МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН - Полимеры в мембранах
Основными материалами для изготовления плоских полимерных мембран являются: ацетаты целлюлозы, ароматические полиамиды, полисульфонамид, полиэфирсульфон, фторопласты, поливинилиденфторид, полиэтилентерефталат, полиакрилонитрил, полиамиды, полиимиды, полиэтилен, полипропилен и еще несколько десятков полимеров, применяющихся для создания различных элементов современных мембран (рис.1)
- "Ацетат целлюлозы (АЦ) - первый материал, из которого начали изготавливать мембраны для всех мембранных процессов. Это синтетический полимер, получаемый из природной целлюлозы. Он отличается низкой стоимостью и относительно высокой стойкостью к действию свободного активного хлора. Мембраны из АЦ гидрофильны и характеризуются низкой загрязняемостью. Применяются также диацетат целлюлозы, триацетат целлюлозы, регенерированная целлюлоза или смесь этих веществ. В настоящее время АЦ мембраны выпускаются на подложке из бумаги из ПЭТФ или полипропилена, что существенно улучшило их характеристики"[1].
Основными недостатками таких мембран являются низкая химическая и биологическая стойкость, а также высокое рабочее давление и низкая селективность. Рабочий диапазон рН - от 4 до 8. При кратковременных химических промывках могут быть использованы растворы с рН от 3 до 9. Температура раствора не должна превышать 35 ° С. Микроорганизмы способны питаться материалом мембраны и прорастать через нее, нарушая структуру и размер пор, в результате селективность мембран падает.
Технология изготовления АЦ мембран позволяет производить их только с анизотропной структурой, но не композитными и не может обеспечить равномерность размеров пор и малую толщину разделительного слоя. Поэтому их селективность таких мембран относительно невелика, кроме того, большое сопротивление мембраны требует использования высокого рабочего давления, что приводит к большим энергозатратам. Вследствие указанных причин использование АЦ мембран, особенно в обратном осмосе, сокращается и в настоящее время их доля на мировом рынке не превышает 5 %.
Применение ацетатцеллюлозных мембран оправдано в установках водоподготовки, когда обрабатывается хлорированная вода и есть необходимость сохранить этот хлор в очищенной воде.
- - "Триацетат целлюлозы (ТАЦ). Мембрана характеризуется высокой гидрофильностью и очень низкой степенью неспецифической абсорбции, предпочтительна при концентрировании (в особенности многократном) и очистке белков. Рабочий диапазон рН - от 4 до 8". - "Регенерированная целлюлоза (РЦ). Эта мембрана также характеризуется высокой степенью гидрофильности. Она предпочтительна при необходимости высокой степени концентрирования протеинов из разбавленных растворов с минимальными потерями. Мембрана устойчива к автоклавированию, легко чистится и отличается высокой химической стабильностью. Рабочий диапазон рН - от 3 до 11". - "Полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) - термопластичные гидрофобные полимеры. Отличаются высокой химической стойкостью, низкой стоимостью. Температурная устойчивость незначительна. Используются в виде микрочастиц и волокон для производства микрофильтрационных мембран путем их спекания под давлением. Полипропиленовая бумага применяется в композитных мембранах как материал подложки". - "Полиэтилентерефталат (ПЭТФ, лавсан) - термопластичный гидрофобный полимер, принадлежащий к классу полиэфиров ПЭТ. Обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам, бензину, жирам, эфиру. Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара. Используется для производства пленок. - "Алифатические полиамиды (ПА, капрон, nylon-6 и nylon-66). Термопластичные полимеры. Полиамидные мембраны по своей природе гидрофильны и смачиваются водой. Они устойчивы при pH от 2 до 13, а также в большинстве органических растворителей. Хорошо выдерживают стерилизацию насыщенным паром в автоклаве при температуре 120 ° C, а также радиационную стерилизацию? - облучением и химическую стерилизацию раствором перекиси водорода. Используется в гофрированных фильтроэлементах" [1]. - "Политетрафторэтилен (фторопласт-4, тефлон, ПТФЭ) обладает наибольшей стойкостью среди фторопластов. Рабочий диапазон рН - от 1 до 13. Применяется для производства пленки для микрофильтрационных мембран. Пленка изготавливается с применением технологии бумагоделания с отливом из спиртовых суспензий тонкоизмельченных порошков. Толщина пленки составляет 200-350 мкм. Используется в гофрированных фильтроэлементах. Гидрофобен, для придания гидрофильных свойств подвергается дополнительной обработке" [1]. - "Поливинилиденфторид (ПВДФ, сополимер ТФЭ с винилиденфторидом, фторопласт-42) - обладает меньшей химической и термической стойкостью, чем фторопласт-4, но термопластичен и может обрабатываться литьем. Он растворим в органических растворителях. ПВДФ гидрофобен, мало загрязняется, имеет высокую стойкость к хлору - до 2 000 г/(ч-л), рабочий диапазон рН - от 2 до 11. Используется в качестве разделительного слоя в микрофильтрационных фторопластовых композиционных гидрофобных мембранах. Выпускается в виде комбинированной пленки на подложке из нетканых материалов (полипропилен, лавсан) с размером пор 0,15, 0,25, 0,45 и 0,6 мкм и общей пористостью 80-85 %. Поддается гофрированию, устойчив к действию сильных и слабых кислот; выдерживает стерилизацию автоклавированием; рабочий диапазон рН - от 1 до 13. Используется также для изготовления полых анизотропных волокон". - "Поликарбонат - сложный полиэфир угольной кислоты. Химически стоек к растворам солей, разбавленным кислотам и щелочам, топливу, маслам; разрушается концентрированными щелочами, кислотами, растворяется во многих органических растворителях. Поликарбонат имеет ограниченную стойкость к ионизирующим излучениям". - "Полисульфон ( ПС ) - умеренно гидрофобен, химически стоек, рабочий диапазон рН составляет 2-12, имеет хорошую температурную стабильность до 100 ° С. Термопластичен, растворим в органических растворителях. Пористые полупроницаемые анизотропные пленки на основе ароматического полисульфонамида изготавливаются на подложке из лавсановой или полипропиленовой бумаги. Из полисульфона также производят и полые волокна. Используется самостоятельно в мембранах для МФ и УФ, а в композитных для обратного осмоса - как материал подложки. Для них характерна значительная адсорбция белковых веществ на поверхности в процессе ультрафильтрации, приводящая к загрязнению мембран". - "Полиэфирсульфон (ПЭС). Материал не проявляет гидрофильных или гидрофобных свойств и обычно предпочитается из-за высокой скорости потока и широкого рабочего диапазона рН - от 1 до 14. Мембраны из ПЭС обеспечивают отличное качество при работе с большинством растворов, когда имеет значение отсутствие потерь целевого продукта". - "Полиимиды - ароматические гетероциклические полимеры. В зависимости от структуры они могут быть термопластичными и термореактивными. Полиимиды отличаются высокими механическими и электроизоляционными свойствами, широким диапазоном рабочих температур (от -200 до +300 ° С), стойкостью к радиации. Полиимиды стойки к действию растворителей, масел, слабым кислотам и основаниям. Разрушаются при длительном воздействии кипящей воды и водяных паров"[1]. - "Полиакрилонитрил (ПАН). Умеренно гидрофильные мембраны на основе сополимеров акрилонитрила, отличающиеся высокой устойчивостью к действию жиров, нефтепродуктов. Вместе с тем мембраны из ПАН менее устойчивы к воздействию сильных кислот и щелочей, чем мембраны из полиамида и, тем более, из полисульфона"[1].
