膜过程的机理主要涉及物理和化学作用,具体取决于所讨论的膜类型和应用场景。以下是两种不同类型的膜过程及其机理的概述:
生物膜的形成机制:
生物膜的形成涉及微生物向载体表面的运送,通过主动运送(如水力动力学作用和浓度扩散作用)和被动运送(如布朗运动、细菌自身运动和沉降等作用)。
细菌通过物理化学作用可逆地附着于载体表面,随后通过分泌的粘性代谢物质(如多聚糖)形成不可逆附着,这些物质起到生物“胶水”的作用,使细菌不易被水力剪切力冲刷脱落。
微生物在载体表面建立稳定的生存环境,利用周围环境的营养物质进行繁殖,逐渐形成生物膜。
涂料成膜机理:
涂料的成膜过程涉及溶剂挥发、熔融冷却等物理作用和缩合、聚合等化学作用。根据涂料的组成和结构不同,成膜机理可分为非转化型(溶剂挥发、熔融冷却)、转化型(缩合反应、聚合反应)和混合型(即物理和化学作用结合)三大类。
水性涂料的成膜机理特别包括物理反应(如水分挥发)和化学反应(如树脂与各种化学介质交联形成三维状结构的涂膜)。物理反应主要涉及水分蒸发和温度变化,而化学反应则涉及树脂与化学介质的交联反应,形成三维网状结构的涂膜。
综上所述,膜过程的机理因应用而异,生物膜的形成主要涉及微生物的运送、附着和生长过程,而涂料成膜则涉及溶剂挥发、熔融冷却、缩合反应和聚合反应等多种物理和化学作用。