Мембраны ацетатцеллюлозные

Материалы мембран для обратного осмоса разнообразны. Широко применяют ацетатцеллюлозные мембраны в виде плос-кпх пленок и полиамидные мембраны в виде полых волокон. Требования, предъявляемые к мембранам для обратного осмоса,— высокие проницаемость и селективность, а также способность противостоять значительной разности давлений (по обеим сторонам мембраны). [c.107]

В последние годы получены обратноосмотические мембраны из разнообразных полимеров (см., например, табл. 11,1), однако наилучшими пока являются ацетатцеллюлозные мембраны, приготовленные по коагуляционному методу. Срок службы этих мембран зависит от ряда факторов и колеблется от нескольких месяцев до нескольких лет. [c.59]

Основным элементом осмотических аппаратов являются мембраны, которые должны обладать высокой проницаемостью и селективностью и низкой стоимостью. Применяются мембраны ацетатцеллюлозного типа марок МГА (для гиперфильтрационных аппаратов) и У ДМ (для ультрафильтрационных аппаратов). Производительность этих мембран 30-2400 л/(м сут) селективность 80-97% крупность пор [c.94]

Отрицательное влияние гидролиза лучше пояснить на примере асимметричной ацетатцеллюлозной мембраны, применяемой для опреснения воды обратным осмосом. В данном случае происходит катализируемый кислотой гидролиз звеньев р-глюкозида, связывающих звенья ангидро-глюкозы в полимерную цепь. Происходящее уменьшение молекулярной массы приводит, во-первых, к постепенному ухудшению механических свойств и к неизбежному внезапному прорыву мембраны. Гидролиз, катализируемый основанием, вызывает постепенное деацилирование, по многим каналам влияющее на проницаемость, селективность и механические свойства. Если гидролиз идет быстро, проницаемость может возрастать благодаря увеличению числа гидрофильных гидроксильных групп. Если гидролиз идет медленно, увеличение гидрофильности может быть незаметным из-за увеличения сжатия и последующего снижения проницаемости вследствие того, что гидролизованный сополимер легче пластифицируется водой. Селективность падает из-за уменьшения числа гидрофобных ацетатных групп, служащих поперечными мостиками между соседними звеньями, а также вследствие того, что за большими ацетильными группами остаются пустоты, которые сейчас же заполняются сольватирующей ионы водой. [c.71]

Одной из важных задач при осуществлении процесса обратного осмоса и ультрафильтрации является выбор мембран, которые должны обладать высокой проницаемостью и селективностью, устойчивостью к действию разделяемых растворов, достаточной механической прочностью, неизменностью характеристик в процессе эксплуатации и хранения, низкой стоимостью. Наиболее пригодны мембраны ацетатцеллюлозного типа, обработанные для водопроницаемости перхлоратом магния. Эти мембраны с порами 0,3—0,5 нм характеризуются большой скоростью пропускания воды, хорошо отделяют соли и другие вещества, имеют высокую степень набухания. [c.151]

Для гиперфильтрации и ультрафильтрации сточных вод используются полимерные мембраны — ацетатцеллюлозные, полиамидные и др. Эти мембраны толщиной 0,1—0,2 мкм имеют анизотропную двухслойную структуру. Поверхностный активный слой с микропорами, который собственно выполняет селективные функции, составляет примерно 0,2 % всей мембраны нижний крупнопористый слой является основой плешей. [c.380]

Сравнительные характеристики динамических и полимерных мембран. Среди синтетических мембран для обратного осмоса наибольшее распространение, как отмечалось ранее, получили ацетатцеллюлозные, важным достоинством которых является высокая селективность. Следует ожидать, что они сохранят свое значение и при широком развитии динамических мембран, и лишь технико-экономические расчеты в каждом конкретном случае позволят выбрать тот или иной тип мембраны. [c.90]

На этом осмометре с ис пользова нием ацетатцеллюлозных мембран серии МГА-95 производства ВНИИСС были проведены измерения осмотического давления динамическим и статическим методами. Во всех случаях мембраны располагались активным слоем к раствору. При динамическом методе в камере с раствором создавали давление, большее или меньшее осмотического, и по скорости потока растворителя через [c.41]

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]

Другим важнейшим достоинством динамических мембран является высокая проницаемость, достигающая сотен литров с квадратного метра в час, что значительно больше проницаемости широко распространенных ацетатцеллюлозных мембран. Следует также отметить, что срок службы динамических мембран практически неограничен. Мембрана обладает полупроницаемыми свойствами все время, пока в разделяемом растворе имеются примеси дисперсного материала. В случае небольшого механического повреждения возможно самовосстановление [c.84]

Таким образом, при изучении механизма мембранного разделения необходимо учитывать степень сродства разделяемого раствора и материала мембраны например, при разделении водных растворов электролитов — свойства воды в ацетатцеллюлозной мембране. [c.66]

В процессе разделения ПАВ адсорбируется на границе раздела мембрана — раствор и образует на поверхности мембраны жидкий селективный слой. Поэтому такие мембраны принято называть жидки-м и . Жидкие мембраны образуются за счет поверхностной активности молекул в растворе. С увеличением содержания ПАВ селективность мембраны возрастает, а проницаемость падает до тех пор, пока не будет достигнута критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). При этой концентрации селективность и проницаемость достигают своих постоянных значений (рис. IV-23). Причиной этого является растущее покрытие поверхности раздела мембрана — раствор слоем адсорбированных молекул ПАВ. Этот слой увеличивает сопротивление прохождению как воды, так и соли вплоть до достижения ККМ, при которой покрытие нижележащей ацетатцеллюлозной мембраны полностью завершено. Инфракрасные спектры ПАВ показали сильное взаимодействие между гидрофильными группами эффективной добавки и молекулами воды (подробнее о механизме данного процесса см. стр. 212). [c.197]

Зависимость селективности и проницаемости ацетатцеллюлозной мембраны от содержания в ней воды (тн,о - [c.69]

Как известно, интервал pH, в котором ацетатцеллюлозные мембраны могут использоваться, ограничен 3<рН<8. Поэтому при обработке агрессивных растворов конкуренцию динамическим мембранам могут составить только новые типы синтетических мембран. В среднем проницаемость динамических мембран оказывается выше, чем у лучших образцов полимерных мембран. Это объясняется тем, что адсорбция добавок происходит только на поверхности пористой структуры со стороны прикладываемого давления, подтверждением чему являются исследования срезов подложки под электронным микроскопом. Толшина адсорбционного слоя по исходному веществу при этом. мала. Так, для [c.91]

Кристалличность. Знание степени кристалличности важно для оценки проницаемости и селективности таких полимерных мембран, как сплошные пленки (включая тонкие поверхностные слои асимметричных ацетатцеллюлозных мембран), диализные мембраны и мембраны для разделения газов. Кроме влияния на перенос вещества кристалличность воздействует на различные параметры, влияющие на химические и механические свойства, что приводит к изменению свойств мембраны со временем. [c.71]

Ацетатцеллюлозные мембраны не пригодны для этой задачи, так как задерживают примерно в равной степени катионы и анионы. Используя же дисперсные добавки, образующие на пористых подложках положительно или отрицательно заряженный слой, можно добиться соответственно отделения только катионов или анионов. Причем, если ионы многовалентные, то динамические мембраны по селективности почти не уступают ацетатцеллюлозным (табл. И,11). [c.90]

Основной рабочей единицей в аппарате является РФЭ. Рассмотрим более подробно технологию его изготовления. Элементы изготовляются из материалов, указанных в табл. 111,3. Обратноосмотические ацетатцеллюлозные мембраны предварительно подвергаются дефектоскопии и пластифицированию глицерином. [c.150]

Сборка РФЭ производится следующим образом (рис. П1-39). На перфорированную часть 1 ФО трубки (20—30 отверстий диаметром 0,8 мм) для предотвращения продавливания в отверстия мембраны спирально накручивают полоску из нержавеющей сетки 2 шириной около 20 мм (рис. П1-39, а). По краям сетки на трубку приклеивают полоски ацетатцеллюлозной мембраны шириной 20 мм. При этом образуются бортики, необходимые впоследствии для присоединения пакета к ФО трубке. К под- [c.152]

Отдельно подготовляют полосу из ацетатцеллюлозной мембраны, длина которой равна удвоенной длине пакета, а ширина — расстоянию между наружными краями бортиков на ФО трубке. Посередине полосы мембраны с ее неактивной стороны для увеличения прочности полосы в месте перегиба приклеивают поперечную полоску из мембраны. Затем на полоску мембраны накладывают полоску подложки, ширина которой равна ширине дренажного материала, а длина — удвоенной его длине. После этого в месте усиления мем бранной полосы располагают подготовленную ФО трубку с дренажным материалом, вокруг которой перегибают мембрану и подложку. В результате образуется пакет, с каждой стороны которого края мембраны на 20 мм выступают над краями подложки и дренажа. В области перегиба мембрану приклеивают к бортикам на ФО трубке и оставляют под небольшим обжатием на 1 ч. [c.153]

В результате воздействия высокого давления на полимерный материал наблюдаются значительные остаточные деформации. Такие свойства полимеров называются вязкоэластичными. Опыты показали [153], что вязкоэластичные свойства характерны и для ацетатцеллюлозных мембран при снятии давления структура мембраны не возвращается в исходное состояние. Усадка структуры мембраны с течением времени (особенно заметная в первые часы работы мембраны) снижает проницаемость и повышает селективность. Спустя сутки после снятия давления характеристики мембраны не восстанавливаются до исходных значений— произошла некоторая остаточная деформация структуры мембраны. Практически установившийся режим по проницаемости и селективности обычно наступает через 5—6 ч. [c.177]

Петля гистерезиса С = /(Р) для ацетатцеллюлозных мембран а — нормальное положение мембраны № 1 (с менее жесткой структурой) — активным слоем к раствору 6 — противоположное положение мембраны № 1 в — нормальное положение мембраны № 2 (с более жесткой структурой) г — противоположное положение мембраны № 2. [c.178]

Основным элементом осмотических аппаратов являются мембраны, которые должны обладать высокой проницаемостью и селективностью, механической прочностью и низкой стоимостью. В СССР применяются мембраны ацетатцеллюлозного типа марок МГА (для гиперфильтраци-онных аппаратов) и УЛМ (для ультрафильтрационных аппаратов). Производительность этих мембран 30—2400 л/(м2-сут) селективность 80—97 % крупность пор гиперфильтрационных мембран около 0,001 мкм и ультрафильтрационных 0,005—0,2 мкм. [c.157]

Деформация (а—в) и изменение параметров работы (г, д) ацетатцеллюлозной мембраны под действием давления [c.179]

Изучению влияния температуры на характеристики разделения обратным осмосом посвящено сравнительно небольшое число работ. Это объясняется тем, что ацетатцеллюлозные мембраны, которые получили наибольшее распространение при разделении, очистке и концентрировании водных растворов, разрушаются при температуре около 60 °С. Кроме того, с повышением температуры существенно возрастает скорость гидролиза ацетатцеллюлозных мембран [154], что сокращает срок их эффективной работы. Поэтому при использовании таких мембран в большинстве случаев нецелесообразно выходить за пределы комнатных температур. [c.183]

В последние годы получены мембраны, которые пригодны для работы при значительно больших температурах (см. стр. 48). Для выбора оптимальных условий их эксплуатации становится необходимым учет влияния температуры на характеристики разделения. Анализ данных по влиянию температуры на проницаемость и селективность ацетатцеллюлозных мембран (рис. 1У-10) показывает, что вначале с повышением температуры проницаемость увеличивается обратно пропорционально вязкости жидкости. Затем кривая G=f t) начинает отклоняться от этой закономерности, проницаемость уменьшается и при 85 С падает до нуля. Этот эффект мои<но объяснить только усадкой и полным стягиванием пор мембраны в процессе структурирования полимера, который заканчивается при указанной температуре, что подтверждается, в частности, необратимым изменением свойств этих мембран после работы при температуре выше 50 °С. Селективность ацетатцеллюлозных мембран при повышении температуры сначала возрастает, затем остается примерно постоянной. [c.183]

Влияние концентрации на селективность ацетатцеллюлозной мембраны при очень низких концентрациях растворенного вещества представлено на рис. IV-18 [160]. Исследовалось задержание микроколичеств (10 —10- г-экв/л) радиоизотопов, которые были введены в растворы хлоридов и нитратов Na, s, Со, Sr, Al, Fe, имевших концентрацию от 10 до 10- г-экв/л. Растворителем служила особо чистая вода, удельное сопротивление которой составляло 3—4 Мом-см. Селективность фл рассчитывали, исходя из величин удельной радиоактивности разделяемого раствора и фильтрата. Из рис. IV-18, а видно хорошее совпадение значений селективности как по соли в целом (измерение электропроводности растворов), так и по катиону (измерение радиоактивности растворов). Характер изменения селективности по микрокомпоненту близок к характеру изменения ф по макрокомпоненту. Из [c.189]

Зависимость селективности (а) и проницаемости (б) ацетатцеллюлозной мембраны от концентрации соли в исходном растворе [c.189]

Зависимость концентрации фильтрата от концентрации разделяемого раствора (ацетатцеллюлозная мембрана, Я=10 МПа) [c.190]

Природа растворенных веществ оказывает определяющее влияние на селективность и в меньшей степени —на проницаемость мембран. Например, одна и та же ацетатцеллюлозная мембрана может иметь селективность по сахарозе 100%, по хлористому натрию 95, по глицерину 80, по изопропанолу 40%, а по фенолу нулевую или даже отрицательную (т. е. фильтрат несколько обогатится фенолом). [c.191]

Следует отметить, что работа ацетатцеллюлозных мембран при концентрациях, близких к ГПГ, недопустима еще и по той причине, что при этом происходит обезвоживание мембран, обусловленное, очевидно, отходом воды от мембраны в гидратные оболочки ионов сильных электролитов, поскольку свободной воды в растворе уже нет, и это вызывает необратимое ухудшение свойств мембраны. Практическое использование обратного осмоса становится невозможным уже задолго до достижения ГПГ из-за невысоких значений селективности и проницаемости. [c.206]

Опыт эксплуатации установки Делсеп позволил определить оптимальные технологические параметры работы мембранной установки с рулонными элементами на основе ацетатцеллюлозной мембраны. [c.290]

Важным параметром, определяющим как технологию, так и экономику процесса, является стойкость мембран в рабочей среде или время ЖИ31НИ , т. е. время стабильной работы мембраны в аппарате, по завершении которого мембрана должна быть заменена. Эксплуатация установки показала, что за 200 сут. работы проницаемость ацетатцеллюлозных мембран по СО2 снизилась до 2,16 м (м -ч-МПа) в течение последующих двух с половиной лет производительность установки уменьшилась еще на 6%. Таким образом, время жизни данной мембраны —не менее 3 лет. [c.293]

На установках с ацетатцеллюлозными мембранами возможно и осущать природный газ до необходимых норм, так как проницаемость паров воды через эти мембраны в 500 раз превышает проницаемость метана [4, 43]. Осушку можно производить и одновременно с очисткой от СО2 и НгЗ. Первая из установок Сепарекс работала в этом режиме (осушка — очистка от СО2) в течение 2 мес, причем снижения проницаемости, и селективности по СО2 обнаружено не было. Исходный газ был насыщен парами воды при 3,1 МПа в интервале температур 300—308 К, что соответствует 0,131—0,211% воды. С целью предотвращения конденсации паров воды на мембранах давление в исходном газе перед подачей на установку снижали до 1,7 МПа (относительная влажность 57%) или до 2,4 МПа (относительная влажность 78%,). [c.294]

Хотя соотношение между гидрофильными и гидрофобными элементами и является ключевым фактором химической характеристики мембран, используемых для водных сред, последние не являются единственными в практике мембранного разделения. Разделение нефтяных фракций, например, может быть проведено с помощью полиэтиленовых мембран разной степени кристалличности. Такие мембраны уже были использованы для выделения испарением через мембрану л-ксилола из раствора, содержащего все три изомера. Аналогично в случае систем с полярностью, промежуточной между полярностью водных и углеводородных сред, разделение можно провести с помощью мембран, в которых установлено нужное соотношение между лиофобными и лиофиль-ными элементами по отношению именно к данному растворителю. Для такого в.одноподобного растворителя, как метанол, можно использовать мембраны те же или близкие к тем, которые используют для разделения водных растворов. Так и ацетатцеллюлозные, и мембраны из метилированного полиамида можно (с небольшими изменениями) использовать для разделения спиртовых растворов, в том числе и для низкомолекулярных спиртов. [c.70]

Интересно отметить, что селективность мембраны из ОГ по НзВОз значительно выше (ф=62% при фкаа = 88%), чем селективность ацетатцеллюлозных мембран (ф = 28%, при фкаС1=96%). [c.83]

Для удобства работы с ацетатцеллюлозной мембраной разработана методика пластифицирования мембран глицериновым раствором. Влажную мембрану пропускают через ванну с раствором, содержащим 70% глицерина, 25% воды и 5% поверхностно-активного вещества, например синтанола-5, а затем выдерживают в этом растворе 2—3 ч. Далее мембрану помещают в ванну с чистым глицерином на 8—12 ч, после чего она может неограниченно долго находиться на воздухе (на ней прекращался рост микроорганизмов, ухудшающих ее свойства). Испытания РФЭ с мембранами, прошедшими такую обработку, показали, что в течение нескольких часов глицерин из мембран вымывается, а мембраны полностью восстанавливают свои первоначальные свойства. Следует отметить, что обработка влажной пленки в чистом глицерине, без предварительной выдержки в растворе (глицepин-fвода-ЬПАВ), приводит к ее короблению. [c.151]

Зависимость селективности и проницаемосги ацетатцеллюлозной мембраны от температуры и вязкости 1%-ного раствора Na l при давлении 12 МПа. [c.184]

Зависимость селективности (в долях единицы) ацетатцеллюлозной мембраны От логарифма концентрации исходного раствора (дг. в г-экв/л) а —для смесей А1(ЫОа)8- -Сз Оа. 5г(ЫОа)а+С8ЫОа,и СзЫОаН-СаКОа по макрокомпоненту (соответственна 1—3) и по микрокомпоненту СзЫОз (соответственно Г—3 ) б —для раствора Со(ЫОа)2. [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология