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“ 反渗透” 超纯净水新技术在感光材料工业中应用的探讨

[导读]要达到无离子、无杂质颗粒、无细菌及微生物、无有机物的“ 四无” 超纯水, 用通常的蒸馏法, 离子交换法、电渗法等净水技术是难以实现的。

引言

在感光材料的制备和应用过程中, 为提高其保存性和防霉变质等, 无论是乳剂的合成、涂布还是洗印加工, 对水质的纯度都提出了越来越高的要求。

随着科学技术的迅速发展, 国内感光材料制造厂家目前所采用的离子交换净水技术, 已不能满足超微粒干版、彩色缩微胶原子核干版等产品对水质的无颗粒离子、无细菌微生物无有机物等超纯净的要求因此, 寻求一种超纯净水新技术, 已是我国感光材料工业的当务之急对超纯水的要求关于超纯水的确切含义, 目前尚没有十分明确的概念。目前, 我国感光材料工业用水的水质,仅仅达到纯水至高纯水之间的水平但根据工艺要求, 对于合成乳剂的原料制备溶液配制涂布补加液用水等, 都应达到超纯水质的要求。即使是沉降乳剂的水洗用水, 也应在高纯水的基础上另行添加调节剂。

应该“ 反渗透” 超纯水新技术反渗透是由美国加利福尼亚大学发明的一种净水技术。它与离子交换法结合, 与以往高纯水制备方法相比, 具有工艺流程简操作方便水质纯度高而稳定、生产运行费用低及环境污染少等优点。十多年来, 经C u ]fD o p o n tM i l l i p o r e 等公司投入工业化生产, 装置规模已达到3 8 0 0米3 / 天。国际上, 已被广泛用于宇航原子能等尖端工业部门的分离提取、纯化浓缩等技术领域, 并日益取代了原有的“ 电渗析一离子交换” 装置

1. 原理: 反渗透属于隔膜分离技术范畴, 与常用的电渗析法不同。电渗析是通过离子交换膜, 在直流电场的作用下, 把溶液中的盐类电离出来; 而反渗透则是通过半透膜, 把溶液中的溶剂( 一般指水) 和溶质分离出来

它采用一种非对称结构的醋酸纤维素膜或芳香聚酞胺中空纤维膜, 作为反渗透的半透膜, 其表面层布满几埃( 入) 到几十埃( 人) 的微孔, 因而具有选择吸附水分子,排斥盐类溶质的亲水特性, 透水量大, 脱盐率高在外加压力作用下, 能去除95 % 以上的多价离子( 如C a 朴、M g 开、F e 廿、M n 十、5 0 户, ·等) , 且化合价愈高的离子, 被排斥愈远; 同时, 还能阻截1 0 0 人左右的最小病毒细菌, 排除分子量2 0 左右的有机物杂质及残留的微量杂质经半透膜处理后的水再通过离子交换混合床, 即可全部除净

2 . 结构: 据报道, 美国90 % 以上均采用反渗透和离子交换相结合的装置来制取超纯水其反渗透器的结构形式有: 板框式管式卷式中空纤维式、槽条式等。国内目前主要采用槽条式(见图1 ) 和卷式( 见图2 )其中槽条式结构的2 41 型反渗透器已由江苏无锡县前洲纯水设备厂投产

3. 优点:

( 1 ) 脱盐率高: 目前我国大部分采用电渗析器淡化脱盐, 一般脱盐率在70 一80 %左右, 而反渗透淡化脱盐率可在95 % 以上。按国外介绍, 高压反渗透达。9%

( 2 ) 超高纯度: 以电渗析一离子交换法制水, 只能达到去离子, 而反渗透一离子交换装置, 能去除前者无法解决的有机杂颗粒和细菌微生物等, 而这些污染物正是影响照相乳剂保存性影像色彩稳定性防霉变质的重要因素

( 3 ) 最有效地去除高价重金属离子:电渗析起脱盐淡化作用, 对去除低价离子较有效, 但易泄漏高价离子。而反渗透则不易泄漏高价离子。基于高价重金属离子对照相性能影响更甚的情况, 应用反渗透法净水将更符合感光材料制造对水质的工艺要求

( 4 ) 设备简单, 组装方便, 节约酸、碱原料: 电渗析器必须定期酸洗拆装, 组装困难, 膜和极板的损耗也大; 而反渗透器不必酸洗, 拆装方便并能减少离子交换设备( 取消阳、阴离子塔, 只用混合床即可) ,同时还可延长离子交换树脂使用寿命, 节约酸碱, 且对改善环境污染解决“ 三废” 有

( 5 ) 便于自动控制: 反渗透操作工艺比电渗析简单(不必倒极, 酸洗操作、浓水排放少) , 容易实现连续生产的自动控制

( 6 ) 耗电及耗水量小: 反渗透制水效能比电渗析高2 一3倍, 利于节能

图2 卷式反渗透结构1一淡化水; 2一卷成膜组; 3一中心管; 4一膜5一进料液隔网; 6一淡化水流设想超纯净水是感光液料工业中用量最大的主益原料之一, 建议运用“ 反渗透一离子交换” 装置。

结论

反渗透法在国外早已广泛应用, 但在国内尚属启用阶段, 而在感光照相工业中更是空白。对于反渗透的关键— 膜的制造、、改性等方面还有大量的工作待做; 另外,高压泵的质量、预处理的好坏都直接影响反渗透的实际应用, 有待实践中不断提高而随着我国工业化的迅猛发展, 净水资源日趋紧缺, 工业污染日益加甚, 感光材料工业采用“ 反渗透一离子交换” 超纯净水技术,则将势在必行






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