求陶瓷膜资料。
陶瓷膜又称CT膜,是一种固体膜,由日本大日本印刷公司和东洋油墨公司于1996年首先开发并推向市场。陶瓷膜主要是由无机材料如A12O3、Zr02、TiO 2和SiO 2制成的多孔膜,其孔径为2-50 mm..具有化学稳定性好、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、机械强度高、可反洗、抗菌能力强、耐高温、孔径分布窄、分离效率高的特点。已广泛应用于食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域,市场销售以每年35%的速度发展。与同类塑料制品相比,陶瓷膜虽然价格昂贵,但有很多优点。坚硬耐用,不易堵塞,对化学侵蚀性液体和高温清洗液有更强的抵抗力。它的主要缺点是价格昂贵,制造工艺复杂。
2004年7月,北美陶瓷技术公司成功完成了其价值超过500万美元的新型双盘研磨机的组装。这套设备在制备超薄陶瓷膜的生产技术上首屈一指,也大大提升了公司在制备超平整、超完整陶瓷膜的技术。中国南京工业大学已经完成了多通道多孔陶瓷膜的低温烧结。该项目的研究对提高我国陶瓷膜的质量和降低成本具有重要意义。多孔陶瓷膜具有优异的耐高温、耐溶剂、耐酸碱、机械强度高、易再生等优点,广泛应用于食品、生物、化工、能源和环保等领域。但目前其应用存在两大问题:一是多孔陶瓷膜成本高,尤其是支撑材料成本高;另一个是陶瓷品种有限,现状复杂。目前商用陶瓷膜的规格很少,这对制备具有特定孔结构的陶瓷膜提出了更高的要求。课题组主要对氧化铝和专用烧结促进剂在1400℃烧结温度下制备的支撑体进行了系统深入的研究,获得了一种透气性、力学性能和耐腐蚀性统一的支撑体。他们还旨在用原料的性质预测载体的孔结构,并基于载体的制备过程和微观结构,建立了原料性质与载体孔隙率和孔径分布之间的计算方法,为定量制备特定孔结构的载体提供了理论依据。
目前商业化的多孔陶瓷膜主要有三种构型:平板型、管状和多通道型。平板膜主要用于小规模工业生产和实验室研究。管式膜组合类似于管式换热器,可以增加膜的填充和堆积,但由于强度问题已逐渐退出工业应用。大规模应用的陶瓷膜通常采用多通道配置,即在一个圆形截面上分布多个通道,一般通道数为719和37。无机陶瓷膜的主要制备技术有:固体颗粒烧结法制备载体和微滤膜,溶胶-凝胶法制备超滤膜,相分离法制备玻璃膜,特殊技术(如化学气相沉积和化学镀)制备微孔膜或致密膜。其基础理论涉及胶体与表面化学、材料化学、固体离子、材料加工等。
从发展趋势看,陶瓷膜制备技术的发展主要在以下两个方面:一是进一步完善商业化的无机超滤膜和微滤膜,开发具有分子筛分离功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透汽化膜;二是研究致密膜中具有离子混合导电性的超薄金属及其合金膜和固体电解质膜。商业化的多孔膜主要是超滤膜和微滤膜,其制备方法主要是颗粒烧结法和溶胶-凝胶法。前者主要用于制作微孔膜,广泛使用的商用A1203膜采用颗粒烧结法制备。
陶瓷膜的广泛应用
净化用陶瓷滤膜
2004年8月,由北京麦盛普科技有限公司和山东鲁抗制药有限公司合作开发的陶瓷膜过滤系统成功用于一种抗生素的分离纯化,不仅优化了该抗生素的生产工艺,而且抗生素产量提高了65,438±05%。这是陶瓷膜技术在国内首次应用于抗生素生产。抗生素的分离纯化必须经过发酵液的过滤和过滤药液的树脂交换。目前,许多抗生素生产企业采用真空转鼓过滤机分离纯化氨基糖苷类抗生素发酵液。这个过程需要将发酵液酸化到一定的pH值,然后用带助滤剂层的真空转鼓过滤机进行预过滤,再用板框和交换树脂进行再过滤。该工艺不仅复杂,而且目标有效成分收率低,仅在过滤和树脂交换过程中,收率损失就高达30%。而“麦生普”和“鲁抗”联合研发的陶瓷膜过滤系统,虽然可以分离纯化一种抗生素,但过滤过程中有效成分的损失和流失可增加近5%,树脂交换过程中的收率可增加10%以上。
目前膜技术在西方发达国家广泛应用于食品工业、石油化工、环境保护、生化制药等诸多领域,无机材料制成的过滤膜(陶瓷膜是一种无机过滤膜)的发展前景可能比有机过滤膜更好。对于国内众多面临抗生素政策性降价和抗菌药物销量受限双重压力的抗生素生产企业来说,通过创新技术提高产品收率和质量来降低成本是明智的选择,而利用陶瓷膜技术改进现有抗生素分离纯化工艺可能成为降低成本和提高效益的突破口。
镀陶瓷包装膜
