2015年4月29日，《中国纺织报》以《全副武装的膜材料》为题对我校做了报道，现将全文转载如下，以飨读者。

全副武装的膜材料

——纺织科技新见解学术沙龙暨第二届津膜论坛精彩观点集萃

本报记者 温维健 康佳媛

近日，第7期纺织科技新见解学术沙龙——第二届津膜论坛在天津工业大学举办。本期沙龙由中国工程院院士高从堦、姚穆，大连理工大学高分子材料研究所教授蹇锡高，中国人民解放军总后勤部军需装备研究所教授级高工施楣梧，天津工业大学副校长肖长发，天津膜天膜科技股份有限公司研究员徐平领衔。来自科研院所、高校、企业的专业人士对膜技术的趋势发展、技术革新、前景需求发表了精彩的演讲。

演讲内容涉及国内外膜材料发展现状及趋势，膜材料所需上游原料性能如何改善，设备改造方向及国家政府产业支撑等多个方面。与上届论坛不同，此次论坛减少了嘉宾发言人数及时间，增加了与会者交流时间。与会者既不遮掩成果，也不回避问题，开诚布公的交流氛围更是提升了沙龙的实际应用性，真正起到了促进行业发展的作用。

行业发展

国家顶层设计助力产业创新

■中国工程院院士高从堦

如今，膜处理技术在循环经济、清洁生产、改造传统产业、节能减排等方面发挥的作用越发明显。举例来讲，每天52万吨的反渗透海水淡化大型工厂、每天万吨计的众多发电厂的膜法补给水系统、用膜近万平方米的大型超滤退浆废水处理厂、每年拯救上百万人生命的人工肾设施、近30万吨／天的废水再用系统……这些工程足以作为膜技术应用的代表，体现其规模、水平和独特而重要的作用，这也是膜科学技术不断创新发展和产业化的具体体现。

据统计，我国膜产业2014年达到1000亿元，预计2020年将达到2000亿元。分领域来看，海水淡化用膜量约增30万立方米/天，预计到2020年将达到250万~300万立方米/天；苦咸水淡化膜用量约增30万立方米/天，预计到2020年将达到280万~300万立方米/天；城市微污染自来水改造现在的规模约为500亿立方米/年，膜技术作为终端处理技术约为8000万立方米/年。

分离膜的发展是一个不断创新的过程，包括大量思维创新，材料创新，技术、工艺和过程创新及应用创新等。近年来，根据国际膜科技的发展和国内实际应用的需求，我国分离膜技术取得了相当大的进步和成绩，缩短了与国外的差距，培养出一批业务素质高、创新精神强的学者和团队，涌现出一批有一定实力的科研机构和企业。

但是，我国膜产业整体上与国外相比，还有较大差距，国内膜产业的快速发展需要体制、机制、科技等多方面创新，通过国家层面进行顶层设计，激发全国、联盟、单位、个人的创新动力与水平。

榜样力量

美国脱盐净水注重高效实用

■天津大学教授王世昌

美国政府对海水淡化技术的研发和支持始于1952年建立的国家盐水局，截至目前，对膜产业发展起到的促进作用最大的是脱盐与净水研究（DWPR）计划。

DWPR-2013批准资助项目包括多个方面膜结构和传递基础，项目主要针对现有的大量内陆用传统水膜进行改进，预算为95467美元；农业社区的零排放（ZLD）脱盐系统，项目主打实用操作策略，对小型ZLD系统的费用进行合理化改进，预算为149446美元；微生物、电去离子系统脱盐和去除有机物，旨在提高EDI处理废水能量效率和可持续性，预算为150000美元等。

废水处理效果显著的聚酰胺卷式膜用于浓缩页岩气矿水工程，当试验规模达到原料水为1m3/h时，进料水溶解性固体总量（TDS）浓度为45000mg/L~96000mg/L，浓水产出水TDS为200000mg/L。