Все современные мембраны - композиционные и состоят из нескольких слоев, выполненных из различных материалов. Эффективность разделения и производительность обеспечивается разделительным слоем, а их химическая и температурная стойкость - всеми использованными материалами. При обширном выборе материалов для подложки и поддерживающих слоев выбираются наиболее химически стойкие. В этом случае лимитирует стойкость разделительный слой.
Похожие статьи
-
МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН, Получение мембран из растворов полимеров - Полимеры в мембранах
Разделяющая способность мембран, их производительность и стабильность характеристик зависят не только от химической природы полимера, но и от хитростей...
-
Метод сухого формования - Полимеры в мембранах
"Метод заключается в поливе мембраны из раствора и в полном последующем испарении растворителя. Этот метод применяют для изготовления кинофотопленок и...
-
СВОЙСТВА МЕМБРАН И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МЕМБРАНЫ - Полимеры в мембранах
Эффективность или совершенство некоторой полимерной газоразделительной мембраны определяется двумя ее основными свойствами - параметрами: ее...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ - Полимеры в мембранах
Мембраны можно классифицировать по любому из их признаков. Например, по области применения - мембраны для микрофильтрации, для утрафильтрации, для...
-
ВВЕДЕНИЕ - Полимеры в мембранах
Вся история промышленных систем разделения и очистки веществ - борьба этого вида технологий за высокую производительность, селективность, гибкость и...
-
Метод мокрого формования, Метод сухо-мокрого формования - Полимеры в мембранах
Этот метод почти универсален для получения мембран -- как для материалов, так и для пористой структуры. Варьируя условия на различных стадиях процесса,...
-
Материалы, получаемые на основе полимеров - Полимеры и материалы на их основе
На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы и композиционные материалы (композиты). Волокна получают путем продавливания...
-
Здесь следует подчеркнуть, что вторичной переработке могут быть подвергнуты только ТПО из термопластичных синтетических материалов, т. е. материалов,...
-
Полимер мембрана наполнитель пластификатор "Смешение твердых порообразователей с раствором или расплавом полимера, последующая экструзия и затвердевание...
-
Полимеры в машиностроении - Полимерные соединения
Ничего удивительного в том, что эта отрасль - главный потребитель чуть ли не всех материалов, производимых в нашей стране, в том числе и полимеров....
-
Особые механические свойства эластичность - способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость...
-
Современное развитие строительства трудно представить себе без использования продукции хим. Промышленности: применения и внедрения новых конструкционных...
-
Пористые полупроницаемые мембраны, применяемые для диали-за, электродиализа, ультрафильтрации и осмометрии, как правило, не являются инертными чисто...
-
Полиэтилентерефталат - Деструкция полимеров полиэтилентерефталата
ПЭТ (или ПЭТФ, полиэтилентерефталат) - это термопластичный полимер, являющийся самым распространенным среди полиэфиров. ПЭТ материал обладает...
-
Синтез полимеров - Полимеры и материалы на их основе
Полимеры получают методами полимеризации или поликонденсации. Полимеризация (полиприсоединение). Это реакция образования полимеров путем...
-
Применение - Важнейшие представители полимеров
В строительной технике полистирол в основном применяют для производства пенополистирола методом поризадии полистирола, в результате чего он получает...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ - Полимеры в мембранах
Таким образом, можно сделать вывод о том, что мембраны - это неотъемлемая часть нашей жизни и производства. Качество и свойства мембран напрямую зависят...
-
Оборудования, используемые для определения ртути Класс опасности - 1, ПДК в населенных пунктах (среднесуточная) -- 0,0003 мг/мі ПДК в жилых помещениях...
-
В 1999 исследователи из Университета Вены продемонстрировали применимость корпускулярно-волнового дуализма к таким молекулам как фуллерен Гидратированный...
-
Полиорганосилазаны, Полиорганоалкиленсиланы, Полиорганосиланы - Кремнийорганические полимеры
Линейные полимеры -- вязкие продукты, хорошо растворимые в органических растворителях, полимеры полициклической структуры -- твердые бесцветные хрупкие...
-
Способы защиты полимеров от огня: А) обработка, пропитка полимера неорганической солью - инертный способ, соль не гасит огонь, а лишь препятствует его...
-
Упрочнение химических связей, соединяющих основные звенья углеродной цепи, под действием акрилонитрильных группы - СН2--СН атомов фтора приводит к...
-
Средства для окраски волос - Химия в косметике
В быту в качестве дезинфицирующего и отбеливающего средства широко используют растворы (3, 6, 10 %-ные) пероксида водорода. Более концентрированный --...
-
Лак и паста для ногтей - Химия в косметике
В состав любого лака для ногтей входят пять основных компонентов: образователи пленки, размягчители, смолы, растворители и непосредственно красящие...
-
Применение в производстве, Литература - Кремнийорганические полимеры
В строительстве широко используют низкомолекулярные кремнийорганические полимеры в виде жидкостей для придания гидрофобных свойств поверхностям различных...
-
Физические свойства кремнийорганических полимеров - Кремнийорганические полимеры
Кремнийорганические полимерные жидкости не имеют запаха, сильно различаются по вязкости, температуре кипения и замерзания. Они очень термостойки и если...
-
Пластичными массами называют материалы, полученные на основе полимеров, содержащие различные добавки и способные под влиянием температуры и давления,...
-
Полиэлементоорганосилоксаны - Кремнийорганические полимеры
Введение атомов металлов в полимерную силоксановую цепь существенно меняет физические и химические свойства полимеров. Полиалюмофенилсилоксан и...
-
Происхождение и применение полимеров
Полимеры - химические соединения с высокой мол. массой (от нескольких тысяч до многих миллионов), молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого...
-
Методы, применяющиеся для синтеза мультиферроиков - Мультиферроики
Для синтеза мультиферроиков используются различные методы синтеза. К ним относятся: спекание, гидротермальный синтез, соосаждение, золь-гель метод,...
-
Полимеры в машиностроении - Полимеры
Ничего удивительного в том, что эта отрасль - главный потребитель чуть ли не всех материалов, производимых в нашей стране, в том числе и полимеров....
-
Свойства, характерные для альдегидов - Классификация углеводов
А) Взаимодействие с оксидом серебра (I) в аммиачном растворе (реакция "серебряного зеркала"): C6H12O6 + Аg2O > C6H12O7 +2Ag Глюкоза глюконовая...
-
Под действием видимого, ультрафиолетового и более коротковолнового излучения фуллерены полимеризуются и в таком виде не растворяются органическими...
-
Получение. - Полимерные соединения
Природные полимеры образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов. С помощью экстракции, фракционного осаждения и других методов они могут...
-
Производство полимеров - Анализ и технологическая оценка химического производства
Высокомолекулярные соединения получают из мономеров полимеризацией, сополимеризацией, поликонденсацией и методами привитой полимеризации и...
-
Получение, Полимеры в сельском хозяйстве - Полимеры
Природные полимеры образуются в процессе биосинтеза в клетках живых организмов. С помощью экстракции, фракционного осаждения и других методов они могут...
-
Полимерами называют вещества, молекулы которых (макромолекулы) состоят из одного или большего числа составных звеньев. Молекулярная масса (число атомов)...
-
Полиорганосилоксаны - Кремнийорганические полимеры
Многие особенности механических и физико-химических свойств этих полимеров связаны с высокой гибкостью их макромолекул и относительно малым...
-
Химические свойства кремнийорганических полимеров - Кремнийорганические полимеры
Силоксаны содержат два или более атомов кремния, связанных посредством одного или нескольких атомов кислорода: Два атома кремния, связанные таким...
-
NаСl + NН4НСО3 NаНСО3 + NН4Сl Равновесие которой почти нацело смещено вправо (вследствии очень малой растворимости NаНСО3 в растворе NН4Сl)....
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН - Полимеры в мембранах