Мембраны степень анизотропности

Другим важным физическим свойством мембранных фильтров является их способность сохранять одинаковым диаметр пор по глубине мембраны. Мембраны, у которых по их глубине диаметры пор сохраняются примерно одинаковыми, называются изотропными и, наоборот, мембраны с изменяющимися по глубине диаметрами пор — анизотропными. Простым методом установления степени анизотропности мембраны является ее фитильное испытание. Метод состоит в том, что наполненный чернилами капилляр-перо приводят в соприкосновение с какой-либо стороной мембраны и чернилам дают возможность протечь в мембрану. Круглые пятна неравного диаметра на разных сторонах мембраны указывают на ее анизотропность, тогда как в случае ее изотропности чернильные пятна будут иметь одинаковые размеры. Степень анизотропности (СА) мембраны опре- [c.86]

В значительной мере зависит от степени анизотропности мембраны. У сильно анизотропных мембран поры большего размера на верхней стороне удерживают, по-видимому, более крупные частицы, которые и закрывают поверхность мембран, но при этом жидкость все же продолжает проходить через нее. [c.91]

Результаты тщательных исследований скоростей забивания различных мембранных фильтров при пропускании через них питательных сред для микробиологических анализов приводятся в работе [193]. Фильтрация таких суспензий с высокой концентрацией частиц ведет к быстрому забиванию мембран, при этом на процесс оказывают влияние различные факторы. Одним из наиболее важных факторов является степень анизотропности мембран даже у не сильно анизотропных мембранных фильтров верхняя и нижняя стороны имеют разные скорости забивания. Некоторые из фирм-изготовителей рекомендуют ориентировать выпускаемые ими мембраны определенным образом, другие же считают, что. для их мембран не имеет значения, какой стороной они будут обращены к фильтруемой жидкости. Как правило, каждая мембрана помещается в упаковке таким образом, что ее верхняя сторона соответствует той, которая при изготовлении мембраны соприкасалась с воздухом и должна иметь меньшие размеры пор. Однако следует подчеркнуть, что для многих областей применения процесса фильтрации ориентация мембраны в фильтродержателе не имеет значения [c.92]

В большей части промышленного оборудования для обратного осмоса используются анизотропные ацетатцеллюлозные мембраны типа предложенного в работе /5/. Некоторые свойства ацетата целлюлозы и анизотропных мембран описаны в работе /27/. Ацетат целлюлозы отвечает трем существенным требованиям к эффективным мембранам для обратного осмоса он обладает превосходными пленкообразующими свойствами, высокой проницаемостью для воды, а его проницаемость для большинства водорастворимых соединений достаточно низка. В последние годы в поисках материалов с лучшими качествами для обессоливания воды был проведен ряд исследований проницаемости синтетических полимерных мембран по отношению к воде и солям. Эти исследования подтвердили интуитивные представления о том, что с усилением гидрофильных свойств материала мембраны ее проницаемость повышается как для воды, так и для солей. Данные о проницаемости некоторых материалов, соглас -но модели растворения и дифФузии, приведены на фиг. 1. Широкий интервал значений проницаемости для данного типа материала отражает изменения в химическом составе. Для ацетата целлюлозы, например, понижение степени ацетилирования приводит к повышению значения проницаемости по отношению к воде и соли. При работе с сополимерами поливинилпирролидон - полиизоцианат такая же тенденция появляется при снижении содержания полиизоцианата. Несмотря на то что графики неточны вследствие некоторой зависимости значений проницаемости от способа отливки мембран и от условий измерений, отчетливо видна тенденция изменений. Наклоны кривых, построенных в логарифмической системе координат, не одинаковы , так что наиболее селективные материалы, т.е. материалы, характеризуемые наиболее высоким отношением значений проницаемости для воды и соли, одновременно обладают самой низкой проницаемостью для воды. Линия, проведенная с наклоном, равным 1, представляет условия с задерживанием 99% растворенного вещества, определенные согласно модели растворения и диффузии при истинной разности давлений др -Дп- = 50 атм. Как видно, мембраны из [c.144]

Вопрос о векторных коэффициентах возникает во всех случаях, когда приходится оперировать феноменологическими соотношениями для систем, в которых протекают как векторные, так ж скалярные процессы. Примером может служить система, где наряду с диффузионными потоками, подобными рассмотренным нами, имеет место химическая реакция, протекаюш ая с измеримой скоростью d /dt (где I — степень протекания реакции). Величина d Idt может рассматриваться как скалярный поток вызываемый скалярной силой А, которая представляет собой сродство реакции. Принцип Кюри, согласно которому невозможно сопряжение между потоками различных тензорных размерностей, справедлив только для изотропных сред 1581. Следовательно, реакция, протекающая в анизотропной мембране, может подвергаться влиянию одного или нескольких потоков, проходящих через мембрану, и сама влиять на эти потоки. Де Гроот и Мазур [58, стр. 33] определяют изотропную систему как систему, в которой равновесные свойства одинаковы во всех направлениях. Однако любая структурная асимметрия мембраны, которая изменяется достаточно медленно по сравнению с изменением концентрационного профиля неструктурных элементов, может оказаться достаточной для воздействия химической реакцией на векторный поток. Такие медленно изменяющиеся (релаксирующие) структуры описаны Фришем [59] в связи с проблемами диффузии. [c.469]

