Способы изготовления полиэфирульфоновых мембран
Характеристика основных мембранных достоинств из полиэфирсульфона. Изготовление полимерных мембран технологией фазового распада раствора полимера. Особенность получения трубчатого фильтрующего элемента с полимерной мембраной для фильтрации жидкостей.
Рубрика | Химия |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 18.03.2019 |
Размер файла | 15,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Способы изготовления полиэфирульфоновых мембран
Крещик А.А.
В мировом производстве мембран особо большое внимание обращено на полисульфоны (полиэфирсульфоны, полиарилсульфоны, полифениленсульфоны). Это обусловлено достаточно высокой химической и механической прочностью этих полимеров, их высокой температурой стеклования (200-220°С), возможностью придавать мембранам из этих полимеров гидрофильные свойства. Основные достоинства мембран из полиэфирсульфона следующие: механическая прочность; химическая и биологическая инертность; термическая стабильность, которая позволяет многократно стерилизовать фильтрующие элементы в местах их установки потоком острого пара при температуре до 140°С.
Известно, что большинство полимерных мембран изготавливается технологией фазового распада раствора полимера, реализуемой на практике четырьмя методами: полиэфирсульфон мембрана фильтрация жидкость
1) фазовым распадом, индуцированным нерастворителем-осадителем (non-solvent induced phase separation - NIPS);
2) фазовым распадом, индуцированным парами осадителя (vapor induced phase separation - VIPS);
3) фазовым распадом, индуцированным испарением растворителя (evaporation induced phase separation - EIPS);
4) фазовым распадом, индуцированным охлаждением (thermally induced phase separation TIPS).
Большинство способов изготовления мембран из полисульфона и полиэфирсульфона с размером пор от 0,1 до 1 мкм основаны на методе VIPS и включают следующие стадии: приготовление гомогенного раствора полимера, полив его на подложку (металл, стекло и т.п.), выдержка в парах осадителя (вода), погружение в раствор осадителя, отмывка мембраны и затем сушка. [2]
В 1993 году стало известно получение гидрофильной мембраны из полимерного состава, содержащего полиэфирсульфоны, поли-2оксазолины и поливинилпирролидон по патенту США №5178765. Мембрану получают по технологии литья из раствора путем смешения поли-2-этилоксазолина, диметилформамида в качестве органического растворителя, полиэфирсульфона, поливинилпирролидона и полиэтиленгликоля, взятых в мас.ч. соответственно 1,5:20,5:13:64,5; получают гидрофильную мембрану, не теряющую гидрофильность при эксплуатации. Основным недостатком указанной мембраны является ее недостаточно высокие прочность и производительность.[4]
Другой способ получения микрофильтрационных гидрофильных мембран по патенту США №5906742 был опубликован в 1999 году, и предназначен для применения в медицине. В соответствии со способом а мембрану на основе полисульфона получают растворением полимера в органическом растворителе, выдерживают в газовой среде в течение 5-35 сек при влажности 50-80%, после чего формуют в осадительной ванне.
Полученная в соответствии со способом прототипа мембрана имеет высокие показатели производительности, но, судя по достигаемому размеру пор, характеризуется низким качеством разделения, что делает невозможным оценку ее свойств традиционным методом точки проскока пузырька.[5]
Известны нерастрескивающиеся гидрофильные полиэфирсульфоновые мембраны по патенту США №6465050 (опубл. в 2002 г.), которые получают путем непосредственного покрытия всей поверхности гидрофильной мембраны водным раствором полиалкиленоксидного полимера и полифункционального мономера, дальнейшей полимеризации мономера на всей поверхности мембраны при условиях, которые вынуждают получаемый полимер присоединяться к полиэфирсульфону, из которого выполнена мембрана. Серьезным недостатком указанного технического решения является сложность технологии, ставящей цель упрочнение получаемой мембраны, а также низкая воспроизводимость результатов. Причиной, препятствующей достижению обозначенного ниже технического результата, является необходимость проведения реакции полимеризации и сшивки на поверхности мембраны в статических условиях без перемешивания.[6]
