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SPG膜

简要描述:

SPG膜(Shirasu Porous Glass)是日本SPG公司在1981年开发出来的新型无机膜,SPG膜具有一致的、均匀的微小孔径,而且孔径的大小很容易改变,如同特殊功能的玻璃一样。

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SPG膜介绍

 

SPGShirasu Porous Glass)是日本SPG公司在1981年开发出来的新型无机膜,SPG膜具有一致的、均匀的微小孔径,而且孔径的大小很容易改变,SPG膜在生产过程中,首先是将火山灰、玻璃、石灰在1350下硼酸化成型,然后再加热700左右产生相变化和分离:CaO·B2O3Al2O3·SіO2,制成具有微小相分离的玻璃质,最后将其放在酸中处理,除出可溶性物质,经过手工处理,含有Al2O3·SіO2多孔玻璃就最终形成了;材料被加工成一定的厚度和形状,即为SPG膜。通过制备条件的改变,可以获得不同孔径的SPG管和膜片

 

 

1.原材料---

 

 

 

 

                                  

 2. 经过1350后成型     

 

 

 

 

3. 650C-750再处理

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 50-90酸处理后,得到成品

 

 

 

 5. 显微镜下的SPG膜表面                 

 

                     

  

 

SPG膜的形状

                

 

1. 管状SPG膜                                  2. 片状SPG

 

 SPG膜规格

 

孔径 (微米)

SPG管状膜(毫米)

外径 x 壁厚 x 长度

SPG片状膜(毫米)

直径 x 厚度

0.05 - 0.1

Φ5 x t 0.4 x L20 L250

-

0.2 - 20

Φ10 x t 0.8 x L20 L500

Φ5 Φ20 x t0.4  t0.7

20 - 50

Φ10 x t 0.8 x L20 L500

Φ5 Φ20 x t0.4  t0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

SPG膜乳化方式 

 

1、直接乳化

分散相和连续相分别准备在不同的容器中,分散相穿过SPG膜产生均匀的乳化液,连续相要求轻微的流动,乳化液的粒子大小是3-4倍的SPG膜的孔径。

                                                              

               

 

   孔径=1微米(乳化液=3.0微米)                       孔径=2微米(乳化液=7.6微米)                   孔径=5微米(乳化液=14.3微米)

                   

   

     

   

    

              孔径=10微米(乳化液=31.3微米)                        孔径=15微米(乳化液=43.1微米)                 孔径=20微米(乳化液=66.2微米)

 

2、混合乳化

分散相和连续相溶液混合在一起,穿透过SPG膜获得均匀的乳化液,乳化液的粒子大小是1-2倍的SPG膜的孔径。(图中左侧为直接乳化、右侧为混合乳化)

   

 

SPG膜的再生和重复使用

 

1. 经过柴油发动机油乳化后SPG

 

        

 

     

 

2. 400高温下处理2小时后的SPG

 

 

 

 

   

3. 500高温下处理4小时后的SPG膜  

 

 

 

 

4. 400高温下处理6小时后的SPG膜

 

 

 

 

 

 

 

 

SPG膜乳化

将两种不相溶的液体在适量表面活性成份的作用下,通过搅拌混合可以制成乳化液,但乳化液滴是多分散性的,直径可以相差数倍甚至数十倍。

原理:分散相在氮气压力的作用下透过微孔膜的膜孔,而在膜表面形成液滴,在沿膜表面流动的连续相的冲洗作用下,液滴的直径达到一定值后,就从膜表面剥离,从而形成乳液。利用孔径大小均一的SPG膜,可较好实现乳液粒径大小及其分布的控制。因膜的微孔直径比较均匀,制成乳化液的液滴也比较均匀,只要调整好水相的组成,保持液滴的稳定,就能制得单分散性很好的乳化液滴,聚合后则得到相应的聚合物微粒子。

应用:主要用于制备尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微胶囊等,可以制备W/OO/WW/O/WO/W/O型不同乳液。实现乳液的尺寸均一性;微球表面功能的可控;多孔微球结构的稳定性;均一乳液制备;多孔微球或缓释胶囊孔道的控制等。

 

SPG膜乳化液的粒子分布

  

高压均质机乳化液的粒子分布

粒径大小及其分布:上图是SPG膜乳化后的粒子特征分布图,以及和高压均质机的比较,图形显示出SPG膜乳化后获得了均匀大小的乳化液,这正是我们所希望的;考虑到在生产过程中对产品不同的使用要求,SPG膜能够实现获得不同粒径大小的乳化液,颗粒分布均一,且产品90%粒径的都在此范围内;然而使用高压均质机获得的样品,存在不同大小的粒子,意味着高压均质机不可能获得稳定的、均匀的产品。例如膜乳化可以实现90%的粒子在0.8μm,而高压均质机在6.0μm以上的粒子还有20%

 

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