Мембраны, полученные с помощью инверсии фаз

В предыдущей главе были даны термодинамические и кинетические соотношения для описания формирования мембраны с помощью процессов инверсии фаз. Эти соотношения содержат различные параметры, которые оказывают большое влияние на диффузию и процессы фазового разделения и, следовательно, на конечную морфологию мембраны. Показано, что могут быть получены два различных типа мембран, пористые мембраны (микрофильтрационные и ультрафильтрационные) и непористые мембраны (для первапорации и газоразделения), в зависимости от типа механизма формирования, а именно мгновенного фазового разделения или фазового разделения с запаздыванием. [c.139]

Когда используются методики спекания, вытяжки, выщелачивания или травления треков, получают пористые мембраны. Эти мембраны могут также использоваться как подложки для композиционных мембран, так что их применение может быть распространено на другие области. С помощью метода инверсии фаз могут быть получены как открытопористые, так и плотные структуры. Методы нанесения покрытий обычно используются для приготовления тонких, но плотных структур, обнаруживающих высокую селективность и относительно высокую проницаемость. В качестве подложек в композиционных мембранах часто служат асимметричные мембраны, полученные с помощью инверсии фаз. Теперь рассмотрим методы приготовления мембран с помощью инверсии фаз. [c.94]

Инверсия фаз — это процесс, посредством которого полимер контролируемым способом переводится из раствора в твердое состояние. Процесс образования твердой фазы часто инициируется с помощью перехода из одной жидкой фазы в две (так называемый распад жидкость-жидкость). На определенной стадии этого распада в одной из фаз (фазе с высокой концентрацией полимера) образуется твердая фаза полимера. С помощью контроля за начальной стадией фазового перехода может быть получена мембрана с необходимой морфологией, т. е. могут быть приготовлены как пористые, так и непористые мембраны. [c.95]

Важным успехом в области мембранной технологии явилось развитие асимметричных мембран, у которых имеется очень тонкий селективный слой (0,1-1 мкм), нанесенный на пористую подложку из того же самого материала. Эти асимметричные мембраны приготовлены с помощью метода инверсии фаз. Следующим шагом вперед было развитие композиционных мембран с асимметричной структурой, в которых плотный поверхностный слой нанесен на пористую подложку. В этом случае два слоя сделаны из различных (полимерных) материалов. Достижением в технологии композиционных мембран является то, что каждый такой слой может быть оптимизирован независимо для получения оптимальных транспортых параметров мембраны по селективности, проницаниемости, химической и термической устойчивости. В общем случае слой пористой подложки также получается с использованием инверсии фаз. Более того, поверхностный слой в композиционных мембранах может быть изготовлен из материала (например, эластомера), с которым трудно манипулировать в рамках метода инверсии фаз, например при осаждении путем погружения. [c.102]

В этом разделе более детально описаны основные принципы формирования мембраны с помощью метода инверсии фаз. Все процессы инверсии фаз основаны на одних и тех же термодинамических принципах, поскольку точкой отсчета во всех этих случаях является термодинамическая стабильность растворов, в которых происходит разделение на компоненты. Особое внимание будет уделено процессу осаждения путем погружения в нерастворитель. Основной чертой такого процесса является то, что в нем участвуют три компонента полимер, растворитель и нерастворитель, причем растворитель и нерастворитель должны быть взаимно совместимы. Вообще говоря, большинство промышленно производимых мембран, приготовленных методом инверсии фаз, получены из многокомпонентных смесей, но для понимания основных принципов метода будут рассмотрены только трехкомпонентные системы. В начале дано введение в термодинамику растворов полимеров, причем полезным качественным приближением для описания растворимости полимеров, или взаимодействия полимер — пенетрант, является теория параметра растворимости. Более количественное описание дает теория Флори — Хаггинса. Известны и другие более сложные теории, но здесь они не будут рассмотрены. [c.110]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология