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中空纤维膜是如何形成的?中空纤维膜的特点是什么?

2020-09-27 15:29:23 江苏诺莱智慧水务装备有限公司 阅读

中空纤维膜是指外形像纤维状,具有自支撑作用的膜。中空纤维膜主要以聚砜、二甲基乙酰胺为原料加工成中空内腔的纤维丝,具有选择性渗透特性。那么中空纤维膜是如何形成的?中空纤维膜的特点是什么?

一、中空纤维膜是如何形成的?

1、溶液纺丝法

溶液纺丝法是最常用的成形方法。其成孔原理主要是在丝条凝固过程中,溶剂与非溶剂发生双扩散,使聚合物溶液变为热力学不稳定状态,既而发生液-液或固-液相分离,聚合物富相固化构成膜的主体,而聚合物贫相则形成所谓的孔结构。

形成的纤维膜常具有如图所示的结构特征,由图可以看到膜内外表面为致密层,内部有指状孔结构作为支撑层。

它又分为干/湿相转化法和湿/湿相转化法。有喷丝口的差异,支撑层和表面致密层材料的差异。

2、熔体纺丝-拉伸法

熔融纺丝一拉伸法。主要用于气体分离膜的制备。通过溶剂蒸发形成膜孔。

该方法主要是指将聚合物在高应力下熔融挤出,在后拉伸过程中,使聚合物材料垂直于挤出方向平行排列的片晶结构被拉开形成微孔,然后通过热定型工艺使孔结构得以固定。

此法基本属于熔融聚合物本体挤出,不需溶剂及其回收过程,工艺较为简单,生产效率较高,但要求较为苛刻,技术控制难度较大。

3、热致相分离法

此法就纺丝工艺而言也属于熔融纺丝,但其致孔机理与熔融纺丝法有较大区别。

它是将聚合物与一些高沸点的小分子化合物在高温下,形成均相液态,在降低温度过程中,成膜体系发生固-液或液-液相分离,然后通过萃取等方式脱除稀释剂,从而得到具备微孔结构的聚合物材料。

由于相分离致孔过程是因温度的改变而驱动的,故称这种方法为热致相分离法。

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二、特点是什么

1、过滤精度高:本工程采用0.03微米的中空纤维膜,可去除水中大于0.03微米的悬浮颗粒杂质,特别在污水再生回用技术中细菌总数的去除率可达到99.99%,大肠菌群去除率可达到100%。

2、填装密度大:在单位体积膜元件中,中空纤维膜的有效膜面积最大,过滤分离效率最高,从而大大减少了膜过滤设备的占地面积,节约了土建工程的费用,减少了投资,降低了运行成本。

3、过滤压力低:采用中空纤维分离膜的连续膜过滤设备,具有极低的运行压力,通常运行压力为0.05~0.08Mpa,从而降低了能耗,减少了投资,降低了运行成本。

4、易清洗:由于中空纤维膜的结构为单皮层,因此,中空纤维膜可以进行反冲洗及化学清洗。

在膜的清洗方式中反冲洗无疑是清洗效果最好的膜清洗方式,采用这种清洗方式可获得最好的清洗效果,可使膜性能得以最大限度恢复,从而延长膜的使用寿命,减少运行操作的劳动强度,降低运行费用。

5、可维修:中空纤维膜元件是由几千根或上万根中空纤维丝组装而成,一旦有个别纤维丝损坏,可以通过一定的方法检测出来,并对膜元件进行修复,经过修复的膜元件可以继续使用,而对分离效果没有任何影响。

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