图1. 多孔膜的分离特性
? 3. 高分子分离膜发展简史
早在20世纪初已有用天然高分子或衍生物制透析、电渗析、微孔过 滤膜的例子。1960年S.洛布和S.索里拉金成功开发了各向异性的不 对称膜的制备方法，由于起分离作用的活性层极薄，流体通过膜的 阻力小，从而开拓了高分子分离膜在工业上的应用。 70年代以来， 气体分离膜、透过蒸发膜、液体膜以及生物医学用膜的研究，开拓 了高分子分离膜应用的新领域。
三、高分子分离膜的制备
? 膜的制备方法包括膜制备原料的合成、膜的制备及膜的功能化 ，其中 膜原料的合成属于化学过程，膜制备及功能的形成属于物理过程或物 理化学过程。
? 膜的制备方法：有烧结法、拉伸法、径迹蚀刻法、 相转化法、溶胶— 凝胶法、蒸镀法和涂敷法等，此外还有复合膜的制备。
? 烧结法、拉伸法、径迹蚀刻法只能制备多孔膜，这种膜还可作为复合 膜的支撑层，采用相转化法可以制备 多孔膜，也可以制备致密膜，涂 敷法通常用来制备很薄但很致密的膜，具有很高的选择性和较低的通 量。
纤维素本身也能溶于某些 溶剂，如铜氨溶液、二硫化碳等。在溶解过 程中发生降解，相对分子质量降至几万到几十万，在成膜过程中又回 复到纤维素的结构，称为再生纤维素。再生纤维素广泛用于人工肾透 析膜材料和微滤、超滤膜材料。 ? 目前对纤维素类的分离膜进行了多种形式的改性研究，如氰乙基乙酸 纤维素、羟丙基乙酸纤维素、纤维素氨基甲酸酯等，以及纤维素与液 晶化合物，壳聚糖等共混，并采用了多种制备和表面处理工艺，以提 高其使用性能。
高分子分离膜材料
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高分子分离膜材料
高分子分离膜概述 高分子分离膜的材料 高分子分离膜的制备
一、高分子分离膜概述
? 1. 高分子分离膜及膜分离的定义
? 分离膜：若在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质能把流体 相分隔开来成为两部分，那么这一凝聚相物质就可称为分离膜。 分离膜具有选择透过性，它可以是固态的，也可以是液态的。
? 纤维素衍生物类
纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过 1, 4—β—甙链连接起来的
天然线性高分子化合物，其结构式为：
H
CH2OH
O
H
O
OH OH
H H
H OH
H OH
OH H
H
H O
H
O
CH2OH
H
CH2OH
O
H
O
OH
H H
H OH
H OH
OH H
H H
H
O OH
CH2OH
n_ 2
2
其上的羟基可以在催化剂（硫酸、高氯酸、氧化锌）的作用下与 冰醋
? 2. 膜的分类
分离膜的种类和功能繁多，不能用单一的方法来明确分类。 材料的性质——天然生物膜和合成膜。 膜的形态结构——多孔膜和非多孔膜，多孔膜又可分为对称膜和非对称膜， 而非多孔膜可分为整体不对称膜和复合膜。 膜的分离原理和推动力的不同——微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、 渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。
? 实现相转变过程的方法：溶剂蒸发、控制蒸发沉淀、热沉淀、蒸汽相
沉淀及浸没沉淀，大部分的相转化方法是利用 浸没沉淀来实现的。
? 浸没沉淀法
?L—S法制备分离膜工艺流程框图
聚合物
溶剂
添加剂
均质制膜液
流涎法制成平板型、圆管型；纺丝法制成中空纤维
蒸出部分溶剂
凝固液浸渍
水洗
后处理
非对称膜
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酸、醋酸酐等进行酯化反应，得到其衍生物。
? 由于纤维素的分子量较大，结晶性很强，因而很难溶于一般的溶剂。 通常对之进行改性使之醚化或酯化。如再生纤维素RCE、硝酸纤维素 CN、醋酸纤维素成的，主要用于反渗透膜材料， 也用于制造超滤膜和微滤膜。醋酸纤维素膜价格便宜，膜的分离和透 过的性能良好，但pH 使用范围窄（pH ＝4～8），容易被微生物分解 以及在高压操作下时间长了容易压密，使透过性下降。 硝酸纤维素（CN）由纤维素和硝酸制成。价格便宜，广泛用作透析 膜和微滤膜材料。为了增加膜的强度，一般与醋酸纤维混合使用。
? 其中相转化法是最为常用的制膜方法。
? 相转化法
相转化法是最重要的制膜方法，可制备多孔膜和致密膜，目前大多数
的工业用膜都用该方法制备。
? 基本过程：配制一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改 变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转 变成凝胶结构。这一过程的关键是制备均质溶液，并通过控制相转化 的过程来控制膜的形态，从而得到多孔膜或致密膜。
二. 高分子分离膜的材料
? 合成膜包括高分子膜和无机膜。有机高分子膜是指起分离作用的活性 层为有机高分子材料，而无机膜的活性分离层则为无机金属、金属氧 化物、陶瓷、玻璃、无机高分子材料等。 根据不同的膜分离过程和被分离介质，选择合适的聚合物作为膜材料 是制备分离膜关键所在。
? 高分子分离膜材料主要有纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺聚酰亚胺 类、聚酯类、聚烯烃类、有机硅聚合物、含氟聚合物等。
? 膜分离是一种很重要的分离技术，它的分离过程通常称为膜过程，也就是利 用薄膜对混合物组分的选择透过性使之在一定的推动力下进行分离。 膜分离过程可以是主动的，如渗透 ; 也可以是被动的，此时的推动力可以是 压力差、浓度差、电位差、温度差等。 利用高性能分离膜可以实现物质的浓缩、纯化、分离和反应促进等功能。