HPMC (Hydroxypropyl Methyl Cellulose) är en vanlig organisk polymertillsats som används i stor utsträckning vid framställning av keramiska membran. Keramiska membran används ofta i vätskefiltrering, separation och rening på grund av deras goda mekaniska hållfasthet, korrosionsbeständighet och hög temperaturbeständighet. Emellertid är permeabiliteten hos keramiska membran en av nyckelfaktorerna som påverkar deras prestanda. För att förbättra permeabiliteten hos keramiska membran har tillsats av lämpliga tillsatser blivit ett av de viktiga medlen.
1. HPMC:s roll vid framställningen av keramiska membran
Porstrukturreglering
Under beredningen av keramiska membran spelar HPMC en roll för att reglera porstrukturen. Genom att tillsätta HPMC till slammet kan det effektivt kontrollera bildandet av porer inuti det keramiska membranet. HPMC kommer att sönderdelas under högtemperatursintring för att bilda en mer enhetlig porstruktur, vilket är avgörande för att förbättra permeabiliteten hos keramiska membran. Likformigheten i porstorleksfördelningen och ökningen i porositet gör att membranet har högre permeabilitet samtidigt som det bibehåller styrkan, vilket ökar genomträngningshastigheten för vätskan.
Minska sintringstemperaturen
Sintringstemperaturen hos det keramiska membranet påverkar direkt dess mikrostruktur. HPMC kan minska sintringstemperaturen för keramiska membran, så att de kan bilda en membranstruktur med utmärkt permeabilitet vid en lägre temperatur. Minskningen av sintringstemperaturen hjälper inte bara till att spara energi, utan saktar också ner den överdrivna tillväxten av korn, och bibehåller därigenom stabiliteten och permeabiliteten hos porstrukturen.
Förbättra flytbarheten hos slurry
Som tillsats kan HPMC också förbättra flytbarheten hos keramisk slurry och förbättra formningsprestandan hos slurry under membranberedning. Genom att förbättra slammets reologiska egenskaper kan slammet fördelas mer jämnt på substratets yta för att bilda ett keramiskt membran med enhetlig tjocklek och måttlig densitet. Denna goda formbarhet hjälper också till att förbättra det slutliga membranets permeabilitet.
2. Mekanism för HPMC för att förbättra permeabiliteten
Den molekylära strukturen hos HPMC innehåller ett stort antal hydroxyl- och metoxigrupper, vilket gör att den har god vattenlöslighet och filmbildande egenskaper. Vid beredningen av keramiska membran spelar HPMC följande roller:
Porbildande agent roll
HPMC genomgår termisk nedbrytning under sintringsprocessen för att producera gas. Dessa gaser bildar ett stort antal fina porer inuti membranet, som fungerar som ett porbildande medel. Genereringen av porer hjälper till att flyta vätskan som passerar genom det keramiska membranet, vilket förbättrar membranets permeabilitet. Dessutom kan nedbrytningen av HPMC också undvika porblockering på membranytan och hålla porerna fria.
Förbättra membranets hydrofilicitet
Hydroxylgrupperna i HPMC bildar vätebindningar med vattenmolekyler, vilket gör den keramiska membranytan mer hydrofil. Efter att membranytans hydrofilicitet har förbättrats är vätskan lättare att diffundera och penetrera på membranytan, vilket avsevärt förbättrar penetrationseffektiviteten vid vattenbehandling och filtrering. Dessutom kan hydrofilicitet också effektivt minska föroreningen och blockeringen som bildas av vätskan på membranytan, och därigenom förbättra permeabiliteten ytterligare.
Enhetlighet och stabilitet hos membranstrukturen
Tillägget av HPMC kan göra det keramiska membranets mikrostruktur mer enhetlig. Under sintringsprocessen kan närvaron av HPMC effektivt hämma den överdrivna aggregeringen av keramiska pulver, vilket gör membranets porstruktur jämnt fördelad, vilket förbättrar membranets permeabilitet. Samtidigt kan HPMC stabilisera slurryn under membranberedningsprocessen, förhindra att slurryn fälls ut och skiktas under gjutningsprocessen och på så sätt säkerställa enhetligheten hos det keramiska membranet.
3. HPMC-applikationsexempel och effektanalys
I vissa praktiska tillämpningar förbättrar tillsatsen av HPMC avsevärt permeabiliteten hos keramiska membran. Med vattenbehandling som ett exempel, genom att lägga till HPMC i beredningsprocessen av keramiska membran, visar de förberedda membranmaterialen högt vattenflöde och utmärkt prestanda mot föroreningar. I processen för rening av avloppsvatten är membranets permeabilitet en viktig faktor för att bestämma reningseffektiviteten. Det keramiska membranet med HPMC tillsatt kan uppnå ett högt vattenflöde vid lågt tryck, vilket avsevärt förbättrar behandlingseffektiviteten och minskar driftskostnaden.
HPMC används också i stor utsträckning inom keramisk membranseparationsteknologi inom områdena livsmedel, medicin etc. Det optimerar membranets filtrerings- och separationseffekter genom att förbättra membranets permeabilitet. Till exempel, i mjölkfiltreringsprocessen, ökar HPMC membranets permeabilitet, vilket gör filtreringsprocessen mer effektiv och undviker förlust av näringsämnen.
Som en multifunktionell tillsats spelar HPMC en betydande roll vid framställningen av keramiska membran. Det förbättrar effektivt permeabiliteten hos keramiska membran genom att reglera porstrukturen, reducera sintringstemperaturen och förbättra slammets flytbarhet. Den porbildande medeleffekten av HPMC, förbättringen av hydrofilicitet och förbättringen av likformigheten i membranstrukturen gör att det keramiska membranet visar utmärkt permeabilitet i olika filtrerings- och separationsapplikationer. Med den kontinuerliga utvecklingen av keramisk membranteknologi kommer HPMC att användas inom fler områden som tillsats, vilket ger fler möjligheter för membranteknologins framsteg.
Posttid: 2024-09-30