Хидроксипропил метилцелулоза (ХПМЦ), као полимерни материјал, често се користи у различитим индустријским областима, укључујући грађевинску, храну, фармацеутске и друге поља. Последњих година ХПМЦ је такође показао велики потенцијал у припреми и примјени керамичких мембрана. Керамичке мембране се широко користе у пречишћавању воде, хемијских, фармацеутских и другим индустријама због високе механичке чврстоће, отпорност на високу температуру, киселину и алкални отпор и друге карактеристике. ХПМЦ постепено постаје неопходан помоћни агент у припреми керамичких мембрана побољшавајући структуру керамичких мембрана, побољшавајући њихове перформансе и оптимизацију њиховог припрема.
1. Основне карактеристике ХПМЦ-а и увод у керамичке мембране
ХПМЦ је ненионски целулозни етер са добром растворљивошћу на води, топлотни гелатион, својства формирања филма и згушњавања. Ове карактеристике ХПМЦ-а омогућавају му да пружи боље оперативне перформансе и перформансе производа у многим процесима припрема. У припреми керамичких мембрана, ХПМЦ углавном игра више улога, као што су поре појача, везива и модификатори.
Керамичке мембране су мембрански материјали са микропорозним структурама које су направљене од синтрања керамичких материјала (као што су глинина, цирконијум оксид, титан диоксид итд.), Са високом хемијском отпорношћу и одличне механичке чврстоће. Керамичке мембране се широко користе у пречишћавању воде, филтрирање хране и пића, фармацеутска раздвајање и друга поља. Међутим, припремни процес керамичких мембрана је компликован, посебно у регулисању попречне структуре, густина мембранских материјала и уједначеност површине мембране. Стога додавање адитива као што је ХПМЦ може ефикасно побољшати структуру и перформансе керамичких мембрана.
2 Улога ХПМЦ-а у припреми керамичких мембрана
Улога пореката пора
Током припреме керамичких мембрана, мембрански материјали морају имати одговарајућу порозност и дистрибуцију пора да би осигурао њихов добар ефекат филтрације. ХПМЦ, као ракадар, као рак, може да испате током процеса синтеровања керамичких мембранских материјала да би формирао јединствену структуру пора. ХПМЦ ће се разградити и истати на високим температурама и неће остати у керамичкој мембрани, чиме се генеришу на расподјели подморје величине и дистрибуције. Овај ефекат чини ХПМЦ важним адитивом у припреми микропорозних и ултрафилтрацијских керамичких мембрана.
Побољшати механичка својства мембранских материјала
ХПМЦ има одличну својства која формира филм и може побољшати механичка својства мембранских материјала током припреме керамичких мембрана. У раној фази формирања керамичке мембране, ХПМЦ се може користити као везиво за мембрански материјал за унапређење интеракције између честица, на тај начин побољшава укупну снагу и стабилност керамичких мембрана. Посебно у процесу формирања керамичких мембрана, ХПМЦ може спречити пуцање и деформацију мембране празнина и осигурати механичку чврстоћу керамичке мембране након синтеровања.
Побољшати густину и униформност керамичких мембрана
ХПМЦ такође може побољшати густину и униформност керамичких мембрана. У припреми процеса керамичких мембрана, јединствена дистрибуција мембранских материјала је пресудна за перформансе мембране. ХПМЦ има одличну дисперзивност и може помоћи да се керамичким прашима могу равномерно распоређивати у раствору, чиме се избегавају оштећења или локалне неравнотеже у мембранском материјалу. Поред тога, вискозност ХПМЦ-а у раствору може да контролише стопу седиментације керамичких прахова, чинећи мембрански материјал гунзичан и гладак током процеса формирања.
