使用超低温冰箱或实验室冰箱的主要功能是对醋酸纤维素浇铸液进行脱气。 将溶液在约 4°C 下保持 24 小时，该过程可以稳定液体并最大限度地减少溶剂蒸发，从而在浇铸过程开始之前让捕获的微气泡逸出。
通过稳定液相和防止溶剂损失，此冷却步骤消除了搅拌过程中产生的气穴。其结果是浇铸液能够形成具有致密、无缺陷物理结构的膜。
脱气的物理学
微气泡的挑战
在制备醋酸纤维素溶液的过程中，搅拌过程不可避免地会将空气引入混合物中。 这些微气泡会被困在粘稠的液体中。 如果立即浇铸，这些气泡会产生空隙，从而损害膜的完整性。
稳定液相
将溶液置于低温环境（4°C）中可显著提高液相的稳定性。 这种稳定的环境对于让气泡上升到表面并逸出至关重要。 它创造了一个可控的环境，使溶液产生均匀的稠度。
最大限度地减少溶剂蒸发
在室温下脱气很可能会导致溶剂蒸发。 低温环境在保持期间有效地最大限度地减少溶剂蒸发。 这确保了在去除空气的同时，溶液的化学浓度保持恒定。
对膜结构的影响
确保致密的物理结构
此热处理的最终目标是生产具有致密物理结构的膜。 去除气体可确保聚合物基体形成固体、连续的屏障。 这种密度对于膜在过滤应用中正常运行至关重要。
防止内部缺陷
溶液中残留的任何空气都会导致最终产品出现内部缺陷或“针孔”。 24 小时的冷却周期可确保溶液完全没有这些潜在的薄弱点。 无缺陷膜可确保可靠的性能和长寿命。
理解权衡
时间限制
脱气过程耗时，需要大约24 小时的保持时间。 这会造成生产瓶颈，因为混合后不能立即使用该溶液。 跳过或缩短此步骤会带来膜结构失效的高风险。
温度精度
虽然目标是冷却，但精度是关键；参考资料指定了4°C 的环境。 不一致的温度可能导致部分蒸发或气泡去除不足。 设备必须足够可靠，能够在此特定设定点保持稳定而无波动。
为您的目标做出正确的选择
为确保最高质量的膜浇铸，请优先考虑以下参数：
- 如果您的主要关注点是消除缺陷：严格遵守 24 小时的等待期，以确保每个微气泡都有时间从粘稠溶液中逸出。
- 如果您的主要关注点是溶液一致性：依靠 4°C 的温度设置，以防止溶剂蒸发在脱气阶段改变您的化学配方。
正确管理此热阶段是区分有缺陷的浇铸和高性能膜的关键。
摘要表：
| 特征 | 冷却处理 (4°C) | 对膜质量的影响 |
|---|---|---|
| 主要目标 | 脱气（去除空气） | 防止空隙和内部针孔 |
| 溶剂控制 | 最大限度地减少蒸发 | 保持精确的化学浓度 |
| 相稳定性 | 提高液体稳定性 | 确保均匀、致密的物理结构 |
| 工艺周期 | ~24 小时保持时间 | 从粘稠液体中去除微气泡 |
| 设备需求 | 可靠的实验室冰箱/冷冻柜 | 恒定温度可防止配方漂移 |
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参考文献
- Javad Torkashvand, Mahdi Farzadkia. Preparation of a cellulose acetate membrane using cigarette butt recycling and investigation of its efficiency in removing heavy metals from aqueous solution. DOI: 10.1038/s41598-022-24432-x
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
