMC игра значајна улога во подготовката на керамичките мембрани. Ефикасно ја подобрува пропустливоста на керамичките мембрани со регулирање на структурата на порите, намалување на температурата на синтерување и подобрување на флуидноста на кашеста маса. Ефектот на средството за формирање на пори на HPMC, подобрувањето на хидрофилноста и подобрувањето на униформноста на структурата на мембраната прават керамичката мембрана да покаже одлична пропустливост во различни апликации за филтрирање и сепарација. Со континуираниот развој на технологијата за керамички мембрани, HPMC ќе се користи во повеќе полиња како додаток, обезбедувајќи повеќе можности за унапредување на мембранската технологија.
Време на објавување: 30-септември 2024 година