[Введение] Разделительные мембраны, как материалы с особой селективной проницаемостью, обеспечивают точное разделение, очистку и концентрирование веществ на молекулярном или микроскопическом уровне. Они широко используются во многих ключевых отраслях, таких как водоподготовка, производство продуктов питания и напитков, фармацевтика, химия и нефтехимия, а также энергетика. Стабильность их характеристик напрямую определяет эффективность производства и качество продукции в этих смежных отраслях. Газонепроницаемость, являясь ключевым показателем оценки эффективности разделительных мембран, имеет решающее значение для обеспечения чистоты и эффективности разделения. В следующих разделах представлен систематический анализ, охватывающий классификацию, методы испытаний, основные приборы и фактические результаты испытаний.

▍1. Классификация разделительных мембран

Разделительная способность мембран обусловлена их «избирательной проницаемостью». Различные типы разделительных мембран обеспечивают разделение веществ по разным принципам, а газобарьерные свойства напрямую влияют на чистоту и эффективность процесса разделения:

Мембраны для микрофильтрации/ультрафильтрации:

Используйте мембранный скрининг для разделения твердых и жидких веществ или макромолекул (например, для улавливания взвешенных частиц при очистке сточных вод, разделения белков в биофармацевтических препаратах). Недостаточные газобарьерные свойства могут привести к проникновению примесных газов, что скажется на чистоте продукта.

Мембраны обратного осмоса/нанофильтрации:

Используйте селективную проницаемость под давлением для опреснения или разделения малых молекул (например, опреснение морской воды, умягчение питьевой воды). Низкие газобарьерные свойства могут снизить поток воды и скорость опреснения.

Первапорационные мембраны (например, мембрана ПВС):

Используется для разделения смесей с близкой температурой кипения, таких как смеси спирта и воды или органики и воды. Газовый барьер напрямую определяет селективность разделения: если целевой газ легко проникает, эффективность разделения может быть значительно снижена.

Неорганические керамические мембраны (например, мембрана из оксида алюминия):

Подходят для разделения в условиях высоких температур и высокой коррозионной активности (например, для фильтрации высокотемпературных жидкостей в химической промышленности). Их барьерные свойства, наряду с механической прочностью, определяют стабильность разделения в агрессивных средах.

▍2. Метод испытания

К показателям эффективности разделительных мембран относятся эффективность разделения, пропускная способность, барьерные свойства, стабильность и срок службы. Среди них испытание барьерных свойств является ключевым звеном в комплексной оценке эффективности разделительных мембран, напрямую определяя их пригодность и надежность в сложных условиях применения. В соответствии со стандартом GB/T 1038.1-2022 «Пластмассы – Пленки и листы – Определение скорости газопроницаемости – Часть 1: Метод дифференциального давления», метод дифференциального давления принят в качестве основного метода испытаний. Этот метод количественно определяет скорость проникновения газа через мембрану путем создания разности давлений на ней и подходит для оценки газобарьерных свойств различных мембранных/листовых материалов, включая газоразделительные мембраны и упаковочные материалы.

▍3. Тестовый прибор

Наша компания уже давно занимается технологическими инновациями и разработкой разделительных мембран. Для точной оценки газопроницаемости разделительных мембран из различных материалов мы использовали разработанный нами тестер скорости газопроницаемости N530 2.0 для проверки газобарьерных свойств первапорационных мембран на основе поливинилового спирта и керамических мембран на основе оксида алюминия в ходе углубленных исследований.

Прибор строго соответствует GB/T 1038.1-2022 (основному стандарту для испытаний разделительных мембран), Китайской фармакопее (25-е издание) и другим международным и отечественным спецификациям, гарантируя, что данные испытаний в высокой степени соответствуют фактическим характеристикам разделения мембран, тем самым обеспечивая авторитетную поддержку для НИОКР и контроля качества.

Тестер скорости пропускания газа методом дифференциального давления 530 20

▲ Тестер скорости газопроницаемости N530 2.0

▍4. Результаты теста

1. Условия испытания:

Температура окружающей среды в испытательном центре: 23°C, влажность: 50% относительной влажности.

Температура испытания: 23°C.

Тестовые образцы: однослойная мембрана ПВС, трехслойная мембрана ПВС, мембрана из оксида алюминия (3 параллельных образца на группу).

2. Фактические результаты:

После завершения теста результаты были отображены в тестовой программе. Результаты теста следующие:

Обычно это будет таблица или диаграмма, показывающая конкретные результаты скорости газопроницаемости (GTR) для каждого типа образца, вероятно, указывающие на очень низкий GTR для керамической мембраны и переменный GTR для мембран PVA, при этом ожидается, что PVA с тройным покрытием будет иметь более низкий GTR, чем мембрана с одинарным покрытием.

▍5. Заключение

Инновации и модернизация технологий разделительных мембран в значительной степени зависят от точной и надежной системы оценки эксплуатационных характеристик. Испытание барьерных свойств газа, являющееся ключевым компонентом этой системы, непосредственно обеспечивает научную основу для разработки материалов, оптимизации процессов и выбора материалов для конкретных условий. Газопроницаемый тестер скорости пропускания газа N530 2.0, обладающий такими основными преимуществами, как широкая адаптируемость, соответствие высоким стандартам и высокая точность испытаний, стал предпочтительным испытательным оборудованием в отрасли разделительных мембран. Он эффективно решает задачи оценки барьерных свойств разделительных мембран, изготовленных из различных материалов и основанных на различных принципах разделения.