均質離子交換膜

均質離子交換膜

均質離子交換膜(homogeneous ion exchange membrane)是指具有離子交換功能的高分子膜。根據膜結構或製造方法的不同,分為均質離子交換膜、半均質離子交換膜和非均質離子交換膜。由苯乙烯-二乙烯基苯共聚物製成的分離膜是均質離於交換膜,已實際套用,並根據離子交換基的種類分為陽離子交換膜和陰離子交換膜,還有陽離子交換基和陰離子交換基均勻分布的兩性離子交換膜。

流延法均質離子交換膜

結構式

這類產品包括多種不同結構的離子交換膜,其中主要的有如下幾種。

(1)苯乙烯型陽、陰離子交換膜結構式

苯乙烯型陽、陰離子交換膜結構式 苯乙烯型陽、陰離子交換膜結構式

(2)聚碸陰離子交換膜結構式

聚碸陰離子交換膜結構式 聚碸陰離子交換膜結構式

製法

這類離子交換膜的製法是用聚合物溶液或乳液採用流延、浸漬等方法製成膜狀物,再經適當後處理即製成離子交換膜。

(1)丁苯膠乳膜

將含苯乙烯大於30%的丁苯膠乳用蒸餾水稀釋至含橡膠50%,加油酸鉀,通氮氣逐出氧,加二乙烯苯攪拌乳化,再加過硫酸鉀後聚合,得交聯丁苯膠乳,用增強網布浸漬交聯丁苯膠乳,風乾後即得基膜,此基膜用濃硫酸磺化並經後處理,轉型後即為陽離子交換膜。若基膜用氯甲甲醚進行氯甲基化,再用三甲胺醇或其水溶液胺化後即得陰離子交換膜。

(2)聚碸陰離子交換膜

將聚碸與氯甲甲醚反應製得氯甲基化聚碸。將它溶於適當溶劑,用增強網浸漬,烘乾,得氯甲基化基膜,再以三甲胺水溶液胺化後,得聚碸陰離子交換膜。

(3)聚苯醚陽離子交換膜

聚苯醚磺酸溶於二甲基甲醯胺,將此溶液流延子玻璃板,烘乾後即得聚苯醚陽離子交換膜。

物化性質

性質同非均質離子交換膜。但由於均質離子交換膜選用適當的增強網,結構均勻而緻密,電性能較好,滲漏少,耐介質性好,因而可擴大離子交換膜套用領域。

用途

用於海水濃縮製鹽,海水及苦鹹水淡化,初級純水製造及廢水處理等電滲析過程。也用於反滲透、超過濾、滲柄、電解、電池等過程。近年來,在新的膜分離技術—透過汽化過程中得到套用。

本體聚合法均質離予交換膜

分類

本類產品包括苯乙烯型陽、陰離子交換膜,丙烯酸型陽離子交換膜,乙烯吡啶型陽離子交換膜等,某些品種含丁二烯等作為共聚組分。

製法

本類產品製法特點是從單體直接製成膜狀聚合物。有兩種主要製法,即切削法和鑄型法。鑄型法又可分成兩類:平行板鑄型法和有隔離膜的鑄型法。

(1)切削法

將苯乙烯於氮氣流中預聚,將苯乙烯、丁二烯和過氧化醯類在壓熱釜中預聚。將上述兩種預聚物和一定量的二乙烯苯、二叔丁基過氧化物混合均勻,在氮氣流下緩慢聚合成塊狀聚合物。將此塊狀物在平削機上切削成0.2mm厚的薄膜,此膜再用乙醇萃取除去可溶性物即得基膜。此基膜以濃硫酸磺化並經後處理、轉型後即為陽離子交換膜;若用氯甲甲醚進行氯甲基化,再用三甲胺醇或其水溶液胺化後即得陰離子交換膜。

以其它單體代替(或部分代替)苯乙烯,聚合成膜後進行相適應的後處理可製得其它類型的離子交換膜,如乙烯吡啶型陰離子交換膜。

(2)鑄型法

將苯乙烯、聚氯乙烯、增塑劑,過氧化笨甲醯配成“糊”,將此“糊”塗於聚氯乙烯增強網上,以隔離膜和上述塗過“糊”的增強網一同卷於膜輥,並於氮氣下加熱聚合。聚合完畢後在剝膜機上分別剝取隔離膜和製得的基膜。此增強基膜用前述相同的方法處理可製成陽性或陰性離子交換膜。

以其它單體代替(或部分代替)苯乙烯,聚合成膜後進行相適應的煢處理可製得其它類型的離子交換膜,如乙烯吡啶型陰離子交換膜。

物化性質

性質同非均質離子交換膜。此外,由於均質離子交換膜採用耐酸、鹼性較好的聚氯乙烯等增強網,使離子交換膜整體耐酸、鹼性較好。該膜結構均勻,而且較為緻密,電性能較好,滲漏少,因而套用領域較廣。

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