ПОЛИАМИДНАЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННАЯ МЕМБРАНА Российский патент 1994 года по МПК B01D71/56 B01D69/00 

Изобретение относится к области мембранной технологии, а именно к полупроницаемым мембранам, и может быть использовано для очистки сточных вод, концентрирования и выделения высокомолекулярных веществ.

Известна полимерная мембрана, состоящая из микропористого несущего и от микропористого селективного слоев, выполненных как единое целое в виде асимметричной мембраны. Недостатком мембраны является низкая производительность.

Известна также мембрана из полиамида, предназначенная для ультрафильтрации жидких смесей и состоящая из селективного и пористого слоев.

Недостатком указанной мембраны является ее низкая прочность и производительность.

Наиболее близкой к предлагаемой является мембрана фирмы "Diaflo", состоящая из неразделимых несущего и селективного слоев полиамида при отношении толщины селективного слоя к пористости 8,0 и более.

Недостатки известной мембраны - относительно малая производительность, селективность и недостаточная стойкость к гофрированию.

Цель изобретения - повышение производительности, селективности и стойкости мембран к гофрированию.

Поставленная цель достигается тем, что мембрана, состоящая из неразделимых микропористого селективного и макропористого несущего слоев выполнена из поли-5(6)амино-2-(п-аминофенил)бензамидазолтерефталамида и имеет отношение толщины селективного слоя к пористости 5-7,9 мкм.

Взаимосвязь двух отличительных признаков способа "полимер" и "структура" и обусловленность ими положительного эффекта может быть показана следующим образом. Прочность ароматического полиэфира-полиэтилентерефталата выше прочности поли-5(6)амино-2-(п-аминофенил)бензимидазолтерефталамида, однако пористую прочную мембрану равной производительности из него получить невозможно. Следовательно, прочность мембраны не есть результат механического перенесения свойств материала на свойства изделия, а является новым качеством мембраны данной структуры.

Соотношение толщины селективного слоя пористости выше 7,9 снижает эксплуатационные параметры мембраны (проницаемость) и увеличивает ее гидравлическое сопротивление. Снижение указанного соотношения ниже 5 приводит к уменьшению стойкости мембраны к гофрированию и максимального рабочего давления.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

П р и м е р 1. Мембрана для ультрафильтрации водных дисперсий из поли-5(6)амино-2(п-аминофенил)бензимидазолтерефталамида. Пористость селективного слоя 65% . Отношение толщины селективного слоя к пористости 7,9 мкм.

Мембрану с приведенными параметрами получают следующим образом.

Загружают в колбу 93,5 мас. ч. диметилацетамида (ДМАА). растворяют в нм 2,5 мас. ч. хлорного лития и 4 мас. ч. полимера в течение 3 ч при перемешивании и температуре 25±5^оС. Через раствор барботируют аммиак в течение 1 ч при температуре 18±2^оС. Раствор, насыщенный аммиаком, фильтруют выдерживают 10 ч и наносят на стекло слоем 180±20 мкм. Стекло со слоем раствора погружают в осадительную ванну с дистиллированной водой при 20±2^оС на 60 с и затем переносят в ванну для отмывки солей и растворителя на 24 ч.

Измеряют пористость селективного слоя мембраны на стандартном модуле, оценивают производительность и селективность мембраны. Производительность 160 л/м² ˙ч˙ атм при 1 мПа. Точка пузырька 10 атм. Гофрируемость оценивают по изменению точки пузырька после 10 перегибов мембpаны на 160-180^о. Точка пузырька данной мембраны после 10 пеpегибов - 9,5 атм, снижение - 5% .

П р и м е 2 (сpавнительный).

Перегибу подвергают мембрану Diaflo серии РМ с отношением толщины селективного слоя к пористости 8,2. Точка пузырька известной мембраны изменяется с 9,2 до 8,1 атм. , снижение селективности достигает 12% при производительности мембраны Diaflo-РМ на 20% меньше.

П р и м е р 3. Мембрана для ультрафильтрации водных дисперсий из поли-5(6)-амино-2(п-аминофенил)бензимидазолтерефталамида. Пористость селективного слоя 74% . Отношение толщины селективного слоя к пористости 5 мкм.

Мембрану получают по примеру 1, но коагулируют слой полимера толщиной 160±10 мкм в осадительной ванне с температурой 40±2^оС.

Производительность мембраны 560 л/м² ˙ч˙ атм. Точка пузырька 4,5 атм. После перегиба точка пузырька 4,1 атм. Снижение селективности при перегибе около 9% .

П р и м е p 4. Мембрана, полученная по пpимеру 1, но с отношением толщины селективного слоя пористости 6,1. Проницаемость 480 л/м² ˙ч ˙атм. Точка пузырька 6,9 атм.

П р и м е р 5 (контрольный). Мембрана по примеру 2, но отношение толщины селективного слоя пористости 4,8.

Производительность мембpаны 580 л/м² ˙ч ˙атм точка пузырька 4,4 атм, однако, после перегиба точка пузырька снижается до 3,2 атм (на 27% ), вследствие большого числа дефектов структуры селективного слоя.

П р и м е р 5 (контрольный). Мембрана по примеру 1, но с отношением толщины селективного слоя к пористости 8,0. Производительность мембраны равна производительности мембраны Diaflo-РМ. Снижение точки пузырька после перегиба составляет 5% для обеих мембpан. (56) Дубяга В. П. и д. Полиамидные мембраны. //Пластические массы, N! 5, 1975, с. 77.

Ott М. , Rodicker H. Plaste und Kaufschuk, 1987, т. 34, N 1, с. 9-11.

Коллоидный журнал, N 5, 1984, с. 980-984.

Использование: очистка сточных вод, выделение и концентрирование высокомолекулярных веществ. Сущность изобретения: мембрана, состоящая из неразделимых микропористого селекторного и макропористого несущего слоев, выполненных из поли-5(6)-амино-2-(п-аминофенил) бензимидазола при отношении толщины селективного слоя к его пористости 5-7,9 мкм. Мембрана имеет производительность до 560 л/м²·г·атм и выдерживает 10 перегибов при снижении производительности до 5% .

ПОЛИАМИДНАЯ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННАЯ МЕМБРАНА, состоящая из неразделимых микропористого селективного и микропористого несущего слоев ароматического полиамида, отличающаяся тем, что, с целью повышения проницаемости, селективности и стойкости к гофрированию, мембрана выполнена из поли - 5(6) - амино - 2(n - аминофенил) бензимидазолтерефталамида и имеет отношение толщины селективного слоя к его пористости 5 - 7,9.