无纺布相关影响反渗透膜因素的分析

无纺布影响反渗透膜相关因素的分析（鉴于商业性，本文档中的无纺布厂家一律用字母替代）1.铸膜体系简介2.不同类型无纺布的特点3.基于现有认知对无纺布相关因素的分析一.铸膜体系简介铸膜体系的引入是对无纺布相关要求的基础，不同铸膜液对无纺布要求不一样。一般来说低粘度铸膜液更多倾向于选用细纤无纺布或纤维稍粗但密度较大的无纺布，而高粘度的铸膜液选用粗纤无纺布。因此铸膜液体系会初步决定所选用无纺布的方向。超滤膜：300~500mpa.s纳滤膜：800~1100mpa.s低粘度体系A厂细纤无纺布现有铸膜体系为：高粘度铸膜体系像陶氏，由于其固含量高，铸膜液粘度更高选用的是粗纤无纺布。二.不同类型无纺布的特点同一体系下对A厂外的B、C、D和E等国外厂家的无纺布做过不同的表征和实验，结果各有差异。现有表征手段主要从基本参数、红外、表面和断面电镜方面查考。而红外图谱初步表明不同无纺布吸收峰相同即各无纺布所用成分基本一样。厂家克重厚度密度拉伸强度N/15mm透气度g/m³mmg/cm³MDCDcc/c㎡/secA74-760.090.811653.92.1B82-850.090.996432.1C81-840.090.983.3658.841.5D75-800.10.860301.5-5.5E840.10.981.0528.942.92.1常用规格参数：2.2不同无纺布表面电镜：A厂无纺布光面电镜500倍B厂无纺布光面电镜700倍C厂某款无纺布光面电镜500倍D厂某款无纺布光面电镜700倍E厂某款无纺布光面电镜500倍铸膜均采用光面涂覆，可以看到不同无纺布表面电镜差别较大，A、B和D次面孔隙率较高，而C和E的孔隙率低，孔也比较少。在铸膜时，其渗透性能也会不一样，进而影响相关基膜的性能。适用度：DA=BCE2.3不同无纺布断面电镜：A无纺布断面电镜1000倍B无纺布断面电镜1000倍C无纺布断面电镜1000倍D无纺布断面电镜1000倍E无纺布断面电镜1000倍不同无纺布在纤维粗细、纤维层数和紧密度上都存在一定差异。A、D采用细纤，B则粗纤和细纤混合搭配，而C和E则采用粗纤。A无纺布纤维层数9层左右，B的9-11层，C的分为6-8层，E的为10层，D的则是5-7层。紧密度方面：D明显要相对疏松，其他几款无纺布比较相近。2.4不同无纺布纤维粗细对比BDCEA糙面/μm7.0-19.56.2-7.410.2-13.012.1-13.76.8-8.3光面/μm6.3-8.05.5-7.410.9-12.611.3-12.77.2-8.6平均直径/μm(仅供参考)15/7.56.812/11.513.0/12.07.8根据表中的数据的对比结果和前面的电镜对比结果，两者基本吻合。细纤无纺布，在填充密度上要明显小于粗纤无纺布，但在纤维层数上，细纤无纺布的纤维层数也往往会多一点。在表面上，细纤无纺布由于分布相对更均匀，其表面的孔径分布也更均匀一点，孔隙率相对粗纤无纺布要高。三.基于现有认知对无纺布相关因素的分析由于不同无纺布在结构上的差异导致的在实验效果上的好坏，可以说明，纤维粗细和纤维排布对最后膜片的性能起着非常重要的作用。我们基于现有认知度认为无纺布的纤维粗细、无纺布密度、透气度、平滑度这几个因素对反渗透膜的制作有很大影响。密度作为单一因素提出来已经包含了对无纺布克重和厚度的衡量。“密度”厚度克重另外，针对掉纤维的情况还考虑了无纺布耐磨度，具体情况还在考察中。纤维粗细（直径）基于前面的介绍，已经知道针对现有的低粘度铸膜液体系，细纤是使用上的可选择性明显大于粗纤，相关性能较好的粗纤无纺布在其他指标上也有明显优于同类无纺布的地方。以A厂家无纺布和C无纺布对比，A无纺布使用的是细纤，填充密度为0.79g/cm³，而C使用的是粗纤，0.87g/cm³。两者厚度均在94微米左右。纤维越粗，若要考虑在同一体系下适用则密度必须越大，以保证其相关渗透性能。A无纺布断面纤维直径测量图C无纺布断面直径测量图密度此因素的提出与纤维直径相挂钩。还是对现有的低粘度体系而言，粗纤与细纤无纺布适用度与密度和纤维直径呈幂函数的形式变化趋势。（根据现有相关数据推断），无纺布密度越小，则必须要构成的纤维比较细才可能适用，密度提高，则对纤维指直径的要求也会放宽。DAC6.87.811.8纤维直径/μm实验效果密度/g/c㎡0.750.790.87=0.04=0.08现有的数据表明，在无纺布适用度相差不大的情况下，纤维密度和直径之间并非呈线性关系，但曲线走向呈递增趋势。透气度和平滑度透气度也是一个比较综合的指标，一般认为现在反渗透膜对无纺布的要求为低透气度。透气度高，则纤维与纤维之间比较疏松或者无纺布的孔隙率较大，明显会影响渗透性能。而相关实验也证实了这一点。但具体对基膜的影响关系暂不清楚。平滑度作为一个因素提出考虑的是渗透的容易度和铸膜的均一性。目前缺乏相关的测试手段，但根据相关测试结果看不同无纺布之间的平滑度差异性也较大。编号DABCE光面16.920.143.526.526.08糙面14.41826.318.624.22很容易看出，无纺布平滑度和纤维直径也直接挂钩。纤维直径越大，平滑度越高，反之则越低。对于平滑度与反渗透基膜之间的定量研究目前还比较少。不同厂家无纺布平滑度对比图此外还有无纺布的耐磨度等相关因素，在使用不同厂家无纺布的过程中出现了掉纤维的情况，通过电镜观测发现其表面纤维接头较多，且部分地方纤维与纤维之间的粘接也不是很牢固。因此在无纺布的表征和评价上，这也是要考虑的因素之一。然而，最终对膜片的影响是各因素共同作用的结果，因此要分析无纺布和铸膜体系之间的关系还有大量的工作要进行，在现有的工作基础上，找到比较符合现有铸膜透膜体系的无纺布和提高对无纺布的认知，为日后对无纺布的改进和合作打下基础仍是最主要的任务。Thanks