Известны открытопористые фильтрационные мембраны и способ их получения по заявке Германии №102004009877 (опубл. 2005 г.), в соответствии с которой указанные мембраны формуют из растворов полиэфирсульфона в водорастворимом простом полиэфире (полиэтиленгликоль с молекулярной массой 200-600, диметиловом эфире триэтиленгликоля) или его смеси с апротонным растворителем. Основным недостатком указанного технического решения является недостаточно высокая производительность указанных мембран при использовании для разделения различных водных растворов.[1]
Другой состав для получения полимерной гидрофильной микрофильтрационной мембраны включает в масс.ч. полиариленсульфон - 100, поливиниламид - 1,25-6,67, органическую кислоту с константой ионизации 1,8·10-5-6,0·10-2 - 200-300 и органический растворитель - 360848,8. Для получения мембраны растворяют полиариленсульфон и поливиниламид в органическом растворителе с дополнительным введением органической кислоты. Полученный формовочный раствор наносят на движущуюся поверхность при скорости 0,5-1,5 м/мин и выдерживают на воздухе при фиксированной относительной влажности воздуха. Формование проводят в осадительной ванне, содержащей 10-90% воды и 10-90% одно- или многоатомного спирта, и сушат. Полученные мембраны обладают повышенной прочностью, повышенной производительностью при высоком качестве разделения. [3]
Наиболее новый способ получения трубчатого фильтрующего элемента с полимерной мембраной для фильтрации жидкостей включает растворение мембранообразующего полимера: полиэфирсульфона, полисульфона или поливинилхлорида и модифицирующей добавки. Полученный раствор наносят на внутреннюю поверхность вертикально расположенной открытопористой трубки и отверждают. В качестве модифицирующей добавки используют смесь лапроксида с полиэтиленполиамином, или пиперазином, или дифениламином. Изобретение позволяет получить гидрофильные мембраны с более высокими техническими характеристиками.[2]
Таким образом, вот уже на протяжении нескольких десятков лет ведутся разработки по получению мембран из полисульфонов. С каждым годом ведущие ученые пытаются усовершенствовать технологии с целью создать мембрану с улучшенными механическими и физико-химическими показателями.
Список использованной литературы
1. Патент Германии DE102004009877A , МКИ B01D67 / 00, B01D69 / 02, B01D71 / 68, B01D71 / 52, B01D71 / 68. Фильтрация открытопористой мембраной и способ ее получения./ Blicke, Carsten , VoЯenkaul, Klaus, Schдfer, Stefan, Kullmann, Christoph.
2. Патент РФ 2440182 МКИ B01D71/68, B01D67/00. Способ получения плоской пористой мембраны из полиэфирсульфона./ Астахов Е.Ю., Жиронкин С. Ф., Колганов И. М., Царин П. Г., Клиншпонт Э. Р., Головинов Ю. В., Козловский К. Э.
3. Патент РФ 2446864 МКИ C08L81/06, C08L77/02, C08L 77/10, C08L39/06, C08K5/09, B01D71/68. Состав для получения полимерной гидрофильной микрофильтрационной мембраны и способ получения полимерной гидрофильной микрофильтрационной мембраны./ Федотов Ю.А., Лепешин С.А., Тарасов А.В.
4. Патент США 5178765 МКИ B01D71 / 62, B01D67 / 00, B01D71 / 68. Гидрофильные мембраны , полученные из полиэфирсульфона / поли2-оксазолина / поливинилпирролидона смеси./ Hu Hopin, Katsnelson Inessa, Wu Xiaosong.
5. Патент США 5906742 МКИ B01D67 / 00, B01D69 / 02, B01D71 / 68. Микрофильтрации мембраны, имеющие высокую плотность пор и смешанной изотропной и анизотропной структурой. / Wang I., Ditter Jerome F.,Morris, Rick
6. Патент США 6465050 МКИ C 08 J 7/18. Нерастрескивающиеся гидрофильные полиэфирсульфоновые мембраны./ Witham Michael J., Johnson James S.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие и принципы разработки мембранных технологий, сферы и особенности их практического применения, оценка главных преимуществ и недостатков. Физико-химические свойства мембран. Условия применения полимерных мембран в современном сельском хозяйстве.
курсовая работа [113,6 K], добавлен 15.11.2014Понятие и виды ионообменных мембран. Рассмотрение основ применения мембранных процессов в области защиты окружающей среды. Проверка гипотезы стерического механизма отравления ионообменных мембран на примере антоциан, входящих в состав виноматериалов.
дипломная работа [6,6 M], добавлен 17.04.2015Методика іммобілізації полімерних міцел з альфа-амілазою на поверхню полісульфонових мембран. Вплив тривалості процесу ультрафіолетового випромінювання на каталітичну активність ферменту. Ознайомлення із способами модифікації мембран; їх властивості.
