微滤（三）

4.1.11 溶剂蒸发相转化法制膜原理是什么？ 

溶剂蒸发法是相转化法中最简单的，也是目前使用最多的纤维素类微滤膜的制作方法。首先将聚合物溶于溶剂配成制膜液，然后将制膜液浇注并刮制在适当的支撑物（如平板玻璃、无纺聚酯、金属或聚合物如聚四氟乙烯）上，在一定的温度和气流速度下，在惰性环境中（如N₂、不含溶剂的蒸汽和水蒸气），随聚合物溶液内溶剂的蒸发，制膜液发生相转化，即高分子制膜液开始由单一均相逐渐分离成两种均匀的分散相。无数极细的液滴散布在另一液相中，大部分高分子不断地聚集到小液滴的周围，而母液中残留的高分子则越来越少。随着溶剂的继续蒸发，液滴相互接触，液相逐渐变成固相凝胶，最后形成一种孔结构分布均匀的膜。 制膜液一般由聚合物、溶剂、非溶剂和致孔剂等组成。溶剂为沸点较低、易挥发、对聚合物有良好溶解性的液体。非溶剂只能溶胀聚合物，致孔剂只有溶剂存在时可在一定浓度范围与聚合物互溶， 随着溶剂的蒸发，制膜液内溶液变成溶胶直至凝胶化。在凝胶化过程中，随着非溶剂和致孔剂不断析出，在凝胶层中形成空隙或通道，在收缩成型后形成多孔膜。 

4.1.12 气相沉淀相转化法制膜原理是什么？ 

该方法与溶剂蒸发相结合的聚合物沉淀法是大多数工业化生产微滤膜的基础。首先将聚合物和溶剂组成的制膜液制成平板膜式或管式膜结构，随后将其置于被溶剂饱和的非溶剂蒸汽气氛中，由于蒸汽相中溶剂浓度很高，防止了溶剂从膜中挥发出来，随着非溶剂扩散到薄膜中，溶剂和非溶剂相互交换，聚合物中的溶剂量减少，而非溶剂部分被溶剂吸收到聚合物中，膜便逐渐形成。然后进入另外一个干空气氛围中，使溶液完全蒸发，并对膜进行干燥。使用这种方法可以得到无皮层的多孔膜。 

4.1.13 什么是熔融拉伸法制膜工艺？ 

熔融拉伸法是由Calanese公司在20世纪70年代中期研究的—种新型的微孔膜制备方法。 此方法一般针对结晶态聚合物。工艺过程是先在应力场下挤压出中空纤维或平板膜，然后在接近聚合物熔点温度下，控制一定的拉伸速度进行拉伸（一般先进行冷拉，然后热拉），使膜的晶体结构遭到破坏，最后将拉伸后的平板或中空纤维膜在一定温度下热定型，使拉伸所产生的微孔结构保留下来。此时即可得到具有一定微孔结构微滤膜。 这种方法适合于聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯之类的热塑性材料，所制得的微滤膜孔隙率较高，可达90%，孔呈细长形，孔径范围为0.1～3μm，孔结构为细缝网络型。 

4.1.14 什么是核径迹-刻蚀法制膜工艺？ 

核径迹蚀刻法是采用物理和化学双重作用制备微滤膜的一种新方法。由放射性同位素裂变而产生高能粒子辐射，垂直撞击聚合物材料薄片（一般为聚酯、聚碳酸酯），使粒子穿过之处聚合物链节断裂，形成径迹，然后用刻蚀剂腐蚀掉径迹处的残缺本体材料，将此径迹扩大，形成具有很窄孔径分布的圆柱形孔，即成一种直通孔的微滤膜。 核径迹-刻蚀法制得的微滤膜为几何直孔结构，影响微滤膜孔结构的主要因素有：薄膜的厚度、高能荷电粒子的辐照时间、刻蚀液的浓度、刻蚀的时间、温度等。薄膜的厚度一般为5～15μm，所制得的微滤膜孔径一般在0.02～10μm之间，孔隙率一般为10%左右，由于膜较薄，因此流体透过速度与相转化法相当，而且对微粒的吸附或截留较普通微滤膜小很多，因此对于胶体、金属等贵重物质的处理有一定价值。这种膜一般具有亲水、耐热、耐酸、透光性好等特点。 

4.1.15 什么是溶出法制膜工艺？ 

溶出法制膜是在制膜基材中混入某些可互溶的水溶性高分子材料、可溶的溶剂或水溶性固体细粉等，共同混炼成制膜液并浇铸成膜，成膜后用水或其他溶剂将水溶性物质溶出，从而形成多孔膜。 如制膜过程中常将氯化钠、碳酸钙等细粉混入聚合物中制膜，最后以水或酸将其溶出即得多孔膜。 溶出法具有工艺简单、操作方便、膜结构和孔径容易控制等优点，因此常被实验室采用制备微滤膜。 

4.1.16 什么是浸出/分相法制膜？ 

浸出/分相法由Coring 公司提出，适用于制备无机材料的多孔玻璃膜。制膜过程中，首先将位于Na₂O-B₂O₃-SiO₂三元不混溶区内的硼硅酸玻璃在1500℃以上熔融，然后在500～800℃进行热处 理，使之分为不混溶的Na₂O-B₂O₃相和SiO₂相，再用5%左右的盐酸、硫酸或硝酸浸提，得到连续又互相贯通的网络状SiO₂多孔玻璃膜。 通过控制配料组成、分相温度和酸抽提条件等因素，用浸出法可制备出孔径20～2000nm之间的多孔玻璃膜。原料液中Na₂O-B₂O₃比例越大，分相温度越高，膜孔径越大；提高分相温度并延长分相时间可使膜的孔径分布变宽。 

4.1.17 什么是烧结法制膜？ 

烧结法是将一定大小颗粒的粉末进行压缩，然后在高温下烧结。制得的孔径大约为0.1～10μm，空隙率较低（10%～20%），异常耐热。烧结法是无机膜的主要制备方法，通常有陶瓷（氧化铝、氧化锆）、金属（不锈钢、钨）、石墨（碳）和玻璃（氧化硅）等，同时也可以制备聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯膜，此法工艺较为简单。 

4.1.18 什么是阳极氧化法制膜？ 

阳极氧化法是将高纯度的金属箔（如铝箔）置于酸性电解质溶液（如硫酸、磷酸）中进行电解阳极氧化。在氧化过程中，金属箔的一侧形成多孔的氧化层，另一侧金属被酸溶解，再经适当的热处理即可得到稳定的多孔氧化铝膜。 此方法制得的膜具有近似直孔的结构，控制好电解氧化过程，可得到孔径均一的对称和非对称膜。 目前这项技术还仅限于在实验室范围内用于制备氧化铝膜，且机械强度较低。