3.1　概　述

微滤是以微孔膜为过滤介质，以压力为驱动力，利用多孔膜的选择透过性实现直径在0.1μm和10μm之间的颗粒物、大分子及细菌等溶质与溶剂分离的过程。微滤是世界上开发应用最早和应用范围较广的膜技术。以天然或人工合成的高分子聚合物制成的微滤膜的现代过滤技术始于19世纪中叶，1845年瑞典化学家Christian Friedrich Schönbein合成出了硝化纤维材料，为微滤膜的合成奠定了材料基础。但对微滤的系统研究始于20世纪，1906 年Bechhold 制备出了具有不同孔径的硝化纤维膜，1907年他发表了第一篇系统研究微孔滤膜性质的报道。1918年Zsigmondy等最早提出规模生产硝化纤维素滤膜的方法，并于1921年获得专利。1925年在德国Gottingen成立了世界上第一个微滤膜公司——Sartorius GmbH，专门用于生产和经销滤膜。1926年，Membranfilter GmbH 成立了，开始商业化地生产胶棉微滤膜，当时的市场很小。第二次世界大战后，美、英等国得到德国微滤膜公司的资料，于1947年相继成立了工业生产机构，开始生产硝化纤维素滤膜，用于水质和化学武器的检验。1952年，马萨诸塞州水城的Lovell化工公司，被授予了商业化生产微滤的资质。1954年，Lovell化学公司出售其膜制造设备到新组建的美国Millipore公司。然后在美国和英国的其他公司也开始利用德国技术基础制造膜过滤器。1960年Sourirajan和Loeb公布了著名的L-S膜制备工艺。从20世纪60年代开始，随着聚合物材料的开发，成膜机理的研究和制膜技术的进步，微滤膜的发展进入一个飞跃发展的阶段^［1］。膜品种扩大到醋酸纤维素、硝化纤维素及其混合物、聚酰胺、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚碳酸酯或磷脂酰胆碱、聚醚砜、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯或磷脂酰乙醇胺和聚四氟乙烯、聚酯和无机膜陶瓷材料（氧化锆和氧化铝），此外，还可利用玻璃、铝、不锈钢和增强的碳纤维等作为膜材料。制膜工艺从完全挥发相转化扩大到凝胶相转化、控制拉伸致孔、核辐射刻蚀致孔等；孔径范围从0.1～75μm系列化；组器形式从单一的膜片滤器到褶筒式、板式、中空纤维式和卷式等。应用范围从实验室的微生物检测急剧发展到制药、医疗、饮料、生物工程、超纯水、饮用水、石化、环保、废水处理和分析检测等广阔的领域。

微滤技术在中国的研究开发较晚，20世纪50～60年代，我国一些科研部门对微孔滤膜进行了小规模的试制和应用，但基本上没有形成工业规模的生产能力。真正的起步应算是20世纪70年代末期和80年代初期，上海医药工业研究院等单位对微孔滤膜进行了较系统的研究。目前，国内已有了混合纤维素等商品化的微滤膜^［2］。由于国产微滤产品性能稳定，价格低廉，占据着国内大部分市场份额。与国外相比，我国相转化法生产的微滤膜的性能和国外同类产品性能基本一致，褶筒式滤芯已在许多场合下替代了进口产品，得到了广泛应用；控制拉伸生产的聚乙烯、聚丙烯等微滤膜，以其价廉、耐溶剂等优点在不断拓宽市场。目前，我国生产的微滤膜不仅在常规下广泛使用，而且在酸、碱、高温等要求苛刻的场合也得到了一定的应用，微滤技术已在我国的饮料、食品、电子、石油化工、医药、分析检测和环保等领域获得广泛应用，取得了很好的经济、社会和环境效益。

今后微滤技术发展的重要方向是研制特殊性能的膜，开发更加便宜、不易污染及低能耗的膜过程。微滤技术应用方向的详细说明见表3-1^［3］，今后微滤技术优先研究的课题见表3-2^［4］。

表3-1　微滤技术应用方向的详细说明

表3-2　今后微滤技术优先研究的课题

注：以10为满分。