Простая, но наглядная иллюстрация морфологии анизотропной мембраны дается также фитильным тестом, который состоит в следующем. Ручку без пера приводят в контакт с любой поверхностью (в данном примере — с поверхностью микрофильтрационной мембраны толщиной 0,45 мкм), затем наблюдают за появлением круглых пятен неодинакового диаметра на противоположных сторонах фильтра. На микрофотографиях поперечных сечений мембран с такими пятнами видны фитильные рисунки, обусловленные различиями в капиллярности низкая степень анизотропии приводит к минимальной впитываемо-сти (рис. 7.32, а), средняя — к значительно большей (рис. 7.32,6), высокая — к максимальной (рис. 7.32, в). Из рис. 7.32, г видно, что одна часть объединенного бислоя содержит мелкие поры (в которых капиллярные силы достаточно резко выражены), другая — более грубые ячейки. [c.276]

НИЯ привели к разработке фирмой Миллипор нового мембранного фильтра, названного НС и имеющего более высокук степень анизотропности, чем обычный (рассмотрение анизотропии см. в разд. 2.3). Этот новый мембранный фильтр имеет размер отверстий у поверхности 2,4 мкм, а задерживающий размер пор 0,7 мкм, что дает значительно более высокий подсчет ФКП, чем обычная мембрана НА. [c.283]

В обзоре Блатта перечислены следующие основные требования, которые предъявляются к мембранам они должны обладать определенными размерами пор, пропускать раствор с достаточно высокой скоростью и иметь минимальную адсорбирующую способность. В настоящее время ряд фирм выпускает мембраны для фильтрации, в большей или меньшей степени удовлетворяющие этим требованиям (табл. 4). Наибольшее распространение получили анизотропные мембраны, состоящие из плотной, очень тонкой пленки-мембраны с избирательной проницаемостью, которая прикреплена к пористой подложке. В табл. 4 указана величина молекулярного веса веществ, задерживаемых мембраной, но в действительности мембраны задерживают не 100% соответствующих макромолекул, а несколько меньше. Отсюда следует, что для более полной задержки следует брать мембрану с меньшими, чем указано в таблице, величинами пор. Например, для альбумина (мол. вес 67 ООО) лучше использовать РМ-30, чем ХМ-50. Следует также помнить, что способность проходить через мембрану зависит не только от молекулярного веса, но и от формы молекулы и ее гибкости. Кроме приведенных вдабл. 4, следует упомянуть и о выпускаемых фирмой Sartorius (ФРГ) изотропных ультрафильтрах, изготовленных из регенерированной целлюлозы (серия SM 115, величина пор у разных фильтров серии 150—5 нм), ацетата целлюлозы (серия SM 117, величина пор 35—5 нм) и нитрата целлюлозы (серия SM 121, величина пор 15—5 нм). [c.27]

Для анизотропных ацетатцеллюлозных мембран эксплуатационные условия оптимальны в режиме турбулентного потока с полувысотой канала 0,1-0,5 см /105/. В некоторых случаях могут оказаться необходимыми устройства для подачи раствора в параллельные группы каналов, чтобы обеспечить высокую степень выделения и высокую скорость исходного раствора. Если будут разработаны мембраны с более высокими потоками пенетранта, трудности устранения полар изйшои lipji работе с ними уасличатся. Однако может оказаться, что такие мембраны смогут удовлетворительно работать при достижимых в настоящее время потоках, но зато при более низких давлениях. [c.188]

Механизмом переноса веществ через неаористые полимерные мембраны в процессах испарения через мембрану так же, как и в процессах газоразделения, является сорбционно-диффузионный механизм. Перенос через мембрану осуществляется в три стадии растворение проникающих через мембрану веществ со стороны жидкости в полимерном материале диффузия этих веществ через мембрану их испарение с другой стороны мембраны. Селективность процесса определяется селективной сорбцией и (или) селективной диффузией. В отличие от газоразделения сильное сродство компонентов жидкой смеси к полимерному материалу мембраны вызывает повыщенную растворимость жидкости в полимере. В процессе первапорации ироисходит значительное анизотропное набухание материала мембраны. Со стороны паровой фазы мембрана остается практически сухой, а со стороны жидкости устанавливается равновесное состояние и степень набухания велика. Перенос компонентов смеси через неравномерно набухшую мембрану определяется величинами локальных коэффициентов диффузии компонентов, зависящими от их концентраций. В результате профиль концентрации каждого из компонентов в направлении, перпендикулярном к поверхности мембраны, оказывается существенно нелинейным. Тогда и коэффициент проницаемости не будет постоянной величиной, а будет существенно зависеть от состава смеси. Например [4], если для разделения системы этанол—вода в качестве полимера использовать поливиниловый спирт, то при низких концентрациях спирта мембрана сильно набухает и селективность равна нулю. При низких концентрациях воды поливиниловый спирт имеет высокую селективность по отношению к воде и достаточно большую проницаемость. [c.431]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология