新型材料陶瓷膜一种前景广阔的新材料

新型材料陶瓷膜一种前景广阔的新材料新型材料陶瓷膜一种前景广阔的新材料 新型材料陶瓷膜一种前景广阔的新材料1陶瓷膜技术发展概况陶瓷膜 也称CT膜 是固态膜的一种 最早由日本的大日本印刷公司和东洋 油墨公司在1996年开发引入市场 陶瓷膜主要是A12O3 Zr02 Ti02和Si02等无机材料制备的多孔膜 其孔径为2 50mm 具有化学稳定性好 能耐酸 耐碱 耐有机溶剂 机械强度大 可反 向冲洗 抗微生物能力强 耐高温 孔径分布窄 分离效率高高等特点 在食品工业 生物工程 环境工程 化学工业 石油化工 治金工业等领域得到了了广泛的应用 其市场销销售额以35 的年 增长长率发展着 陶瓷膜与同同类的塑料制品相比 造造价昂贵 但又具有许多多优 点 它坚硬 承受力力强 耐用 不易阻寨 对具有化学侵害性 液体体和高温清洁液有更强的的抵抗能力 其主要缺点点就是价格 昂贵目 制造造过程复杂 XX年年7月 北美陶瓷技术公公司顺利完成了其价值超超过500万美 元的新型型双磨盘研磨机的组装 该设备在制备超薄陶瓷瓷膜的 生产技术上首屈一一指 这同时也使得公司司在制备超平 超完整 陶陶瓷膜上的技术大大提升升 我国南京工业大学完完成了低温烧结多通道多多孔陶瓷膜 该项目 的研研究对于提高我国陶瓷膜膜的质量 降低成本具有有重要意义 多孔陶瓷膜膜由于具有优异的耐高温温 耐溶剂 耐酸碱性能能和 机械强度高 容易再再生等优点 在食品 生生物 化工 能源和环 保保领域应用广泛 但目前前在其应用中存在两大难难题 一是多孔陶瓷膜的的高成本 尤其是支撑体体材料的成本高 二是有有限的陶瓷品种与纷繁复复杂 的现状存在着矛后 目前商品化的陶瓷膜只只有有限的几种规格 这这就对特定孔结构 的陶瓷瓷膜制备提出了更高的要要求 该课题组主要对以以氧化铝和特种烧结促进进剂为起始原料 在144 00 的烧成温度下制制备出的支撑体进行了系系统和深入的研究 得到到渗透性能 机械性能及及耐腐性能统一的支撑体体 他们还以原料性质预预测支撑体的孔结构为目目标 以支撑体的制 备过过程和微观结构为基础 建立了原料性质与支撑撑体孔隙率 孔径分布之之间的计算方法 为特定定孔结构支撑体的定量制制 备提供了理论依据 目前 己商品化的多孔孔陶瓷膜的构形主要有平平板 管式和多通 道3种种 平板膜主要用于小规规模的工业生产和实验室室研究 管式膜组合起米米形成类似于列管换热器器的形式 可增大膜装填 填而积 但由于其强度问问题 己逐步退出工业应应用 规模应用的陶瓷膜膜 通常采用多通道构形形 即在一圆截面上分 布布着多个通道 一般通道道数为7 19和37 无机陶瓷膜的主要制备备技术有 采用固态粒子子烧结法制备载体及 微滤滤膜 采用溶胶 凝胶法法制各超滤膜 采用分相相法制备玻璃 膜 采用专专门技术制备微孔膜或致致密膜 其基本理论涉及及材料学科的胶体与表面面化学 材料化学 固态 态离子学 材料加工等 从发展趋势米看 陶瓷膜制备技术的发展展主要在以下2方面 一 一是在多孔膜研究方而 进一步完善己商品化的的无机超滤和微 滤膜 发发展具有分子筛分功能的的纳滤膜 气体分离膜和和渗透 汽化膜 二是在致致密膜研究中 超薄金属属及其合金膜及具有离子 子混合传导能力的固体电电解质膜是研究的热点 己经商品化的多孔膜主主要是超滤和微滤膜 其其制备方法以粒子 烧结法法和溶胶 凝胶法为主 前者主要用于制各微孔孔滤膜 应用广泛的商品品化A1203膜即是由 由粒子烧结法制备的 2陶瓷膜的广泛应应用提纯用陶瓷过滤滤膜XX年8月 由北京迈胜 普技术有限限公司与山东鲁抗医药有有限公司研制的陶瓷膜过过滤 系统用于某种抗生素素的分离提纯获得成功 这不仅优化了此种 抗生生素的生产工艺 而目使使抗生素收率提高15 这是我国首 次将陶瓷瓷膜技术运用于抗生素生生产 抗生素的分离提纯纯 必须经过对发酵液的的过滤和对滤出的药液 进进行树脂交换 目前 许许多抗生素生产企业对氨氨基糖苷类抗生素发酵液液的分 离提纯均采用真空空转鼓过滤器 这种工艺艺需先将发酵液酸化调 至至一定的pH值 然后用用敷设助滤剂层的真空转转鼓过滤器进行 预过滤 再用板框进行复滤及树树脂交换 采用这种工艺艺不仅过程繁琐 而目有有效成分收率低 仅过滤滤 和树脂交换过程的收率率损失达30 而运用用 迈胜普 与 鲁抗 共同研制的陶瓷膜过滤滤系统分 离提纯某种抗生生素 却能使有效成分在在过滤过程的收失损提高 高近5 在树脂交换过过程中的收率提高10 以上 当前 西方发发达国家在食品工业 石石化工业 环境保护 生生 化制药等许多领域对膜膜技术的应用越来越广泛泛 而用无机材料 制成的的过滤膜的发展前景有可可能比有机过滤膜更好 对于面临抗生素政策性性降价和抗菌药限售双重重压力的国内众多 抗生素素生产企业而言 通过创创新工艺提高产品收率和和质量不 失为降低成本的的明智选择 而以陶瓷膜膜技术改进现行抗生素分 分离提纯工艺有可能成为为降成本 提高效益的突突破口 镀陶瓷包包装膜在食品包装领领域 近年越来越引人注注目的是具 有高功能性和和良好环保适应性的透明明镀陶瓷膜 这种膜尽管管目前价格较高 物理性性能还有待进一步改进 但 可预期在不远的将来来它将在食品包装材料中中占据重要的地位 陶瓷瓷膜的加工镀膜方法与通通常的镀金属方法相似 基本上按 我们己知的加加工法进行 镀陶瓷膜由由PET陶瓷组成 氧化化硅能分成4类 即S ii0 Si304 S ii203 Si02 然然而 在自然界它们通常常以Si02形式存在 因此根据镀金属 条件 它们的变化很大 对这这种膜的主要要求是具有有良好的透明度 极佳的的阻隔性 优良的耐蒸煮煮性 较好的可透过微波波性与良好的环境保护性性 以及良好的机械性能 镀陶瓷膜基本上可可以用制作镀铝膜一样的的条件制取 在制取过 程程中 仔细处理表面层 不使镀层受到损伤是极极其重要的 由于这种膜膜是由氧化硅处理的 表表面具有极好的润湿性 因 此 它在油墨或粘合合剂的选择范围上比较广广 几乎与任何油墨 或粘粘合剂都能亲和 聚氨酯酯类粘合剂是最可取的粘粘合剂 而油墨可以按用用途任意 选择 不用进行行表面处理 然而 镀陶陶瓷膜你像镀铝膜那样容容易向聚乙烯复合 因为为PET 膜作为基材料 当其氧化硅表而直接熔熔融聚乙烯高温涂布或复 复合时 易趋向于伸长 从而破坏氧化硅表面层层 导致阻隔性 下降 同同时 在目前条件下 由由于技术工艺上的问题 PET膜在镀陶 瓷过程程中有时会发生卷曲 从从而影响膜的质量 当然然 这类问题正得到解决决 镀陶瓷膜首先用作作细条实心面的调味品包包装材料 其优良的包装装性能引起了人们的注意意 由于这种膜保味性极极佳 因此 尤其适合于于包装易升华产品 如茶茶之类的易挥发材质 由由于其极好的阻隔性 除除了作为高阻隔性包装材材料和作食品 包装材料用用外 预计还可用在微波波容器上作为盖材 在调调味 品 精密机械零配件件 电子零件 药物和医医药仪器等方而作为 包装装材料 随着加工技术的的进一步发展 如果这种种膜在成本上大幅下降 那么它将得到迅速推广广和应用 燃料电池池陶瓷膜我国 8863 计划固体氧化物物燃料电池项目经过 对新新型中温固体氧化物陶瓷瓷膜燃料电池的长期研制制 把陶瓷 膜制备技术开开拓应用于SOFC的制制作 把通常SOFC的的高温拓延 到中温阶段 目前中国科技大学无机机膜研究所己经研制成功功的新型中温陶瓷 膜燃料料电池 是一种以陶瓷膜膜作为电解质的燃料电池池 电池部件薄膜化以后后 降低了电池的内阻 提高了有用功率的 输出出 不需要高温的条件下下实现了中温化 操作温温度降到700 5000 这种新型燃料电池池继承了高温SOFC的的优点 同时降低了成本本 此类陶瓷膜燃料电池池具有广阔的应用前景 琥珀陶瓷隔热膜XX年8月 基于金金属膜对无线电信号的干干扰和容 易氧化等缺点 我国韶华科技公司携手手德国某著名工业研究机 机构共同开发融入纳米蜂蜂窝陶瓷技术 并将韶华华科技独有的真 空溅射技技术用于陶瓷隔热膜的生生产上 创造了独一无二二的琥 珀陶瓷隔热膜 解解决了金属膜无法逾越的的技术问题 对无线电信 信号无任何干扰 特别是是卫星的短波信号 绝不不氧化 因为陶 瓷超乎寻寻常的稳定性 从而保证证隔热性能始终如一 永永不褪色 陶瓷隔热膜采采用陶瓷固有的颜色 不不添加任何颜料 囚此 陶瓷隔热膜绝不会像染染色金属会发生褪色现象象 超级耐用 陶 瓷隔热热膜保质期为10年 金金属膜一般为5年 经典典美感 象琉 泊一样的晶晶莹剔透的美感 色泽柔柔和 拥有最舒适的视觉觉效 果 琥珀纳米陶瓷隔隔热膜最先应用于美国的的航天飞机和国际空间站 站 而后广泛应用于汽车车 建筑 海事等各个领领域 由于技术敏感 直直到XX年该产品才在中中国销售 3陶瓷膜膜产业发展概况陶瓷瓷膜的研究始于20世纪纪40年代 其发 展可分分为3个阶段 用于铀的的同位素分离的核工业时时期 于20 世纪80年年代建成了膜面积达4000万平方米的陶瓷膜的的富集256UF 6工厂厂 以无机微滤膜和超滤滤膜为主的液体分离时期期和以膜催 化反应为核心心的全面发展的时期 通过这3个阶段的发发展 无机陶瓷膜分离技技术己初步产业化 200世纪80年代初期成功功地在法国的奶业和饮料料业推广应用后 其技术术和产业地位逐步确立 应用也己拓展至食品工工业 生 物工程 环境工工程 化学工程 石油化化工 冶金工业等领域 成为苛刻条件下精密过过滤分离的重要新技术 1998年国外网上公公布的膜