超滤超滤膜材料选择

  • 可以用来制造超滤膜的材质很多,包括聚偏氟乙烯 (PVDF)、聚醚砜 (PES)、聚丙烯 (PP)、聚乙烯 (PE)、聚砜 (PS)、聚丙稀腈 (PAN)、聚氯乙稀 (PVC)等。20 世纪90 年代初,聚醚砜材料在商业上取得了应用;
    而90 年代末,性能更优良的聚偏氟乙烯超滤膜开始被广泛地应用于水处理行业。聚偏氟乙烯和聚醚砜成为目前最广泛使用的超滤膜材料。
    当超滤用于水处理时,其材质的化学稳定性和亲水性是两个最重要的性能。化学稳定性决定了膜材料在酸碱、氧化剂、微生物等的作用下的寿命,其还直接关系到清洗工艺的选择;亲水性则决定了膜材料对水中污染物的抗污染能力,影响膜的通量。
    聚偏氟乙烯 (PVDF) 材质的化学稳定性最为优异,耐受氧化剂(次氯酸钠等)的能力是聚醚砜、聚砜等材料的10 倍以上。在水处理中,微生物和有机物污染往往是造成超滤膜污染的主要原因,而氧化剂清洗则是恢复超滤过滤通量最有效的手段,此时聚偏氟乙烯 (PVDF) 材质体现出了其优越性。
    亲水性好的膜材料就不容易被污染,污染后也容易清洗恢复。亲水性往往采用接触角来衡量。
    接触角的含义如下图所示,值越大,表明材料越疏水,当等于零时,表明液体(水)能浸润固体表面,以下是一些数据。
    大量的研究结果发现,用接触角来评价膜的抗污染性能有一定的局限性。这是由于一方面接触角的测定数据本身不够准确,它受到被测材质表面的光滑程度、水的纯度以及测定技术的影响;另一方面,当浓差极化等问题突出时,膜本身性质的影响则退居次席。