Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) широко используется в качестве опорного слоя для композитных мембран из-за его молекулярной структуры, свойств материала и эксплуатационных характеристик. В этом анализе мы рассмотрим, почему ПЭТ хорошо подходит для этого применения.
Какова молекулярная структура материала ПЭТ-пленки?
1. ПЭТФ представляет собой термопластичный полимер, принадлежащий к семейству полиэфиров, который синтезируется реакцией этиленгликоля (ЭГ) и терефталевой кислоты (ТФК) или ее сложного эфира диметилтерефталата (ДМТ). Молекулярная структура ПЭТ состоит из чередующихся сложноэфирных и арильных групп, которые способствуют его прочным механическим свойствам и химической стабильности.
2. Механическая прочность ПЭТ, ароматические кольца в ПЭТ обеспечивают жесткость полимерной цепи, способствуя ее высокой прочности на разрыв и жесткости. Эта механическая прочность гарантирует, что опорный слой может выдерживать условия обработки и сохранять свою целостность во время эксплуатации композитной мембраны.
3. ПЭТ обладает химической стабильностью, а сложноэфирная связь в ПЭТ относительно устойчива к гидролизу и другим химическим реакциям. Эта химическая стабильность имеет решающее значение для опорного слоя, поскольку она гарантирует, что мембрана устойчива к деградации или набуханию в присутствии растворителей, кислот и оснований.
Каковы характеристики ПЭТ пленочного материала?
ПЭТ обладает рядом свойств материала, которые делают его идеальным опорным слоем для композитных мембран.
1. Стабильность размеров: ПЭТ обладает хорошей стабильностью размеров, что означает, что он сохраняет свою форму и размер при изменении условий, таких как температура и влажность. Это свойство имеет решающее значение для опорного слоя, поскольку оно гарантирует, что композитная мембрана сохранит свои характеристики и целостность с течением времени.
2. Термическая стабильность: ПЭТ имеет относительно высокую температуру стеклования (Tg) и температуру плавления (Tm), что позволяет ему сохранять свои механические свойства и стабильность размеров при высоких температурах. Эта термическая стабильность важна для высокотемпературных применений или когда мембрана подвергается колебаниям температуры во время работы.
3. Пористость: ПЭТ можно превратить в пористую структуру, что является ключевой характеристикой опорного слоя. Пористость обеспечивает эффективную транспортировку пермеата через опорный слой, тем самым сводя к минимуму общее сопротивление массопереносу в композитной мембране.
Каковы эксплуатационные характеристики ПЭТ-пленки?
Опорные слои на основе ПЭТ обладают рядом эксплуатационных преимуществ в композитных мембранах.
1. ПЭТ химически совместим с различными пленочными материалами, такими как полиамид, полиэфир и полиуретан. Эта совместимость позволяет разрабатывать композитные мембраны с индивидуальными свойствами для конкретных применений, таких как разделение газов, очистка воды и хранение энергии.
2. ПЭТ является распространенным и дешевым материалом, что делает его привлекательным вариантом для крупномасштабного производства композитных пленок. Использование ПЭТФ в качестве опорного слоя помогает снизить общую стоимость мембраны, делая ее более рентабельной для различных применений.
3. Будучи экологически чистым материалом, ПЭТ может быть переработан и повторно использован для уменьшения воздействия на окружающую среду. Эта особенность особенно важна, учитывая растущее внимание к устойчивости и необходимости минимизировать отходы в мембранных технологиях.
Таким образом, молекулярная структура, свойства материала и рабочие характеристики ПЭТФ делают его отличным выбором для опорного слоя композитных мембран. Его механическая прочность, химическая стабильность, размерная стабильность, термическая стабильность, пористость, совместимость с различными мембранными материалами, низкая стоимость и возможность вторичной переработки способствуют его широкому использованию в этой области.
Цитата
1.Kim,S. H., & Kim, H. J. (2018). Preparation and characterization ofpoly(ethylene terephthalate) (PET) support membranes for water purification.Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 59, 364-372. doi:10.1016/j.jiec.2017.10.048.
2.Zhang,L., Huang, J., & Wang, J. (2019). Fabrication of poly(ethyleneterephthalate)/polymer blend ultrafiltration membranes with improvedperformance. Journal of Membrane Science, 571, 157-165. doi:10.1016/j.memsci.2018.10.054.
3.Zhang,S., Wu, H., & Huang, X. (2019). Fabrication of novel poly(ethyleneterephthalate) (PET) ultrafiltration membranes via a reactive blending method.Journal of Membrane Science, 583, 226-234. doi: 10.1016/j.memsci.2019.03.002.
4.Wang,Q., Liu, Y., & Wang, X. (2020). Fabrication of hydrophilic polyethyleneterephthalate (PET) ultrafiltration membranes via blending with polyvinylpyrrolidone(PVP). Journal of Membrane Science, 602, 117-126. doi:10.1016/j.memsci.2020.04.004.