此外，在海水淡化方面，现有大规模淡化方法的水回收率及污染问题仍需改进以降低成本。我们对正渗透工艺的建议是，采用FO膜。FO膜具有潜在优越性，可以避免现有脱盐和水再利用技术的某些限制，节能效果要比现在RO膜低20%。

通过分析脱盐与净水研究计划，我们发现美国政府在膜项目立项方面具备5大特点：涉及环境问题突出；对ZLD、ZDD的研究很明显；特别重视内陆边远地区需水问题；强调发展实用高端技术；研究周期短，算账细。国内发展同样应当注重以上问题，此外，任何新的脱盐技术要想立足于世并替代现有技术，都必须具备以下基本要素，简单、快速、高回收率、可靠。

设备改造

高效集成污水处理系统5大优点受欢迎

■清华大学教授李继定

目前，全国600多座城市有364座缺水，110座严重缺水。因缺水，工业年产值损失8000多亿元。此外，全国废水排放总量已达560多亿吨，其中，工业废水排放量220多亿吨，城镇生活污水排放量330多亿吨，废水中化学需氧量排放量1300多万吨，氨氮排放量120多万吨。

传统的混凝沉淀处理技术，设备投资大、占地大、运行费用高，且处理后的水质难以回用。

高效集成污水处理系统与传统技术比较，具备五大特点。一是工艺流程短，传统污水治理流程占地面积一般会达到800平方米，而高效集成污水处理系统的流程占地面积只有8平方米。二是出水水质好，煤矿井下污水经高效集成处理系统处理后出水澄清、透明，表观看起来像自来水一样，浊度仅1.0 NTU左右，出水可直接回用，而混凝沉淀传统方法处理后出水略显浑浊，出水浊度20 NTU左右，出水通常不能直接回用。三是占地面积小，与传统的混凝沉淀法相比，高效集成污水处理系统省去了混凝絮凝池和砂滤池所需要的厂房，省去了陈放絮凝剂所需要的库房。四是投资少，与传统的混凝沉淀法相比，高效集成处理设备取代了混凝絮凝池及其设备、砂滤池及其设备，省去了摆放混凝絮凝设备和砂滤设备的厂房，因而节省了大量设备和土建成本。五是运行费用低，高效集成处理设备不需要混凝絮凝剂，无需添加任何化学药剂，仅此一项，对于一个日处理1万吨，规模不大的煤矿井污水处理厂，就可降低年运行费用100万元，且彻底消除了因混凝絮凝剂等化学药剂的残留而引起的水体二次污染。

产品改良

聚四氟乙烯微孔膜亲水改性需加强

■浙江理工大学教授郭玉海

聚四氟乙烯（PTFE）微孔材料分为平板膜和中空纤维膜。PTFE被称为“塑料王”，其耐强酸、强碱、高盐、高低温、强腐蚀，拉伸成孔，孔径可控，可做成超微滤膜。我国不仅是PTFE原料主产区，而且制品市场空间大，目前已形成上下游产业链。PTFE平板膜加工技术为双向拉伸技术，先纵向后横向，而PTFE中空纤维膜为单向拉伸成形。

PTFE微孔材料加工关键技术包括孔径控制、亲水技术、超疏水技术。其中超疏水技术可用于膜蒸馏和膜吸收处理废水。

利用膜对颗粒的吸附、截留和筛分作用进行分离的微滤技术得到迅速发展。在众多的膜材料中，PTFE微孔薄膜由于其耐酸、耐碱、耐高温且微孔结构可调控性强等优点,被广泛应用于环保、过滤、纺织、医疗、军事等方面。但由于PTFE表面性能低、表面润湿性差，影响了其在过滤领域的应用，因此薄膜的亲水改性成为研究热点。

我们在深入分析包括钠-萘化学处理等在内的传统化学改性对材料本体性能影响大的基础上,提出了物理改性的思路。依赖分子间作用力在PTFE微孔膜表面吸附沉积Fe3+,再在沉积层上聚合亲水性单体并形成配位键合,在基本不影响薄膜本体性能的前提下,对PTFE微孔膜进行物理亲水改性。通过FTIR、SEM、电位分析、超声振荡、接触角、水通量等手段研究了改性薄膜的结构和性能。结果表明,PTFE薄膜的亲水性能得到了显著的提高。单向拉伸PTFE中空纤维膜由浙江理工大学于2008年研制成功，2012年，浙江东大集团将此技术产业化，年产20万平方米。

原料改性

高性能工程塑料大幅提升操作温度

■大连理工大学高分子材料研究所教授蹇锡高

高性能工程塑料在高温下仍保持高强、高绝缘、耐辐照等优异综合性能的高分子材料，是发展航空航天、核能、电子电气等高技术和国防军工不可或缺的重要材料，也是“十二五”科学和技术发展规划大力培育和发展的战略性新兴产业。

高性能工程塑料的主要结构为芳环或芳杂环的聚合物，已商业化的产品主要包括聚芳醚、聚芳酰胺、聚芳酰亚胺等几类。然而，传统高性能工程塑料的耐热性和溶解性呈反向变化关系，耐热温度越高，溶解性越差，致使其合成难、成本高、加工方式单一，且应用领域受限。因此，科学界和工业界都十分关注开发耐高温可溶解的新品种，希望实现高性能、低成本、可控制备。

技术研发团队针对聚芳醚溶解性差的问题，从分子结构设计出发，引入扭曲非共平面结构，阻碍结晶，改善溶解性；并就传统工艺难以得到高分子量的聚芳醚的技术难题，开发新催化体系和新溶剂体系，研发出既耐高温又可溶解，综合性能优异的高分子量新型聚芳醚高性能树脂。在大量实验基础上总结出“全芳环非共平面扭曲的分子链结构可赋予聚合物既耐高温又可溶解的优异综合性能”的结论，进而开发成功新型聚芳酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚芳酯等系列高性能树脂，已形成一个独具特色的高聚物体系。以膜材料为例，新型高性能树脂制备的耐高温高效分离膜操作温度可达到150℃，可通过适当提高操作温度的方式提高分离效率；低压反渗透膜即使操作温度从室温升到95℃，复合膜的脱盐率基本保持不变，同时水通量大幅度上升，操作压力低。

产品改良

改善熔点温度降低TLCP材料加工难度

■东华大学教授王依民

2015年3月18日，美国国防部进行“革命性纤维与织物制造创新机构”竞标。美国总统宣布开启美国国家制造创新网络中该机构（RFT-IMI）的竞标，由国防部牵头，提供7500万美元的联邦经费，工业界成员还以1∶1投入，总额达1.5亿美元，重点发展轻量化产品。

植物学家Friedrich Reinitzer曾观察到苯甲酸胆固醇酯加热时的异常表现：145.5℃时熔化，产生了带有光彩的混浊物，178.5℃后，光彩消失，液体透明。冷却时同样的现象重复，只是次序反转，最后形成固态结晶体聚芳酯纤维。

液晶高分子具有外力下分子链高度取向，低熔融黏度、优异机械性能、自增强效应；突出的热稳定性能、低可燃性；优异的绝缘性能、耐化学试剂性能、耐老化性能等特点。

近年，聚芳酯纤维制作的特殊安全气袋又一次用在“勇气”号和“机遇”号火星探测车上。可膨胀空间站设想中也提到使用Vectran纤维。

以聚芳酯纤维为主的热致性液晶高分子材料（TLCP）性能优异应用广泛，但国内尚无工业化生产，为此通过反复试验我们初步确立了聚合工艺为TLCP的工业化提供参考依据。

TLCP的熔点温度决定了其加工难易程度，不同应用领域对TLCP性能要求不尽相同。

近期研究确立HBA/HNA聚合工艺并探究单体组成对TLCP性能影响，明确了HBA/HNA液晶共聚酯的熔融聚合工艺，为该液晶共聚酯的工业化提供了支持；明确了单体组成对HBA/HNA液晶共聚酯性能的影响，为制备所需性能TLCP提供了依据。