курсовая работа [924,7 K], добавлен 14.07.2014Классификация мембран пo материалу, происхождению, морфологии, структуре и форме. Методы их получения: формование, травление треков, спекание. Массоперенос через мембрану в локальном объеме аппарата. Фильтрование воды через электролизную установку.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 18.10.2014Измерение удельной электропроводности анионообменных мембран МА-41-2П, модифицированных в сополимерах диметилдиаллиламмоний хлорида акриловой или малеиновой кислот с помощью пинцетной ячейки разностным методом, и сравнение их с исходными мембранами.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.07.2014Мембранные системы водоподготовки. Исследование диффузионной проницаемости анионообменных мембран. Разработка алгоритма расчета электропроводности, концентраций анионов и молекулярной формы ортофосфорной кислоты в тракте с принимающей стороны мембраны.
курсовая работа [708,1 K], добавлен 18.03.2016Свойства полианилина и его формы. Механизм полимеризации анилина в матрице МФ-4СК. Исследование электротранспортных свойств композитов на основе перфторированных сульфокатионитовых мембран и полианилина, полученных в условиях внешнего электрического поля.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 24.09.2012Исследование эволюции физико-химических характеристик ионообменных смол и изготовленных из них мембран в процессах переработки амфолит-содержащих модельных растворов и виноматериалов. Электропроводность ионитов, её связь с другими свойствами ионитов.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 18.07.2014Приготовление растворов полимеров: процесс растворения полимеров; фильтрование и обезвоздушивание растворов. Стадии производства пленок раствора полимера. Общие требования к пластификаторам. Подготовка раствора к формованию. Образование жидкой пленки.
курсовая работа [383,2 K], добавлен 04.01.2010История открытия нобелия. Методы получения нового элемента. Химические свойства актиноидов. Помехи и трудности, неизбежные при определении дочерних продуктов альфа-распада ядер 102-го элемента. Закономерности ядерных реакций с участием тяжелых ионов.
реферат [29,2 K], добавлен 18.01.2010Технология получения прядильного раствора полиакрилонитрила. Характеристика сырья. Изменение свойств акрилонитрильных волокон при замене итаконовой кислоты в сополимере. Органические растворители, используемые для получения полиакрилонитрильных волокон.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 29.03.2009Применение и используемое сырьё для синтеза биоразлагаемого полимера. Характеристика готового продукта. Схема образования полилактида из молочной кислоты. Описание стадий получения полилактида: синтез и очистка лактида, определение температуры плавления.
научная работа [571,6 K], добавлен 25.04.2015Характеристика электронных зондовых микроскопов. Двухступенчатый метод получения тонких бездефектных мембран на основе палладия. Влияние гидрирования на перераспределение атомов легирующего вещества в процессе релаксации. Анализ толщин тонких пленок.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 25.05.2015Получение композиционного материала с равномерным распределением наполнителя в полимерной матрице методом полимеризационного наполнения. Воспроизводимость эксплуатационных свойств полимерных магнитов. Синтез полимерных композиционных материалов.
курсовая работа [46,4 K], добавлен 30.03.2009Понятие и применение суперзаряженных полиэлектролитов. Сравнение биологических свойств полимера и блок-сополимера. Особенности разработки мягких и контролируемых условий синтеза, сущность метода получения полиэлектролитов без фазового разделения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 19.11.2012Особенности производства хлопковой целлюлозы по бисульфитно-аммиачному методу. Способы получения сернистого ангидрида и варочного раствора. Исследование правил выделения химических реагентов из аммиачного варочного раствора повторного использования.
контрольная работа [307,9 K], добавлен 11.10.2010Взаимное влияние атомов и способы его передачи в органических молекулах. Роль ионизации в проявлении биологической активности. Фосфолипиды как структурные компоненты клеточных мембран. Стереохимия органических соединений. Реакции аминокислот, белки.
курс лекций [1,8 M], добавлен 05.03.2013Корреляция фазового поведения смесей полимер-поверхностно-активного вещества с фазовым поведением смесей двух полимеров или смесей ПАВ. Влияние полимера на фазовое поведение бесконечных самоассоциатов молекул ПАВ. Техническое использование смесей.
контрольная работа [2,3 M], добавлен 16.09.2009Исследование динамики полимерных цепей в растворе, которая является чувствительным тестом внутримакромолекулярного структурообразования и химических превращений с участием макромолекул, а также фактором, влияющим на протекание реакций в цепях полимера.
статья [259,7 K], добавлен 18.03.2010Особенности серы как химического элемента таблицы Менделеева, ее распространенность в природе. История открытия этого элемента, характеристика его основных свойств. Специфика промышленного получения и способов добычи серы. Важнейшие соединения серы.
презентация [152,3 K], добавлен 25.12.2011