烧结金属多孔过滤材料在二醋酸纤维素浆液过滤中的应用研究

• 作 者: 王豪
• 机 构: 南京工业大学
• 出 处: 南京工业大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 二醋酸纤维素浆液 烧结金属多孔过滤材料 过滤机理 膜污染

二醋酸纤维素是一种天然纤维素衍生物，被广泛应用于烟用丝束、塑料、过滤膜和液晶显示屏等领域。但在其制备体系中存在一定量的未反应纤维、凝胶类杂质和无机杂质等，这些杂质在二醋酸纤维素的后续应用过程中会影响产品的可纺性能和色度等指标，故而如何将二醋酸纤维素中的杂质有效去除是行业的研究热点。本课题首次将烧结金属多孔过滤材料应用到二醋酸纤维素丙酮溶液的过滤中，并对醋片的过滤效果进行分析比较，并对过滤机理以及数学模型等进行初步探讨。　　首先，对6.00％的二醋酸纤维素浆液中的不溶物进行探究，结果表明:6.00％的二醋酸纤维素浆液中不溶物的含量约为0.277％;浆液的黏度为0.105 Pa·s;浆液中不溶物的平均粒径为110μm，其中≤5μm的颗粒占4.20％，5-10μm的颗粒占3.80％，10-20μm的颗粒占12.2％，20-40μm的颗粒占19.9％，≥40μm的颗粒占59.9％;在浆液的不溶物中，5μm的颗粒数为104个/mL，10μm的颗粒数为423个/mL，20μm的颗粒数为1082个/mL，25μm的颗粒数为3981个/mL,50μm的颗粒数为8923个/mL，75μm的颗粒数为29883个/mL;浆液的PV(PluggingValue)值为38.0 g/cm2。　　再通过50μm、20μm、10μm、5μm和2μm5种不同孔径的烧结金属多孔过滤器滤芯过滤二醋酸纤维素丙酮溶液，发现采用10μm滤芯过滤后浆液中已无明显不溶物存在;对不溶物颗粒粒径为5μm、10μm、20μm、25μm、50μm和75μm的不溶物颗粒的去除效率分别为80.3％、89.8％、95.5％、95.7％、100％和100％;醋片的堵塞值PV(Plugging Value)由过滤前的38.0 g/cm2提升为105g/cm2，且其渗透通量满足工业实际应用。　　最后立足于二醋酸纤维素丙酮溶液的过滤，分析了在微滤过程中膜污染的相关机理，确定了微滤过程可分为膜孔堵塞，饼层形成和微滤的稳定三个阶段。在此基础上，引入模型转换时间的概念并建立了有关微滤过程的数学模型，增强了堵塞阶段到饼层形成阶段的过渡，增加了模型间的契合度。