在食品包装领域,近年来,功能性高、环境适应性好的透明陶瓷涂层越来越受到重视。虽然目前这种薄膜的价格比较高,物理性能有待进一步提高,但可以预计,在不久的将来,它将在食品包装材料中占据重要地位。陶瓷膜的加工镀膜方法和通常的金属镀法差不多,基本上是按照我们已经知道的加工方法。陶瓷涂层由PET(12μm)陶瓷(Si0x)组成。氧化硅可分为四类,即Si0、Si304、Si203和SiO 2。然而,它们在自然界中通常以二氧化硅的形式存在,因此它们根据电镀条件有很大的不同。对这种薄膜的主要要求是良好的透明性、优异的阻隔性、优异的耐蒸煮性、良好的微波透过性、良好的环保性和良好的机械性能。
陶瓷涂层基本上可以在与铝涂层相同的条件下制备。在制备过程中,小心处理表层以不损坏涂层是极其重要的。由于这种薄膜经过氧化硅处理,其表面具有极佳的润湿性,因此对墨水或粘合剂的选择范围很广,几乎可以兼容任何墨水或粘合剂。聚氨酯粘合剂是最理想的粘合剂,可以根据用途选择油墨,无需表面处理。但是你把聚乙烯复合陶瓷涂层和复合铝涂层一样容易,因为PET膜作为基材,在高温下与氧化硅表面和直接熔融的聚乙烯进行涂层或复合时,容易拉伸,破坏氧化硅表层,导致阻隔性能下降。同时,在目前的条件下,由于技术问题,PET膜在镀陶瓷时有时会卷曲,从而影响膜的质量。当然,这样的问题正在解决。
陶瓷涂层最早用于薄固体面条的调味品包装材料。其优异的包装性能引起了人们的关注。由于这种薄膜具有极好的保味性,因此特别适合包装容易升华的产品,如茶叶(樟脑)等挥发性物质。由于其优异的阻隔性能,有望不仅用作高阻隔包装材料和食品包装材料,而且用作微波容器的覆盖材料和调味品、精密机械零件、电子零件、药物和医疗器械的包装材料。随着加工技术的进一步发展,如果这种膜的成本大大降低,将会得到迅速的推广和应用。
燃料电池陶瓷膜
中国“863”计划固体氧化物燃料电池(SOFC)项目长期以来开发了新型中温固体氧化物陶瓷膜燃料电池,并将陶瓷膜制备技术应用于SOFC的生产,将SOFC的正常高温(1000-900℃)延伸到中温阶段(700-500℃)。目前,中国科学技术大学无机膜研究所已成功研制出一种新型中温陶瓷膜燃料电池,该电池以陶瓷膜为电解质。电池组件减薄后,电池内阻降低,有用功率输出提高,实现中温无高温,工作温度降低到700-500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点,并降低了成本。这种陶瓷膜燃料电池具有广阔的应用前景。
琥珀色陶瓷隔热膜
2004年8月,基于金属薄膜对无线电信号有干扰、易氧化等缺点,中国华少技术公司与德国某著名工业研究机构联合研发集成纳米蜂窝陶瓷技术,将华少技术独有的真空溅射技术应用于陶瓷隔热膜的生产,创造出独特的琥珀色陶瓷隔热膜,解决了金属薄膜难以攻克的技术难题:对无线电信号无干扰,特别是 卫星的短波信号永远不会被氧化,因为陶瓷非凡的稳定性保证了隔热性能的一致性:永不褪色,陶瓷隔热膜采用陶瓷固有的颜色,不添加任何颜料。 所以陶瓷隔热膜绝对不会像染色的金属一样褪色:超级耐用,陶瓷隔热膜保质期10年,金属膜一般5年:经典又美观,如琉球般晶莹剔透。琥珀纳米陶瓷隔热膜最早用于美国航天飞机和国际空间站,随后广泛应用于汽车、建筑、海事等领域。由于其技术敏感性,该产品直到2003年才在中国销售。
陶瓷膜工业发展概述
陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为三个阶段:铀同位素分离的核工业时期,膜面积达400万平方米的浓缩256UF6工厂,以无机微滤膜和超滤膜为主要成分的液体分离时期,以膜催化反应为核心的全方位发展时期。
经过这三个阶段的发展,无机陶瓷膜分离技术已初步实现产业化。80年代初成功应用于法国乳品工业和饮料工业(葡萄酒、啤酒、苹果酒),技术和工业地位逐步确立。其应用还扩展到食品工业、生物工程、环境工程、化学工程、石油化工、冶金工业等领域,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。1998期间,国外网上公布的膜及膜设备生产企业和运营企业共452家,其中金属膜厂50家,陶瓷膜厂94家。
无机分离膜的市场份额仍然相对较小。1997年美国无机膜销售额为1亿美元,其中陶瓷膜约占80%,仅占膜市场的9%。另据估计,2004年世界陶瓷膜市场销售额超过约6543.8+0000亿美元,无机膜市场份额占654.38+02%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用,其市场销售额以每年35%的增长率发展。