Побољшајте површинску својства керамичких мембрана
Друга главна улога ХПМЦ-а је побољшање површинских својстава керамичких мембрана, посебно у погледу хидрофилности и анти-фаулирајућих својстава мембране. ХПМЦ може да прилагоди хемијска својства површине мембране током припреме керамичких мембрана, што га чини више хидрофилним, на тај начин побољшавају анти-фаулирање мембране. У неким апликацијама површина керамичке мембране лако се адсорбују загађивачима и не успева. Присуство ХПМЦ-а може ефикасно смањити појаву овог феномена и повећати радни век века керамичке мембране.
3. Синергистички ефекат ХПМЦ-а и других адитива
У припреми керамичких мембрана, ХПМЦ обично ради у синергији са другим адитивима (као што су пластификатори, распршивачи, стабилизатори итд.) Да оптимизују перформансе мембране. На пример, комбинована употреба са пластификаторима може да се скупља керамичке мембране више уједначене током синтеровања и спречавају производњу пукотина. Поред тога, синергистички ефекат ХПМЦ-а и дисперзаната помаже да се равномерно дистрибуира керамичке прашке, побољшају униформност мембранских материјала и контролибилност структуре пора.
ХПМЦ се такође често користи у комбинацији са другим полимерним материјалима као што су полиетилен гликол (ПЕГ) и поливинил пиролидон (ПВП). Ови полимерни материјали могу даље прилагодити величину пора и дистрибуцију керамичких мембрана, чиме се постижу адаптивни дизајн за различите захтеве за филтрирањем. На пример, ПЕГ има добар ефекат формирања пора. Када се користи заједно са ХПМЦ, микропорозна структура керамичких мембрана може се тачно контролисати, на тај начин побољшати ефикасност филтрације мембране.
4. Проток процеса ХПМЦ интеграције у керамичку мембрану
Процес интегрисања ХПМЦ-а у керамичку мембрану обично укључује следеће кораке:
Припрема керамичког суспензија
Прво, керамички прах (као што је Алумина или цирконијум оксид) се помеша са ХПМЦ-ом и другим адитивима за припрему керамичке суспензије са одређеном флуитивном тељивом. Додавање ХПМЦ-а може подесити вискозност и дисперзибилност суспенције и осигурати јединствену дистрибуцију керамичког праха у суспензију.
Мембранско формирање мембране
Керамичка суспензија формирана је у потребну мембрану празно поступцима као што су ливење, екструзија или убризгавање. У овом процесу ХПМЦ може ефикасно спречити пуцање и деформацију мембране празне и побољшати униформност мембране.
Сушење и синтеровање
Након што се мембрана празна, она је синтерована на високој температури. У овом процесу, ХПМЦ испализе на високој температури, остављајући структуру пора и коначно формира керамичку мембрану са жељеном величином и порозношћу пора.
Пост-третман мембране
Након синтеровања, керамичка мембрана се може пост третирати у складу са захтевима за пријаву, као што су модификација површине, премаза или другим функционалним третманима, како би се даље оптимизирало њене перформансе.
5. Перспективе и изазови ХПМЦ-а у керамичким мембранским апликацијама
ХПМЦ има широке перспективе примене у припреми керамичких мембрана, посебно у врхунске апликације, као што су пречишћавање воде и одвајање гаса, где ХПМЦ значајно побољшава перформансе керамичких мембрана. Међутим, остатак ХПМЦ-а током синтеровања високих температура и његов утицај на дугорочну стабилност мембране и даље је потребно даље проучити. Поред тога, како даље оптимизирати његову улогу у керамичким мембранама молекуларним дизајном ХПМЦ-а је такође важан смер за будуће истраживање.
As an important auxiliary agent in the preparation of ceramic membranes, HPMC has gradually become one of the key materials in the preparation of ceramic membranes through its multi-faceted effects such as pore formation, enhanced mechanical properties, improved density and improved surface properties. У будућности, са континуираним развојем технологије керамичке мембране, ХПМЦ ће играти важну улогу у ширем распону поља, промовисање побољшања перформанси и ширење примене керамичких мембрана.
Вријеме поште: фебруар-17-2025