文献综述
在生活和生产实践中,人们也早己不自觉地接触和应用了膜过程,我国汉代的《淮南子》已有制豆腐的记叙,这可以说是人类利用天然物制得食用“人工薄膜”的最早记载。随着国内外电子业、建筑业、化工业、科研、教学等行业的迅猛发展，各种各样的涂膜机的需求量越来越高，相应地也出现了各式各样的涂膜机。硝酸纤维素膜简称为NC膜，此膜广泛应用于生物医学领域，对于一些蛋白、核酸的印迹试验和一些疾病的诊断都有举足轻重的作用。目前，各类涂膜机在市场上层出不穷，随着微电子技术、单片机控制技术、网络技术的发展，对涂膜机的技术要求会越来越高，尤其是对其涂膜的平稳性和痕迹均匀性的要求更加苛刻。
但是,人类对膜的真正认识和研究却较晚,1784年法国学者阿贝.诺伦特(AbbeNollet)发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胧内,首次发现并证实了膜的渗透现象:近200年后,杜布福特(Duburnfaut)1963年制成了第一个膜渗析器,从此开创了膜分离技术的新纪元。 自1960年Loeb和Sourirajan发明了相转换法制得第一张具有工业应用价值的非对称性醋酸纤维素反渗透膜后,这一方法得到了广泛的应用和研究,用于制备从渗透汽化膜、气体分离膜、反渗透膜等致密皮层分离膜,到超滤膜、微滤膜等有孔分离膜.这种方法按工艺特点的不同可分为湿法、干法、干湿法,无论是在气体环境中分相的干法制膜,还是在液体凝胶浴环境中分相的湿法制膜,或是二者结合的干湿法,其基本原理都是液态膜与环境进行溶剂、非溶剂的逆向传质,改变液态膜内的组成,使其越过分相线,进入热力学非稳态区内发生分相,最后聚合物浓相固化构成膜结构支撑体、聚合物稀相经后处理除去后形成膜内孔隙.膜结构的最终形状取决于液态膜内组成的变化速度、铸膜液体系的分相热力学和分相动力学,因而对于特定组成的铸膜液,制膜时的一些工艺条件如液态膜厚、环境组成(如干法时的相对湿度、溶剂蒸汽浓度、湿法时的凝胶浴组成)、温度、对流状态等都会通过影响溶剂、非溶剂的传质速度以及铸膜液体系的分相情况从而影响膜结构和膜性能.
Fritz等详细研究了CA-丙酮-水铸膜液体系用干湿法制膜时,初始铸膜液浓度、膜厚和蒸发时间对膜结构的影响.研究结果表明这三个因素明显地影响了最终膜结构,使膜结构在大孔结构和海绵状结构间变化,成膜的膜厚也发生了显著的变化.Cheng研究了凝胶浴温度对聚偏氟乙烯成膜的影响,指出凝胶浴温度影响了铸膜液体系的分相热力学及液态膜的分相途径,进而显著地影响了膜结构.
Pinnau曾指出,干湿相转换法制备无缺陷皮层膜如气体分离膜时,除对铸膜液体系性质一些特殊要求外,蒸发步骤中气体的对流对制得极薄的无缺陷皮层是至关重要的.刘双进等对聚偏氟乙烯超滤膜的研究也表明膜厚、蒸发温度、蒸发时间、环境湿度等工艺因素对制得的膜性能有重要的影响.众多的研究表明,制膜时的一些工艺条件显著影响着最终的膜结构和膜性能.因此科研中一种能调节控制各工艺条件的刮膜机对研究相转换成膜技术是非常重要的,可以使膜的研制过程中各项指标定量化,将每一个对膜性能有影响的因素都置于定量控制下,从而能精确地研究工艺条件对膜结构和性能的影响,确定获得最佳膜性能的工艺条件,使膜的研制具有重复性.
涂膜机的分类
涂膜机按涂膜方式和涂膜作用的不同可分为：喷点式涂膜机、划线式涂膜机以及应用于各个行业的作用各异的涂膜机。随着覆膜工艺的推广和普及，它所必需的胶粘剂需求量迅速增加。目前，覆膜所使用的粘合剂，大多数为有机溶剂型粘合剂，由于大量使用有机溶剂，不仅危害职工身体健康，而且还严重的污染环境。针对这些问题，许多设备厂商正在不断开发新技术和新工艺。水性专用覆膜机开始代替涂型覆膜机。 喷点式涂膜机主要特点是在纸带上均匀连续的打点，药液在纸上面呈现圆形或椭圆形状。众多的研究表明，刮膜速度、湿膜厚度、有无无纺布支撑等对于膜结构和性能都有显著的影响。因此，科研中可精确控制制膜工艺条件的刮膜机对研究至关重要．目前，实验室薄膜材料成型主要采用手工刮膜的方式。手工刮膜过程中，以上工艺条件较难控制，使得膜性能的重复性差。国内有科研用平板刮膜机的研究报道的平板刮膜机但设备结构复杂，操作不便，膜的精度受刮膜基台平整度的影响很大，而且不能加热及控温。在此背景下我们研制了一种新型自动平板刮膜机，该刮膜机能精确控制膜的厚度，刮膜速度，能加热和控温，可在玻璃板或其它基材如无纺布上刮膜。
以下以NC膜为特例具体说明。NC膜涂膜机是一种应用于基因芯片（又称 DNA 芯片、生物芯片）技术中的点样提取装置。随着分子生物学的迅猛发展，越来越多的动植物、微生物基因组序列得以测定。基因芯片（又称 DNA 芯片、生物芯片）技术就是顺应这一科学发展要求的产物，它的出现为解决此类问题提供了光辉的前景。涂膜机是制作DNA 芯片过程中的不可或缺的自动化设备。目前已有多种方法可以将寡核苷酸或短肽固定到固相支持物上。这些方法总体上有两种，即原位合成（ in situ synthesis）与合成点样两种。支持物有多种如玻璃片、硅片、聚丙烯膜、硝酸纤维素膜、尼龙膜等，但需经特殊处理。通常原位合成方法仍然比较复杂，除了在基因芯片研究方面享有盛誉的 Affymetrix 等公司使用该技术合成探针外，其它中小型公司大多使用合成点样法。后一方法在多聚物的设计方面与前者相似，合成工作用传统的 DNA或多肽固相合成仪完成，只是合成后用特殊的自动化微量点样装置将其以比较高的密 度涂布于硝酸纤维膜、尼龙膜或玻片上。现在已有比较成型的点样装置出售，如美国 Biodot
公司的点膜产品以及 Cartesian Technologies 公司的 Pix Sys NQ/PA 系列产品。前者产生的点阵密度可以达到 400/cm2，后者则
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