В чем разница между фильтрующей мембраной без опоры и фильтрующей мембраной с опорой?

Мембраны без подложки и мембраны с подложкой представляют собой два типа мембранных материалов с разными структурными характеристиками. Мембраны фильтров без подложки, также известные как чистые мембраны, полностью состоят из активных фильтрующих материалов без какой-либо несущей структуры. Их называют «чистыми», потому что они содержат только фильтрующий материал и не содержат дополнительного поддерживающего материала. Эти мембраны, как правило, тоньше и более гибкие, что может привести к более высокой проницаемости и лучшей эффективности фильтрации. Однако мембраны без подложки могут быть более хрупкими и легко повреждаемыми, особенно при использовании под высоким давлением или в приложениях со значительными механическими нагрузками.

Композитные фильтрующие мембраны на подложке изготавливаются путем ламинирования или нанесения покрытия и в основном состоят из фильтрующих слоев, прикрепленных к пористым опорным структурам. Этот поддерживающий слой обеспечивает дополнительную прочность и стабильность мембраны, снижая вероятность ее повреждения или растрескивания во время использования. Опорные структуры могут быть изготовлены из различных материалов, таких как полимеры или волокна, и могут иметь поры разного размера и формы. Мембраны с опорой часто используются в условиях высокого давления или механических требований, где прочность мембраны является критическим фактором.

Основное различие между неподдерживаемой и неподдерживаемой мембранами можно понять из следующих моментов:

1. Состав: фильтрующая мембрана без подложки полностью изготовлена из активных фильтрующих материалов, которые подходят для относительно стабильной среды фильтрации при низком давлении, в то время как фильтрующая мембрана с подложкой включает в себя опорную структуру в дополнение к фильтрующему слою, который имеет характеристики высокая прочность на растяжение и возможность применения. Чаще встречается в промышленном производстве.

2. Прочность и стабильность. Фильтрующие мембраны на подложке обычно прочнее и стабильнее, чем мембраны без подложки, что делает их подходящими для приложений с высоким давлением или высокими механическими требованиями. Опора в определенной степени защищает мембрану фильтра. С одной стороны, поддержка также имеет фильтрующую способность; с другой стороны, адгезия между опорным слоем и фильтрующим слоем увеличивает ударную вязкость и прочность всей композитной мембраны.

3. Проницаемость и эффективность фильтрации. Мембрана чистого фильтра без подложки также имеет свои уникальные преимущества, которые могут иметь более высокую проницаемость и лучшую эффективность фильтрации благодаря более тонкой и гибкой структуре.

Выбор между фильтрующими мембранами без подложки и с подложкой будет зависеть от конкретных потребностей и требований применения фильтрации, таких как давление и скорость потока, механическое напряжение и желаемая эффективность фильтрации. Возьмем, к примеру, давление фильтрации. Неподдерживаемые мембраны легче повреждаются и деформируются под давлением, поэтому для них требуется более низкое давление фильтрации, чем для поддерживаемых мембран. Рекомендуемый диапазон давления фильтрации для мембран без подложки обычно составляет от 1 до 10 бар (от 14,5 до 145 фунтов на кв. дюйм) в зависимости от конкретного материала мембраны и размера пор. Мембраны с опорой могут выдерживать более высокое давление фильтрации благодаря своей усиленной конструкции, а рекомендуемое давление может быть выше, обычно от 5 до 20 бар (от 72,5 до 290 фунтов на кв. дюйм), в зависимости от конкретного материала мембраны и несущей конструкции. Превышение рекомендуемого давления фильтрации может привести к загрязнению, повреждению и снижению производительности мембраны. Таким образом, соответствующее давление фильтрации должно быть тщательно выбрано в соответствии со спецификациями мембраны и условиями эксплуатации, чтобы максимизировать производительность и срок службы мембраны.

Цитата

1.Rautenbach, R., & Vrouwenvelder, J. S. (2013). Membrane filtration: pressure-driven processes. In Encyclopedia of Membrane Science and Technology (pp. 1-26). John Wiley & Sons, Inc.

2.Baker, R. W. (2012). Membrane technology and applications. John Wiley & Sons.

3.Mulder, M. (1996). Basic principles of membrane technology. Kluwer Academic Publishers.

4.Chung, T. S., & Weber, M. (2002). Recent advances in polymeric membranes for membrane reactors. Advances in Polymer Technology, 21(4), 299-315.