СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОПОРИСТЫХ МЕМБРАН Российский патент 1996 года по МПК B01D67/00 B01D71/00 

Изобретение относится к области физико-химической очистки веществ, а более конкретно к способам изготовления фильтровальных мембран. Оно может быть использовано для решения задач фильтрации, ультрафильтрации, диализа.

Известны способы изготовления фильтровальных мембран см. например, книгу С. Т. Хванга и К. Каммермейера "Мембранные процессы разделения". М. Химия, 1981, с. 367-394. Эти способы позволяют получать фильтры с хаотическим расположением и конфигурацией пор и широким разбросом в распределении пор по их диаметру и длине.

Среди известных способов изготовления фильтровальных мембран наиболее близки по технической сущности к предлагаемому является способ, описанный в работе Г. Н. Флерова и В.C. Барашенкова- УФН, (1974), т.114, вып.2, с.361-369. Этот способ способ заключается в том, что пленку или пластинку из фильтровального материала облучают потоком высокоэнергетических частиц (ионов), подвергая ее таким образом локальному воздействию. После экспозиции пленку обрабатывают травителем, который растворяет вещество фильтра в тех местах, которые подверглись воздействию частиц, и в направлении их распространения вытравливает каналы.

Этот способ налагает принципиальный предел на минимальные размеры пор, который определяется типом и энергией частиц, материалом пленки и режимом травления, а также на удельную плотность распределения пор по поверхности.

Целью настоящего изобретения является уменьшение размеров пор и увеличение поверхностной плотности их распределения.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе изготовления фильтровальных мембран, заключающемся в том, что пленку или пластину фильтровального материала подвергают локальному облучению потоками высокоэнергетических частиц квантов излучения, электронов или ионов с последующей обработкой травителем, используют пленку или пластину, набухшую под воздействием соответствующего агента, на которую наносят слой эластичного резиста, после чего его локально облучают пучками света или частиц, В облученном резисте вытравливают сквозные отверстия, обрабатывая травителем, не воздействующим на подложку. Систему слой подложка подвергают усадке и сквозь отверстия в резисте протравливают в подложке сквозные каналы-поры, используя травитель, не воздействующий на резист.

В качестве резистивного слоя на подложку можно наносить лэнгмюровскую пленку при значениях поверхностного давления, находящихся в диапазоне между величинами, соответствующими двумерному газу и коллапсу.

Усадку модно проводить перед травлением резистивного слоя, а перед травлением подложки ее можно облучить потоками высокоэнергетических частиц сквозь отверстия в слое резиста.

На чертеже схематически изображена последовательность этапов изготовления микропористых мембран; а облучение лэнгмюровской пленки на набухшей подложке: б травление лэнгмюровской пленки: в усадка: г травление подложки. 1 пленка-подложка: 2 лэнгмюровская пленка; 3 зона облучения; 4 облучающие потоки; 5 травитель для лэнгмюровской пленки; 6 защитный слой; 7 отверстия в лэнгмюровской пленке; 8 травитель для подложки; 9 - каналы (поры) в подложке.

Поскольку лэнгмюровскую пленку наносят в состоянии, далеком от коллапса, то при усадке не нарушается равномерность ее по толщине. При усадке и сжатии пленок уменьшаются размеры зон облучения и расстояние между ними. Это приводит к тому, что уменьшаются сечения пор и увеличивается удельная поверхностная плотность их упаковки.

Способ изготовления микропористых мембран включает в себя локальное облучение пленок или пластин потоками высокоэнергетических частиц и последующее их травление. Перед облучением пленку или пластину обрабатывают вызывающим ее набухание химическим реагентом и наносят слой эластичного резиста. После облучения пленку или пластину подвергают усадке. Обработку травителем ведут в две ступени, на первой из которых при помощи травителя, не воздействующего на исходную пленку и вытравливающего сквозные отверстия в слое эластичного резиста, а на второй ступени при помощи травителя, не воздействующего на слой эластичного резиста и че - рез отверстие в нем вытравливающего сквозные отверстия в пленке или пластине. Обработку химическим реагентом можно вести до или после нанесения слоя эластичного резиста на пленку или пластину. В качестве слоя эластичного резиста используют лэнгмюровскую пленку. Усадку можно вести до или после первой ступени травления. Перед второй ступенью травления пленку или пластину можно дополнительно облучать потоками высокоэнергетических частиц через отверстия в слое эластичного резиста. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ изготовления микропористых мембран, включающий локальное облучение исходной пленки или пластины потоками высокоэнергетических частиц и последующую обработку травителем, отличающийся тем, что перед облучением исходную пленку или пластину обрабатывают вызывающим ее набухание химическим реагентом и наносят слой эластичного резиста, после облучения подвергают усадке, обработку травителем ведут в две ступени, на первой из которых при помощи травителя, не воздействующего на исходную пленку и вытравливающего сквозные отверстия в слое эластичного резистина на второй ступени при помощи травителя, не воздействующего на слой эластичного резиста и через отверстия в нем вытравливающего сквозные отверстия в пленке или пластине. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку исходной пленки или пластины вызывающим ее набухание химическим реагентом ведут до нанесения слоя эластичного резиста. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку исходной пленки или пластины вызывающим ее набухание химическим реагентом ведут после нанесения на нее слоя эластичного резиста. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве слоя эластичного резиста используют лэнгмюровокую пленку. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что усадку ведут после первой ступени травления. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что усадку ведут перед первой ступенью травления. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед второй ступенью травления пленку или пластину дополнительно облучают потоками высокоэнергетических частиц через отверстия в слое эластичного резиста. 8. Способ по пп. 1 и 7, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетических частиц используют кванты излучения, электроны или ионы.