SPG膜

SPG膜介紹

 

SPG膜（Shirasu Porous Glass）是日本SPG公司在1981年開發(fā)出來的新型無機膜，SPG膜具有一致的、均勻的微小孔徑，而且孔徑的大小很容易改變，SPG膜在生產過程中，首先是將火山灰、玻璃、石灰在1350℃下硼酸化成型，然后再加熱到700℃左右產生相變化和分離：CaO·B₂O₃和Al₂O₃·S?O₂，制成具有微小相分離的玻璃質，最后將其放在酸中處理，除出可溶性物質，經過手工處理后，含有Al₂O₃·S?O₂的多孔玻璃就最終形成了；材料被加工成一定的厚度和形狀，即為SPG膜。通過制備條件的改變，可以獲得不同孔徑的SPG膜管和膜片。

 

 

1.原材料---〉

 

 

 

 

                                  

 2. 經過1350℃后成型     

 

 

 

 

3. 650C-750℃再處理

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 50-90℃酸處理后，得到成品

 

 

 

 5. 顯微鏡下的SPG膜表面                 

 

                     

  

 

SPG膜的形狀

                

 

1. 管狀SPG膜                                  2. 片狀SPG膜

 

   SPG膜規(guī)格  

 

孔徑 (微米)	SPG管狀膜（毫米） 外徑 x 壁厚 x 長度	SPG片狀膜（毫米） 直徑 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

分散相和連續(xù)相分別準備在不同的容器中，分散相穿過SPG膜產生均勻的乳化液，連續(xù)相要求輕微的流動，乳化液的粒子大小是3-4倍的SPG膜的孔徑。

                                                              

               

 

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

                   

   

     

   

    

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

 

2、混合乳化

分散相和連續(xù)相溶液混合在一起，穿透過SPG膜獲得均勻的乳化液，乳化液的粒子大小是1-2倍的SPG膜的孔徑。（圖中左側為直接乳化、右側為混合乳化）

   

 

SPG膜的再生和重復使用

 

1. 經過柴油發(fā)動機油乳化后SPG膜

 

        

 

     

 

2. 在400℃高溫下處理2小時后的SPG膜

 

 

 

 

   

3. 在500℃高溫下處理4小時后的SPG膜  

 

 

 

 

4. 在400℃高溫下處理6小時后的SPG膜

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SPG膜乳化

將兩種不相溶的液體在適量表面活性成份的作用下，通過攪拌混合可以制成乳化液，但乳化液滴是多分散性的，直徑可以相差數倍甚至數十倍。

原理：分散相在氮氣壓力的作用下透過微孔膜的膜孔，而在膜表面形成液滴，在沿膜表面流動的連續(xù)相的沖洗作用下，液滴的直徑達到一定值后，就從膜表面剝離，從而形成乳液。利用孔徑大小均一的SPG膜，可較好實現(xiàn)乳液粒徑大小及其分布的控制。因膜的微孔直徑比較均勻，制成乳化液的液滴也比較均勻，只要調整好水相的組成，保持液滴的穩(wěn)定，就能制得單分散性很好的乳化液滴，聚合后則得到相應的聚合物微粒子。

應用：主要用于制備尺寸均一的乳液、乳珠、微球、微膠囊等，可以制備W/O、O/W、W/O/W、O/W/O型不同乳液。實現(xiàn)乳液的尺寸均一性；微球表面功能的可控；多孔微球結構的穩(wěn)定性；均一乳液的制備；多孔微球或緩釋膠囊孔道的控制等。

 

SPG膜乳化液的粒子分布

  

高壓均質機乳化液的粒子分布

粒徑大小及其分布：上圖是SPG膜乳化后的粒子特征分布圖，以及和高壓均質機的比較，圖形顯示出SPG膜乳化后獲得了均勻大小的乳化液，這正是我們所希望的；考慮到在生產過程中對產品不同的使用要求，SPG膜能夠實現(xiàn)獲得不同粒徑大小的乳化液，顆粒分布均一，且產品90%粒徑的都在此范圍內；然而使用高壓均質機獲得的樣品，存在不同大小的粒子，意味著高壓均質機不可能獲得穩(wěn)定的、均勻的產品。例如膜乳化可以實現(xiàn)90%的粒子在0.8μm，而高壓均質機在6.0μm以上的粒子還有20%。