ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пористые полимерные адсорбенты из "Высокодисперсное ориентированное состояние полимеров" Одной из наиболее перспективных областей практического примеиения высокодисперсных ориентированных полимеров является их использование в качестве пористых полимерных адсорбентов. Получение новых адсорбентов является чрезвычайно важной и актуальной задачей. Ежегодно число публикаций по вопросам сорбции достигает в среднем около 9000 [226]. [c.153] Согласно данным проведенного недавно наукометрического анализа, в последние годы наука о сорбции заняла одно из ведущих положений в препаративной химии [226]. Не менее важное значение сорбционные методы имеют и при решении важнейших практических задач. Адсорбенты применяют для улавливания вредных прпмесей, для очистки и осушки газов и жидкостей, для хроматографического разделения смесей, в качестве носителей катализаторов и во многих других областях. Особо следует отметить, что одна из главных задач современности — защита окружающей среды требует развития разного рода способов очистки воды и воздуха, среди которых, как известно, ведущее место принадлежит сорбционным методам. [c.153] Применение полимерных адсорбентов в настоящее время весьма ограничено. Тем не менее, потребность в таких материалах очень велика. [c.154] Для придания полимерам пористости применяют различные способы. Эффект вспенивания может быть достигнут непосредственно в процессе полимеризации или поликонденсации за счет выделения значительного количества газообразного низкомолекулярного продукта. Обычно для придания полимеру пористости в состав полимерной композиции вводят специальные порообразующие вещества — порофоры. При последующей термообработке порофоры разлагаются в объеме полимера с выделением газов, чем и достигается эффект порообразования. [c.154] Возникновение пористой структуры может происходить в растворе полимера в процессе его фазового разделения. В зависимости от особенностей фазовых диаграмм полимер — растворитель используют нагревание или охлаждение раствора, а также добавление к нему осадителя. Определяющее влияние на формирование пористой структуры оказывает скорость фазового разделения. Другой метод получения пористого полимера из раствора заключается в его замораживании с последующей низкотемпературной сублимацией растворителя. [c.154] Эффект придания пористости в ряде технологических процессов достигается вспениванием полимера с последующей фиксацией возникающей структуры. Существует несколько способов вспенивания, но чаще других используют насыщение расплава полимера газом при высоком давлении с последующим его резким сбросом. [c.155] Придание полимеру высокоразвитой поверхности позволяет его использовать в качестве носителя в хроматографии [152] и ионном обмене [158]. Для этого проводят сополимеризацию мономера и сшивающего агента (как правило, стирола с диви-иплбензолом) в среде инертного разбавителя или синтезированный полимер подвергают сшиванию в растворе. Как видно, получение пористого полимерного адсорбента является сложным и дорогостоящим процессом. [c.155] Подытоживая рассмотрение самых общих основ получения адсорбентов, можно заключить, что существующие способы позволяют в настоящеее время получить весьма небольшое число пористых неорганических адсорбентов. Применение же полимерных адсорбентов крайне ограничено, прежде всего из-за отсутствия какого-либо общего метода их получения. [c.155] С этой точки зрения рассмотренный выще метод получения пористых полимерных адсорбентов представляет существенный практический интерес. Действительно, в отличие от всех известных методов получения пористых адсорбентов, в предлагаемом методе исключены такие энергоемкие стадии как синтез, прокаливание, измельчение. Кроме того, он не требует специального оборудования. Для получения эффективного адсорбента достаточно растянуть образец полимера в ААС. Особо следует отметить универсальность предлагаемого метода. С его помощью можно изготовить адсорбент на основе практически любого синтетического стеклообразного или кристаллического полимера, что позволяет в широких пределах изменять химическую природу поверхности, а следовательно, и специфичность получаемого адсорбента. Получение адсорбентов по предлагаемому методу является особенно перспективным, поскольку существующие в настоящее время методы синтеза сополимеров дают возможность вводить в полимер самые разные функциональные группы. [c.155] Рассмотрим некоторые особенности получаемых адсорбентов. Как уже отмечалось, растяжение полимера в ААС является не только универсальным методом получения пористых полимерных адсорбентов, но и эффективным способом регулирования их структуры. Действительно, изменяя степень вытяжки полимера в среде, можно легко изменять емкость адсорбента и, что еще более важно, распределение микропор по размерам. [c.155] Особенно отчетливо это было продемонстрировано на примере адсорбции красителей ПА и ПВС. Выбранные красители очень близки по химической природе и весьма незначительно различаются по молекулярным размерам (1,25 и 1,5 нм), тем не менее легко можно подобрать такую степень вытяжки полимера в ААС, при которой будет происходить их эффективное разделение в процессе адсорбции. Широкий ассортимент различных полимеров, выпускаемых в настоящее время промышленностью, позволяет получить большой набор адсорбентов, пригодных для работы в самых разнообразных условиях (в полярных и неполярных средах, в газовой фазе, в широком интервале температур и т, д.). [c.156] Существенным достоинством полимерных адсорбентов является их хорошая растворимость в органических и (или) неорганических растворителях, что позволяет наиболее полно выделить адсорбированное вещество. Это свойство было использовано в работе [105] при анализе количества захваченного полимером низкомолекулярного вещества (см. гл. 1). [c.156] На практике адсорбенты используются в виде порошка или граиул, которыми наполняют колонки или другие емкости, через которые пропускают адсорбаты или их смеси. К механическим свойствам гранулированных адсорбентов и изделий из них предъявляются очень высокие требования и получение высокопрочных материалов такого рода в настоящее время является очень трудной задачей. Например, при формовании некоторых композиций на основе активного угля получают материал с весьма нестабильными механическими свойствами, который хрупко разрушается в условиях сжатия уже при напряжениях 50 МПа и деформациях 2—3 7о [228]. Ограниченное применение конструкционных материалов с адсорбционными свойствами обусловлено не только их невысокими механическими показателями, но и большой трудностью или часто невозможностью формования на их основе твердых тел, пригодных для эксплуатации. [c.156] Адсорбенты можно изготавливать в виде пленок и волокон, имеющих, как показано в гл. 2 и 3, довольно высокие механические показатели. Такие адсорбенты обладают всеми свойствами полимерных материалов прочностью, эластичностью, химической стойкостью. На их основе могут быть изготовлены синтетический войлок, пленки или ткани с высокими механическими показателями, которые, в свою очередь, сами могут служить конструкционным материалом. Другими словами, возникает интересная возможность совмещения адсорбционных свойств полимера с его конструкционными свойствами. [c.156] Вернуться к основной статье