ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Структура н характеристика свойств мембран из "Обратный осмос и ультрафильтрация" Так как структура практически всех полимерных мембран под воздействием внешнего давления, а также под влиянием некоторых других факторов изменяется (уплотняется), то эти мембраны по принятой классификации отнесены к группе уплотняющихся мембран. [c.47] Анизотропные мембраны. Пористые полимерные пленки получают обычно путем удаления растворителей или введенных добавок из растворов полимеров в условиях, препятствующих существенной усадке каркасной структуры полимера вследствие действия капиллярных сил. [c.48] Известно три основных метода формования полупроницаемых мембран сухой (спонтанный), мокрый (коагуляционный) и термальный. [c.48] Сухой метод заключается в растворении полимера, например эфира целлюлозы или смеси эфиров, в растворителях типа ацетона и добавления к этому раствору соответствующих порообразующих агентов (этанол, бутанол, вода, глицерин и др.). Размер пор таких мембран зависит от концентрации полимера в растворе, типа растворителя, температуры формования и т. п. К достоинству пленок, полученных по данному методу, прежде всего следует отнести возможность их хранения и транспортирования в сухом виде. [c.48] Повышение концентрации в растворе снижает скорость испарения растворителя и тем самым способствует образованию плотного, так называемого активного (селективного) слоя на поверхности пленки. Регулирование пористости сухих мембран может проводиться изменением концентрации и условий испарения растворов, а также введением солей и других веществ, растворимых в воде. [c.48] Мокрый (коагуляционный) метод формования мембран, описанный Лоебом и Сурираджаном применительно к полупроницаемым мембранам из ацетатов целлюлозы, используют наиболее часто [42]. Этот метод заключается в следующем. [c.48] Раствор, приготовленный из ацетата целлюлозы, растворителя (ацетона и воды) и агента набухания (перхлората магния, иногда формамида) в соотношении 22,2 66,7 10,0 и 1,1% (масс.), поливается тонким слоем на стеклянную пластину, подсушивается в течение нескольких минут и затем погружается в холодную воду при температуре около О °С, где выдерживается в течение 1 ч до отделения пленки от подложки. За это время происходит практически полное формование мембраны. В начальной стадии формования ацетон быстро испаряется с поверхности отлитой пленки и на ней образуется гелеобразный слой, препятствующий испарению растворителя с более глубоких слоев раствора полимера Таким образом, в момент погружения в воду, являющуюся осадителем для данного раствора, система представляет собой желированную оболочку, внутри которой находится раствор. В момент соприкосновения с водой гель затвердевает, сохраняя очень тонкую структуру пор поверхностного слоя. Раствор полимера, находящийся внутри оболочки, коагулирует медленнее, так как диффузия воды сквозь поверхностный слой затруднена. При этом водой вымывается как растворитель, так и порообразователь. [c.48] Детальное изучение структуры ацетатцеллюлозной мембраны с помощью электронного микроскопа [50] выявило не два, а три слоя (А — активный слой, В — подслой, С — пористая подложка), различающиеся по размеру пор. Соотношение толщин А-слоя (6а) и В-слоя (бв) зависит от технологии приготовления мембран, в частности от времени испарения растворителя (рис. И-З). Важное следствие из этого рисунка — снижение толщины активного слоя с увеличением времени испарения растворителя, что необходимо у читывать при разработке технологии получения полупроницаемых мембран. [c.49] Размер пор и общая пористость мембраны зависят от многих факторов, в том числе от состава раствора для полива, типа растворителя и порообразователя и др. [c.49] И 2% хлористого цинка. Смесь наносится тонким слоем на стеклянную пластину при комнатной температуре, пластину погружается в воду при температуре 15°С, после чего пленка отделяется от стекла. [c.50] Мембраны можно также получать из неводных растворов. При этом ацетат целлюлозы и соль растворяют в смеси ацетон — спирт, подсушивают для удаления более летучего ацетона и затем погружают в воду для вымывания солей и остатков растворителя. [c.50] При использовании водно-ацетонового растворителя для ацетатцеллюлозных мембран подсушку нередко проводят в атмосфере ацетона при комнатной температуре для того, чтобы не допустить слишком быстрого испарения растворителя, так как это может повлечь за собой разрушение структуры пленки. Подобный прием используется при получении мембран из полиакрилонитрила, полистирола и др. (табл. П,1). [c.50] Для сохранения первоначальных характеристик целлюлозных мембран при их длительном пребывании на воздухе (при транспортировании, монтаже мембранного аппарата и т. д.) можно замещать воду, содержащуюся в мембране, инертными органическими веществами с меньшей летучестью, чем у воды (например, глицерином). [c.51] Термальный метод формования пористых мембран заключается в термической желатинизации смеси полимера и соответствующих пластификаторов, например полигликолей. Компоненты смешиваются, расплавляются и охлаждаются с целью получения геля. [c.51] Получить полупроницаемые мембраны можно также модифицированием промышленных пленок, например прививкой мономеров. [c.52] С увеличением гидрофильных групп в боковых цепях полимеров сорбция воды возрастает и полимер может набухать до состояния геля. [c.52] Изотропные мембраны. К этому типу мембран следует прежде всего отнести получившие широкое распространение в последние годы так называемые ядерные мембраны, или нуклеопоры. Эти мембраны образуются при облучении тонких, обычно полимерных пленок заряженными частицами с последующим травлением химическими реагентами [59—62]. [c.52] Поэтому радиоактивные изотопы с энергией а-частиц 4—5 МэВ целесообразно использовать для облучения пленок толщиной до 10— 15 мкм. Для увеличения деструкции материала в направлении вдоль трека целесообразно проводить облучение частицами в сочетании с дополнительным облучением ультрафиолетовым светом, рентгеновскими лучами, -лучами или электронами. При облучении ультрафиолетовым светом длина волны должна быть подобрана таким образом, чтобы наиболее сильно воздействовать на радиационно поврежденные места пленки. Например, для пленок из поликарбоната оптимальная длина волны составляет около 280—300 нм (2800—3000 А), большие длины волн практически не дают эффекта, а при меньших начинает происходить сильное разрушение всей поверхности пленки. [c.53] Когда большая заряженная частица (тяжелый положительный ион) проходит через неорганическое вещество, она выбивает наружные электроны атомов в кристаллической решетке, образуя клин возбужденных ионов. В области клина положительные ионы взаимно отталкиваются, что приводит к нарушению порядка решетки. [c.53] Вернуться к основной статье