陶瓷膜材料的發(fā)展及應(yīng)用淺析
行業(yè)動態(tài)
1 陶瓷膜技術(shù)發(fā)展概況
陶瓷膜也稱CT膜，是固態(tài)膜的一種，由日本的大日本印刷公司和東洋油墨公司在1996年開發(fā)引入市場。2004年7月，北美陶瓷技術(shù)公司順利完成了其價(jià)值超過500萬美元的新型雙磨盤研磨機(jī)的組裝，該設(shè)備在制備超薄陶瓷膜的生產(chǎn)技術(shù)上首屈一指，這同時(shí)也使得公司在制備超平、超完整陶瓷膜上的技術(shù)大大提升。
2 陶瓷膜的廣泛應(yīng)用
2.1 提純用陶瓷過濾膜
2004年8月，由北京邁勝普技術(shù)有限公司與山東魯抗醫(yī)藥有限公司研制的陶瓷膜過濾系統(tǒng)用于某種抗生素的分離提純獲得成功，這不僅優(yōu)化了此種抗生素的生產(chǎn)工藝，而且使抗生素收率提高15%，這是我國 將陶瓷膜技術(shù)運(yùn)用于抗生素生產(chǎn)?？股氐姆蛛x提純，必須經(jīng)過對發(fā)酵液的過濾和對濾出的藥液進(jìn)行樹脂交換。目前，許多抗生素生產(chǎn)企業(yè)對氨基糖苷類抗生素發(fā)酵液的分離提純均采用真空轉(zhuǎn)鼓過濾器，這種工藝需先將發(fā)酵液酸化調(diào)至一定的pH值，然后用敷設(shè)助濾劑層的真空轉(zhuǎn)鼓過濾器進(jìn)行預(yù)過濾，再用板框進(jìn)行復(fù)濾及樹脂交換。采用這種工藝不僅過程繁瑣，而且有效成分收率低，僅過濾和樹脂交換過程的收率損失達(dá)30%。
2.2 鍍陶瓷包裝膜
在食品包裝領(lǐng)域，近年越來越引人注目的是具有高功能性和良好環(huán)保適應(yīng)性的透明鍍陶瓷膜。這種膜盡管目前價(jià)格較高，物理性能還有待進(jìn)一步改進(jìn)，但可預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來，它將在食品包裝材料中占據(jù)重要的地位。陶瓷膜的加工鍍膜方法與通常的鍍金屬方法相似，基本上按已知的加工法進(jìn)行。鍍陶瓷膜由PETT(12μm）陶瓷（SiOx）組成。氧化硅能分成4類，即SiO，Si3O4，Si2O3，SiO2等。對這種膜的主要要求是具有良好的透明度、 的阻隔性、優(yōu)良的耐蒸煮性、較好的可透過微波性與良好的環(huán)境保護(hù)性以及良好的機(jī)械性能。
鍍陶瓷膜首先用作細(xì)條實(shí)心面的調(diào)味品包裝材料。其優(yōu)良的包裝性能引起了人們的注意。由于這種膜保味性 ，因此，尤其適合于包裝易升華產(chǎn)品，如茶（樟腦）之類的易揮發(fā)材質(zhì)。由于其極好的阻隔性，除了作為高阻隔性包裝材料和作食品包裝材料用外，預(yù)計(jì)還可用在微波容器上作為蓋材，在調(diào)味品、精密機(jī)械零配件、電子零件、藥物和醫(yī)藥儀器等方面作為包裝材料。隨著加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，如果這種膜在成本上大幅下降，那么它將得到迅速推廣和應(yīng)用。
2.3 燃料電池陶瓷膜
我國“863”計(jì)劃固體氧化物燃料電池（SOFC）項(xiàng)目經(jīng)過對新型中溫固體氧化物陶瓷膜燃料電池的長期研制，把陶瓷膜制備技術(shù)開拓應(yīng)用于SOFC的制作，把通常SOFC的高溫（1000-900℃）拓延到中溫階段（700-500℃）。目前中國科技大學(xué)無機(jī)膜研究所已經(jīng)研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質(zhì)的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內(nèi)阻，提高了有用功率的輸出，不需要高溫的條件下實(shí)現(xiàn)了中溫化，操作溫度降到700-500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了成本。此類陶瓷膜燃料電池具有廣闊的應(yīng)用前景。
3 結(jié)束語
陶瓷膜的研究始于20世紀(jì)40年代，其發(fā)展可分為3個(gè)階段：用于鈾的同位素分離的核工業(yè)時(shí)期，于20世紀(jì)80年代建成了膜面積達(dá)400萬平方米的陶瓷膜的富集256UF6工廠，以無機(jī)微濾膜和超濾膜為主的液體分離時(shí)期和以膜催化反應(yīng)為核心的全面發(fā)展的時(shí)期。
總之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，陶瓷膜作為一種新型的材料，在各行各業(yè)的領(lǐng)域中，發(fā)揮著巨大的作用。其前景也越來越廣闊。
