Основные свойства мембран

Основные свойства мембран в значительной степени определяются природой входящих в их состав фосфолипидов. Молекулы этих веществ на одном конце несут электрические заряды и группы, образующие водородные связи, на другом — углеводородные цепи. Полярные концы гидрофильны и образуют поверхность мембраны, тогда как углеводородные концы, выталкиваемые из водной фазы, ориентируются по направлению к другим углеводородам. В результате образуется двойной [c.465]

Мембраны второго типа характеризуются существенным влиянием поверхностных явлений, прежде всего адсорбции возможно появление конденсированной фазы и эффекта капиллярности химический потенциал компонента зависит не только от температуры, давления и состава газовой смеси, но также и от свойств матрицы за счет поверхностной энергии. Влияние скелета мембраны на процесс разделения не ограничено, как в газодиффузионных, чисто структурными характеристиками, а предполагает появление новых видов массопереноса. Однако транспорт компонентов в основном материале мембраны исключен. Примером такого рода систем являются микропористые структуры и газовые смеси под давлением, содержащие компоненты со значительной молекулярной массой. [c.13]

Анализ энергетического совершенства основной стадии мембранного процесса — селективного проницания — выполнен в разд. 7.2.2, где исследовано влияние свойств мембраны и параметров газовой смеси на локальные характеристики процесса. [c.262]

Л/ел/брана - полупроницаемая перегородка, пропускающая определенные компоненты жидких или газовых смесей. Мембраны должны удовлетворять следующим основным требованиям обладать высокой разделяющей способностью (селективностью) высокой удельной производительностью (проницаемостью) химической стойкостью к действию среды разделяемой системы механической прочностью, достаточной для их сохранности при монтаже, транспортировании и хранении. Кроме того, свойства мембраны в процессе эксплуатации не должны существенно изменяться. [c.314]

К основным свойствам ионообменных мембран и процессам, происходящим с их участием, относят набухаемость, осмотический перенос, диффузию, селективность, мембранное равновесие, мембранные потенциалы, электрическую про--водимость и др. Так как ток переносится в электродиализных аппаратах потоком ионов, проводимость системы зависит от числа ионов в обрабатываемой воде, т. е. от нормальности раствора электролита. Если отношение плотности тока к нормальности будет чрезмерно большим, то не будет хватать ионов для переноса тока. Это явление наблюдается прежде всего на границах раздела мембраны с раствором в обессоливающих камерах и называется поляризацией или обеднением заряженного слоя. Поляризация — важнейший фактор, ограничивающий плотность тока, а следовательно, эффективность процесса. [c.20]

Цифра после буквенного обозначения (например, ДПУ-70) означает процентное содержание (по весу) ионита в мембране. На физико-химические и электро-химические свойства мембран существенное влияние оказывает соотношение основных компонентов. С увеличением содержания ионита увеличивается набухаемость, обменная емкость, водопроницаемость и электропроводность, но снижается механическая прочность. Изменяются также селективные свойства мембраны. [c.139]

Комбинированный способ формования мембран [77, 96]. Асимметричные мембраны из ароматических полиамидов могут применяться как ультрафильтра-ционные материалы (см. гл. IV). Они представляют собой пористую матрицу с тонким и плотным поверхностным слоем. Матричный слой с достаточно высокой пористостью не оказывает существенного сопротивления потоку проходящей сквозь него жидкости. Селективные свойства мембраны в основном зависят от тонкого поверхностного слоя. [c.181]

Средний размер макромолекул, их распределение по размерам, структура, специфическая природа химических групп, расположение этих групп в цепи, форма агрегации макромолекул составляют основные свойства полимеров, которые, в свою очередь, определяют их характеристики. Главная особенность, которая отличает полимеры от соединений любого другого класса и определяет их как материал, идеальный для мембраны,— это фибриллярная природа и большой размер, которые, в свою очередь, обусловливают существование когезионных сил, действующих на макроскопическом уровне. [c.104]

Мембраны для баромембранных процессов должны удовлетворять следующим основным требованиям обладать высокой разделяющей способностью (селективностью) высокой удельной производительностью (проницаемостью) химической стойкостью к действию среды разделяемой системы механической прочностью при монтаже, транспортировании и хранении. Кроме этого, свойства мембраны в процессе эксплуатации не должны изменяться. [c.12]

Выбор того или иного метода снижения концентрационной поляризации зависит от ряда факторов конструкции мембранного аппарата, свойств мембраны, стоимости готового продукта, производительности установки и др. К основным методам снижения концентрационной поляризации можно отнести следующие. [c.70]

Отечественная промышленность выпускает ионитовые мембраны нескольких марок. В табл. 4.4 приведены их основные свойства. [c.98]

Мембраны, обладающие основными свойствами [c.180]

Мембраны, обладающие смешанными кислотно-основными свойствами [c.181]

Исследования проводились в сборных электролизерах, изготовленных из органического стекла, с объемом камер около 100 мл. В качестве электродов использовались графит, нержавеющая сталь, платина и платинированный титан. Применялись анионитовые мембраны марок МАК и МАК-В, с двусторонней капроновой армировкой. Основные свойства использованных мембран представлены в табл. 1. [c.197]

Мембраны для электродиализатора изготовляют в виде гибких листов прямоугольной формы или рулонов из термопластичного полимерного связующего и порошка ионообменных смол. В таблице 21 приведены основные свойства ионитовых мембран, выпускаемых отечественной промьшшенностью. [c.99]

Как было показано ранее, процесс карбонизации контролируется диффузией углекислого газа в пораХ бетона, а основным свойством бетона, от которого зависит скорость карбонизации, является его диффузионная проницаемость. Диффузионная проницаемость бетона для СОг не может быть определена по обычному методу мембраны, который заключается в том, что измеряется количество газа, диффундировавшего через образец, разделяющий диффузионную камеру на две части. При этом СОг частично или полностью будет поглощаться бетоном, что не позволит рассчитать коэффициент диффузии. Применение инертных газов или высушивание образцов, после которого бетон перестает реагировать с углекислым газом, также не позволяет получить надежных результатов, поскольку в этом случае не происходит уплотнения бетона продуктами карбонизации, а высушивание может существенно увеличить диффузионную проницаемость для газа. В связи с этим целесообразно рассчитывать коэффициент диффузии СОг по результатам испытаний бетона в углекислом газе в зависимости от глубины карбонизации по формуле [c.140]

Как отмечалось выше, при коммуникации нервных клеток основные единицы информации передаются специфическими химическими посредниками — синаптическими медиаторами, которые могут оказывать как возбуждающее, так и тормозящее воздействие за счет механизмов, связанных с конформационной и электрической регуляцией свойств мембраны. Количество нейромедиаторов, открытых к настоящему времени, достаточно велико. Уже известно более 30 видов нейромедиаторов различной природы, и число вновь открытых соединений данной группы продолжает увеличиваться с каждым годом. [c.461]

Ионитовая мембрана, помещенная в электролизную ванну, действует как ионитный фильтр она проницаема только для ионов, имеющих заряд того же знака, что и у подвижных (обменных) ионов ионообменной смолы, из которых изготовлена мембрана. Различают два типа ионитовых мембран катиоиитовые и анионитовые. Первые из них пропускают через себя лишь катионы, вторые — анионы. Следует подчеркнуть, что ионитовые мембраны не требуют специальной регенерации. В табл. 6.10 представлены основные свойства отечественных ионитовых мембран. [c.217]

Мембрана и рецепторы. Частотные характеристики и величина колебаний мембраны. Как отмечалось выше, на основной мембране частота звукового сигнала однозначно определяется местом участка мембраны, амплитуда колебаний которого максимальна, т. о. частотные свойства мембраны описываются семейством амплитудно-частотных характеристик (АЧХ), примеры которых изображены на рис. 27, 28. По разным измерениям наклоны ветвей этих характеристик составляют для высокочастотной ветви от 20 дБ/окт [85] до 60—75 дБ/окт [86, 87] для низкочастотной ветви [c.76]

Присутствие гидрофильных функциональных групп и сорбированной воды существенно сказывается на основных свойствах мембраны. Так, с увеличением содержания сульфокис-лотных групп возрастают статическая обменная емкость (СОЕ), вла-гопоглощение Ц/ н уменьшается удельное объемное электрическое сопротивление р (рис, 6.2), [c.297]

Физические причины возникновения доннановского потенциала легко объяснимы. Концентрация катионов в катионитовой мембране больше, чем в окружающих мембрану растворах, а концентрация анионов, напротив, больше в растворе, чем в мембране. Это приводит к диффузии катионов из мембраны в раствор и анионов из раствора в мембрану, в результате чего возникает электрическое поле, противодействующее стремлению ионов выравнять концентрации путем диффузии. Между растворами и мембраной устанавливается равновесие электрическое поле, поддерживающее это равновесие, измеряется величиной доннановского потенциала. Таким образом, мембранный потенциал рассматривается в виде суммы двух донна-новских потенциалов, возникающих на границе раздела мембрана — первый раствор и мембрана — второй раствор, и диффузионного потенциала, возникающего вследствие градиента концентрации по толщине мембраны. Перенос электрического тока в мембране осуществляется в основном в результате движения ионов только одного знака заряда, а именно противоионов. Это свойство мембраны и делает ее электрохимически активной. [c.142]

Бдок-сополимеры ПЭГ (>20%) и поликарбоната на основе бисфенола А растворимы в диоксолане (45). Из растворов, содержащих ДМСО в качестве порообразователя, мокрым формованием получают асимметричные мембраны для диализа. Блок-сополимер, содержащий 5% ПЭГ 4000, был использован для получения МФ мембран. Его превосходная растворимость в метиленхлориде (по сравнению с гомополимером поликарбонатом) является следствием повышения гибкости цепи (46). Эффективность кислого растворителя метиленхлорида и кислого порообразователя ТЭФ или ГФИП наводит на мысль, что ПК (а также другие полиэфиры)—основание. Блок-сополимеры этого типа, полученные ступенчатой полимеризацией, представляют собой сополимеры простых и сложных эфиров (47), которые проявляют основные свойства мембраны на их основе могут быть получены сухим формованием из раствора в ислом растворителе — метиленхлориде. Из сополимеров простых эфиров и [c.220]

Вообще говоря, именно совокупность этих связей обеспечивает введение белков в мембраны. Однако некоторые белки мембран соединены с фосфолипидами только ионными связями. Так обстоит дело с цитохромом с, белком, заряженным положительно при физиологических значениях pH (близких к нейтральному), который связывается с анионными фосфолипидами, такими, как ФС. Следует заметить, что ряд немембранных белков, таких, как полипептиды с основными свойствами [70] и рибонуклеазы [82], связывают анионные липиды. [c.311]

Селективность ионитовых мембран может изменяться в широких пределах в зависимости от их физико-химических свойств, К основным свойствам мембран относят обменную емкость и влагосодержание. Обменная емкость мембраны выражается числом миллиэквивалентов противоиона, отнесенным к единице массы отмытой от адсорбированных веществ и высушенной мембраны в Н- или в ОН-форме, а влагосо- [c.141]

Фрагменты постсинаптической мембраны проявляют одно важное свойство, использование которого помогает переброспть мост понимания между физиологией интактного организма и его биохимией. Они легко образуют замкнутые везикулы (не путать с синаптическими везикулами, содержащими пресинаптическпй медиатор), которые сохраняют основные биологические свойства мембраны так, например, поток ионов через мембрану активируется ацетилхолином и другими агонистами и ингибируется а-нейротоксинами и другими антагонистами. В эти везикулы вводили суспензию разбавляли физиологическим буфером, взятую через известные промежутки времени аликвоту отфильтровывали с тем, чтобы измерить количественно выход радиоактивности (рис. 9.9). Если растворяющий буфер содержал агонист, выход 2 Na+ увеличивался. Зависимость доза — ответ, построенная по полученным данным, была очень близка кривой, полученной при измерениях in vivo. [c.261]

