СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН Российский патент 1995 года по МПК B01D67/00 

Описание патента на изобретение RU2026726C1

Изобретение относится к способам формования полимерных мембран на основе гидрофильных полимеров, применяемых в процессах разделения, очистки и концентрирования веществ методами обратного осмоса и ультрафильтрации.

Основные требования, предъявляемые к таким мембранам - высокие селективность и проницаемость, способность проявлять эти свойства при высоких температурах и в агрессивных средах, а также иметь минимальное время выхода на режим и высокую механическую прочность структуры активного слоя и мембраны в целом, а также стабильность при эксплуатации.

Известен способ получения полупроницаемых полимерных мембран, заключающийся в нанесении раствора гетероциклического поли-1,3,4-полиоксадиазола в N-метилпирролидоне на формующую поверхность, выдержке его на воздухе в течение 60-200 мин при температуре 14-26оС, последующей коагуляции в осадитель при температуре 14-19оС. При этом растворитель выделяется из нижних слоев поливочного раствора на его поверхность, в результате чего в слое, контактирующем с подложкой, формуется обратноосмотический активный слой.

Такие мембраны имеют достаточную термостойкость (70оС), химстойкость в растворах кислот и щелочей, селективность 98% по NaCl и начальную проницаемость 500-700 л/м2 в сутки. Обратноосмотический активный слой этих мембран недостаточно стабилен в процессах обратного осмоса и при приложении давления проницаемость их быстро падает от 700 до 300 л/м2˙ сут. Кроме того, выход на режим этих мембран составляет не менее 8-10 ч. Полученные этим методом мембраны не могут использоваться в процессах ультрафильтрации.

Целью изобретения является расширение ассортимента получаемых этим способом мембран от обратноосмотических до ультрафильтрационных, повышение их механической прочности, увеличение селективности и проницаемости по низкомолекулярным химическим соединениям, а также стабильность в работе и сокращение времени выхода мембран на рабочий режим.

Сущность изобретения состоит в том, что раствор гидрофильного полимера перед нанесением на формующую поверхность нагревают до 30-40оС, выдерживают при той же температуре во влаговоздушной среде, содержащей 80-95% влаги, в течение 60-120 мин коагулируют в осадитель при температуре 40-60оС.

В качестве гидрофильных полимеров используют, например поли-1,3,4-оксадиазол, полибензимидазол. Заявляемый способ отличается от известного тем, что раствор полимера перед нанесением на формующую поверхность нагревают до 30-40оС, выдержку проводят при той же температуре во влаговоздушной среде, содержащей 80-95% влаги, а коагуляцию осуществляют при 40-60оС.

П р и м е р 1. 20 мас.%-ный раствор поли-1,3,4-оксадиазола с удельной влажностью 0,7 общей формулы
в N-метилпирролидоне с температурой раствора 35оС наносят на формующую поверхность, выдерживают 120 мин во влаговоздушной среде, содержащей 80% влаги при температуре 35оС и затем коагулируют в воду при температуре 60оС. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

П р и м е р 2. Получение мембраны аналогично примеру 1, при температуре раствора полимера 30оС, выдержке во влаговоздушной среде с содержанием влаги 90% при температуре 30оС в течение 100 мин. коагуляции при 40оС. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

П р и м е р 3. Получение мембраны аналогично примеру 1, при температуре раствора полимера 40оС, выдержке по влаговоздушной среде с содержанием влаги 95% при температуре 40оС в течение 60 мин коагуляции при 55оС. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

П р и м е р 4. Получение мембран аналогично примеру 1, с использованием в качестве полимера раствора полибензимида- зола в N-метилпирролидоне. Температура раствора полимера 35оС, выдержка во влаговоздушной среде с содержанием влаги 80% при температуре 35оС в течение 120 мин, коагуляция при 60оС. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

П р и м е р ы 5-10. Получение мембран аналогично примеру 1, при параметрах способа, выходящих за заявленные пределы. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

П р и м е р 11 (по прототипу). 20%-ный раствор поли-1,3,4-полиоксадиазола в N-метилпирролидоне наносят на формующую поверхность, выдерживают на воздухе при температуре 20оС в течение 150 мин и коагулируют в воду при температуре 15оС. Свойства полученных мембран представлены в таблице.

Из таблицы видно, что мембраны, полученные по предлагаемому способу формования (примеры 1-4), обладают более высокой селективностью и задерживают низкомолекулярные химические соединения более чем на 99% (против 98,0% по прототипу). Проницаемость после выхода на режим составляет от 580 до 710 л/м2˙сут против 350 по прототипу. Кроме того, предложенный способ позволяет сократить время выхода мембраны на режим почти в 4 раза и увеличить механическую прочность их не менее чем на 25%. Из примеров 5-10 следует, что при параметрах процесса формования мембран, выходящих за заявленные пределы, характеристики мембран ухудшаются и не удовлетворяют поставленным требованиям.

Указанные преимущества мембран, полученных по предлагаемому способу, дают возможность существенно увеличить срок службы и стабильность работы при их эксплуатации как в процессах обратного осмоса, так и в процессах ультрафильтрации. В то время как мембраны, полученные по прототипу, можно использовать только в процессах обратного осмоса.

До сих пор коагуляцию поливочных растворов проводили в осадитель при низких температурах (5-15оС) и чем ниже была температура осадительной ванны, тем качество мембран было выше. При применении заявленного способа, наоборот, с увеличением температуры осадительной ванны характеристики получаемых мембран улучшаются.

Похожие патенты RU2026726C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛАБООСНОВНОЙ АНИОНООБМЕННОЙ МЕМБРАНЫ 1991
  • Скакальская Л.И.
  • Файдель Г.И.
  • Брицина Т.А.
  • Полунина О.П.
RU2041892C1
Способ получения гиперфильтрационных полимерных мембран 1984
  • Богданов А.П.
  • Салдадзе К.М.
  • Горохова Г.А.
  • Гоциридзе Р.С.
SU1370856A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРОВ 1992
  • Носовский Ю.Е.
  • Колесов Б.С.
  • Бурмяков В.А.
RU2034826C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АМИНОПЛАСТОВ 1992
  • Нинин В.К.
  • Александрова О.В.
  • Акутин М.С.
  • Калинчев Э.Л.
RU2044743C1
ПОЛИМЕРНЫЙ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ 1993
  • Лущейкин Г.А.
  • Шенфиль Л.З.
RU2036182C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОКАТАЛИЗАТОРА ДЛЯ ИЗОМЕРИЗАЦИИ ГЛЮКОЗЫ 1990
  • Кульчицкий Ю.Л.
  • Петров В.Р.
  • Горчаков В.Д.
RU2031124C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ТРИС- β -ХЛОРПРОПИЛФОСФАТА 1992
  • Ермилина Н.И.
  • Войтюк Л.П.
  • Харрасова А.Н.
RU2037497C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ РЕАКТОРОВ ДЛЯ СИНТЕЗА СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ 1992
  • Колесов Б.С.
  • Бурмяков В.А.
  • Носовский Ю.Е.
RU2011444C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИКОВОГО ГРАНУЛЯТА 1996
  • Краснов М.С.
  • Солнцева Д.П.
RU2096341C1
ПАРУСНАЯ ТКАНЬ 1992
  • Коврига В.В.
  • Продувалова С.С.
  • Блинкова О.П.
  • Петров К.Г.
RU2015929C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 026 726 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН

Изобретение относится к способам получения полимерных мембран, применяемых в процессах разделения, очистки и концентрирования веществ. Мембраны получают на основе гидрофильных полимеров путем нанесения предварительно нагретого до 30-40°С раствора полимера на формующую поверхность, выдержки при этой температуре в течение 60 - 120 мин во влаговоздушной среде, содержащей 80 - 95% влаги, коагуляции в осадитель при температуре 40 - 60°С. Полученные мембраны обладают высокой селективностью и проницаемостью. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 026 726 C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН на основе гидрофильных полимеров нанесением раствора полимера на формующую поверхность, выдержки в течение 60 - 120 мин и коагуляции в осадитель, отличающийся тем, что раствор полимера перед нанесением на формующую поверхность нагревают до 30 - 40oС, выдержку проводят при той же температуре во влаговоздушной среде, содержащей 80 - 95% влаги, а коагуляцию осуществляют при 40 - 60oС.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2026726C1

Способ получения полупроницаемых полимерных мембран 1985
  • Богданов Альберт Петрович
  • Салдадзе Кирилл Максимович
  • Гоциридзе Раули Семенович
  • Горохова Галина Алексеевна
SU1248629A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 026 726 C1

Авторы

Салдадзе К.М.

Гоцеридзе Р.С.

Даты

1995-01-20Публикация

1992-05-22Подача