Как модели, липосомы значительно ближе к биологическим мембранам, чем бислойные липидные пленки. Как и биологические мембраны, они предстввляют собой замкнутые системы, что делает их пригодными для изучения пассивного транспорта ионов и малых молекул через липидный бислой. В отличие от БЛМ, липосомы достаточно стабильны и не содержат органических растворителей. Состав липидов в липосомах можно произвольно варьировать и таким образом направленно изменять свойства мембраны. В настоящее время хорошо разработаны методы включения функционально-активных мембранных белков в липосомы. Такие искусственные белково-лнпидные структуры обычно называются протеолипо-сомами (рис. 310). Благодаря возможности реконструкции мембраны из ее основных компонентов удается моделировать ферментативные. транспортные и рецепторные функции клеточных мембран. В липосомы можно авести антигены, а также ковалентно присоединить антитела (рис. 311) и использовать их в иммунологических исследованиях. Они представляют собой удобную модель для изучения действия многих лекарственных веществ, витаминов, гормонов, антибиотиков и т. д. Как уже отмечалось, при образовании липосом водорастворимые вещества захватываются вместе с водой и попадают во внутреннее пространство липосом. Таким путем можно начинять липосомы различными веществами, включая [c.579]

Ионообменные мембраны обычно применяются в непрерывных процессах. Их основное свойство - селективная проницаемость -проявляется в способности пропускать определенные ионные компоненты раствора и препятствовать переносу через мембрану других ионных компонентов. Это свойство бопее важно, чем способность мембран к обмену, поэтому эти мембраны часто нааьшаются селективными или ионоселективными. [c.30]

При составлении растворов, предназначаемых для изготовления мембран по описанному методу, необходимо соблюдать меры предосторожности. Например, нежелательно вводить в раствор избыток полиэлектролита при определенном расходе нерастворимого в воде пленкообразующего полимера, так как это отражается на свойствах мембраны (она становится неустойчивой в воде). Содержание полиэлектролита в пленке обычно колеблется от 15 до 30 вес.%. Основное требование к полиэлектролиту, не считая его ионообменных свойств, заключается в том,, что полиэлектролит и пленкообразующий полимер должны взаимно растворяться. В процессе практической разработки этого способа получения мембран оказалось, что необходимо использовать смешанный растворитель, например смесь циклогексанона и метанола. Так, анионитовые мембраны получали из раствора, содержавшего в качестве полиэлектролита линейный полимер (поливинилбензилтри-метилхлорид аммония) и нерастворимый в воде линейный сополимер винилхлорида и акрилонитрила (известный в промышленности под названием дайнел ). При этом в качестве растворителя использовалась смесь циклогексанона и метанола. Подобным же образом получались катионитовые мембраны из растворов циклогексанона и метанола, содержащих соответствующие количества линейных полистиролсульфокислот и дайнела . [c.148]

Для мембран, используемых в баромембранных процессах, в качестве основной характеристики наряду с селективностью рассматривается обычно удельная производительность — поток вещества (объемный, массовый или мольный), проходящего через единицу поверхности мембраны в единицу времени. Единицы измерения м /(м с) кг/(м с) моль/(м с) л/(м ч) и т. д. Так как удельная производительность растет по линейному закону с перепадом давлений на мембране, гидродинамические свойства мембраны в бо льшей степени характеризуются отношением удельной производительности к этому перепаду давлений Коэффициент проницаемости — количество раство ра, перенесенного через единицу поверхности мем браны в единицу времени на единицу движущей силы Единицы измерения кг/(м с Па) м /(м с Па) моль/(м с Па) л/(м ч МПа). Так как удельная [c.374]

В зависимости от назначения, условий эксплуатации и этапа жизненного цикла объекта свойства его надежности могут иметь различную относительную значимость [1]. Например, оборудование регулирующих и цротивоаварийных систем (предохранительные клапаны, предохранители, мембраны, датчики и т. п.), длительное время находящееся в режиме ожидания , должно оцениваться показателями всех четырех свойств. Для манжет, сальников и уплотнений основные свойства — долговечность и сохраняемость. [c.679]

Основным свойством ионитовых мембран является ик электрохимическая активность. Это означает, что, будучи помещенными в электролитическую ванну в качестве перегородки, они не оказывают большого сопротивления электрическому току и при этом обладают способностью существенно изменять числа переноса соответствующих ионов. Так, например, катио-н итовая мембрана не оказывает лрепятствия прохождению через нее катионов (числа переноса катионов через мембрану близки к единице), в то время как перенос электричества анионами через такую мембрану практически выражается величиной, близкой к нулю. На анионитовой мембране наблюдается обратная картина. [c.143]

Области применения мембранных процессов для очистки воды различны. Так, если обратный осмос во избежание применения очень высоких давлений наиболее экономичен в основном для растворов с концентрацией растворенных веществ до 1 г/кг, то электродиалпз используется, как правило, для более концентрированных растворов. По сравнению с другими методами мембранные методы имеют следующие преимущества 1) отсутствуют фазовые переходы при отделении примесей, что позволяет сводить к минимуму расход энергии на проведение процессов 2) разделение можно проводить при низких температурах воды, которые определяются свойствами мембраны 3) если исключить забивание мембраны, процессы имеют непрерывный характер 4) их можно осуществлять без добавок химических реа-98 [c.98]

Образование осадка не представляет серьезных трудностей в процессе злектродиализа, так как его легко удалить быстрым изменением сйорости течения жидкости в тех частях установки, где он образуется. Другое явление, влияющее на электродиализ, заключается в накоплении многовалентных ионов в мембранах. Основное свойство ионитовых материалов — избирательно адсорбировать многовалентные ионы в присутствии одновалентных— приводит к тому, что большая часть обменивающихся групп в мембране будет замещена многовалентными ионами, если последние присутствуют в обрабатываемой жидкости в небольшом количестве. Эти многовалентные ионы в основном имеют малую подвижность в мембранной фазе, поэтому отношение концентраций ионов в мембране сильно превышает их отношение в свободном растворе. При наличии в мембране многовалентных ионов, или при ее отравлении , ее селективность и электропроводность снижаются по сравнению с тем случаем, когда мембрана находится в равновесии с одновалентным электролитом (см. гл. П). Таким образом, отравление мембран приводит к снижению выхода по току и к повышению омического сопротивления. [c.213]

Зная основные размеры мембраны и механические свойства материала, из которого она изготовляется, можно подсчитать, пользуясь гетодад1И сопротивления матерпалов, толщину мембраны, давление, при котором она должна разрушиться и другие ее технические параметры. Однако значения предела прочности и относительного удлинения прн разрыве материала, которыми можно пользоваться при таком расчете, недостаточно точны и, как правило, завышены. Это ведет к увеличению фактического запаса прочности мембраны, что в данном случае недопустимо, так как мембрана может не сработать, когда это необходимо. Имели место случаи, когда при разрушении сосуда ме.мбрана оставалась неразрушенной. Поэтому мембраны изготовляют по ориентировочному расчету с последующей опытной проверкой части партии и с обработкой материалов проверки методами теории вероятности, и математической статистики. [c.307]

Сообщается [678—680] об использовании радиационной прививки на полиэтиленовую пленку акрилонитрила, метакриловой кислоты, винилпиридина, стиросульфокислоты, Ы-винилкарбазола и других мономеров для получения ионообменных мембран. Описаны гомогенные ионообменные мембраны на основе пленочного полиэтилена и аценафтилена [673]. Оптимальные характеристики имеют мембраны из сополимера со степенью прививки аценафтилена - 40%. Сульфохлорированные катио-нитовые мембраны РМК-101 размером 200X200 мм и толщиной 200 мкм испытаны в электродиализаторе (в паре с анионитовыми мембранами МА-41 и МА-100) и при этом определены их основные свойства. Показатели свойств катионитовых мембран РМК-101 приведены ниже [c.330]

Использование мицелл в качестве систем, моделирующих мембраны и в связи с некоторыми аспектами энзимологии очень важно для биологических приложений. Сходство основных свойств структуры мембран и мицелл показано на рис. 1.1. В последние годы была установлена важная роль мицелл и смешанных мицепп в транспорте и адсор6щ и липидов и как солюбилизаторов холестерина в физиологических системах [13, 26, 38]. Самоассоциация и совместная ассоциация гидрофобных молекул в целом имеет огромное значение ДЛЯ многих физиологических молекул, пищевых ингредиентов и лекарств. [c.23]

Исследования химической стойкости катиопитовой. мембраны МК-40 в растворах едкого натра показали, что в 1—5% растворах после 1350 ч выдержки основные физико-механические свойства мембраны практически не изменяются, а в 10—32% растворах за тот же промен уток времени прочность на разрыв снижается на 20— 25%, но остается еще довольно высокой (рис. 1, а). [c.48]

Кислотно-основные свойства самих моносахаридов выражены довольно слабо в отличие от их производных — сло>1Шых эфиров фосфорной или серной кислот. Так, монофосфаты любых моносахаридов за счет диссоциации гидроксильных групп фосфатного остатка проявляют свойства двухосновных кислот с рк[= 0,6 -5- 1,6 и рКа 5,5 6,5. Поэтому в любых биологических средах они полностью ионизированы по первой ступени, а при pH 7,4 — в значительной степени и по второй. Моносульфаты моносахаридов общей формулы К—ОЗОзН проявляют еще более сильные кислотные свойства рКа < 0,4), поэтому в биологических средах при pH около 7,4 их сульфогруппа всегда ионизирована полностью. Анионы фосфатов и сульфатов моносахаридов сосредоточены в основном во внутриклеточных жидкостях и в отличие от самих моносахаридов не способны проходить через клеточные мембраны, что имеет важное значение при протекании биохимических реакций. [c.236]

Очень много сведений о свойствах мембраны дало изучение проникновения разных веществ в клетку. Это особый, весьма увлекательный и весьма запутанный рассказ, который мы не можем тут привести. Но общий вывод из него весьма поучителен. Дело в том, что, как сейчас выяснено, разные вещества попадают в клетку разными способами одни, растворяясь в жирах мембраны, проникают в клетку прямо через них, другие вещества, которые не могут проходить через жиры (наприоиер, ионы), проникают через особые поры , образованные мембранными белками, третьи — совсем иначе, например, заглатываясь клеткой, в которой образуется отшнуровывающийся и уходящий внутрь мембранный пузырек и это еще не все способы. Между тем ученые стараются объяснить некоторое явление (например, проникновение веществ в клетку) с единой точки зрения. Для науки идеалом является, например, теория Максвелла, которая позволила связать воедино электрические, магнитные и оптические явления, описав их основные свойства несколькими уравнениями. Такую же единую теорию искали и ученые, изучавшие клеточную проницаемость. Однако, как мы теперь понимаем, в случае клеточной проницаемости такой единой теории просто не существовало. При наличии многих принципиально различных способов проникновения веществ в клетку для каждой теории, претендующей на полное объяснение фактов с единой точки зрения, находился опровергающий ее эксперимент. Мы ун е сталкивались с аналогичной ситуацией вспомните, как Вольта пытался объяснить с единой точки зрения и контактную разность потенциалов, и работу химических элементов. Так, естественное стремление ученого к созданию единой теории иногда играет роль тормоза в развитии науки. Но вернемся к мембране. [c.71]