Способ получения полупроницаемых мембран Советский патент 1984 года по МПК C08J5/22 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к получению полупроницаемых мембран на основе целлюлозы и ее производных для ультрафильтрации.

По основному авт.св. № 968042 известен способ получения гидратцеллюлозных ультрафильтрационных мембран, заключающийся в нанесении раствора целлюлозы в смеси диметилформамида и чегырехокиси азота на подложку, вьщерживании на воздухе с относительной влажностью 30-80% в течение 0,2-10 мин и осаждении мембраны в водной осадительной ванне при 20-80°С. Мембраны, полученные в этих условиях, обладают повышенной производительностью. Однако при формовании мембран по описанному способу из растворов, содержащих 12-30 мас.% четырехокиси азота, в получаемой мембране образуются микродефекты, что приводит к уменьшению ее селективности, т.е. способности разделять высокомолекулярные соединения, различающиеся по молекулярной массе.

Цель изобретения - уменьшение дефектности и повышение селективности получаемых мембран.

Подставленная цель достигается тем что согласно способу получения полупроницаемых мембран формование проводят из растворов целлюлозы с температурой 5-15 С на подложку с темпеV г-

ратурои С.

Пример 1. 6г измельченной сульфатной целлюлозы заливают 112 г смеси диметилформамида : четырехокиси азота при соотношении последних 5,7:(85:15) и перемешивают до получения прозрачного вязкого раствора. Раство фильтруют, деаэрируют и охлаждают до 5-15 С. Охлажденный раствор с помощью щелевой фильеры с фиксированным зазором наносят в виде тонкой пленки на полированную поверхность с температурой 5-20 С, выдерживают 1,5 10 мин на воздухе с относительной влажностью 30-80% и погружают в водную осадительную ванну с температурой 20-80°С. После отмывки сформованной мембраны в воде до постоянного значения рН промывочных вод определяют ее производительность и задерживающую способность.

Дефектность мембран оценивают по фильтрации голубого декстрана (М

- 2000000, Швеция), задерживающую способность мембран - с использованием в качестве калибранта 0,3%-ного водного раствора полиэтилен гликоля (ПЭГ) с М 40000.

Полученные данные представлены в таблице.

Пример 2. 4г сульфатной целлюлозы со степенью полимеризации 1200 растворяют в 96 г смеси диметилформамида и четырехокиси азота при соотношении компонентов 10:1 и перемешивают до получения прозрачного вязкого раствора. Раствор фкпьтруют, деаэрируют и охлаждают до 12-13С. Затем (также как и в примере 1) наносят на полированную поверхность с температурой 20°С, выдерживают на воздухе с относительной влажностью 30% 0,2 мин и погружают в воду с температурой 20°С.

Производительность полученной мембраны составляет 40-50 л/м ч, задерживающая способность по ПЭГ-40000 - 60-70% и 100% для голубого декстрана. Производительность и задерживающая способность мембраны, полученной из этого же раствора согласно предлагаемого способа, составляет соответственно 50-60 , 40-50 и 98-99%.

Пример 3. 5г целлюлозы со степенью полимеризации (СП) 820 растворяют при перемешивании в 95 г смеси диметилформамида и четырехокиси азота при соотношении компонентов 5:1. Раствор фильтруют, деаэрируют и охлаждают до 10°С, формуют на подложку с температурой 15°С, выдерживают 3 мин на воздухе с относительной влажностью 45% и осаж,цают в воду с температурой 20°С. Производительность мембраны составляет 90-100л/м ч, задерживающая способность по ПЭГ-40000 - 54-60% и 100% для голубого декстрана. Производительность и задерживающая способ(ость мембраны, полученной из этого же раствора по предлагаемому способу составляют соответственно 150-200 , 15-25% и 90-95%.

Пример 4. 5г целлюлозы с П 820 растворяют при перемешиваии в 95 г спеси диметрглформсямида и етырехокиси азотапри соотношении омпонентов 7:1.Полученньп раствор ильтруют, деаэрируют и охлаждают о 8-10°С. Охлажденный раствор с помощью фильеры с фиксированным зазором наносят на полированную поверхность с температурой , выдерживают на воздухе 8 мин при относительной влажности 42% и погружают в осадительную ванну с температурой .

Производительность полученной мембраны составляет 60-70 л/м ч, задерживание по ПЭГ 40000 - 72-84%, по голубому декстрану - 100%. Производительность и задерживающая способность мембран, полученных из этого же раствора согласно предлагаемому способу составляют соответственно 80-100 л/м2 ч, 35-45 и 95-98%.

Как следует из данных таблицы, проведение формования гидратцеллюлозных мембран из предварительно охлажденных растворов и с использованием подложки с температурой 5-20°С, позволяет получать однородные и бездефектные мембраны с повышенной задержнвающей способностью и селективностью. Осуществление процесса получения мембран по предлагаемому способу позволяет также значительно снизить вредность производства на стадии предформования, поскольку резко снижается интенсивность испарения окислов азота из формирующейся мембраны.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБРАН по авт.св. № 968042, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дефектности и повышения селективности мембран, формование проводят КЗ растворов целлюлозы с температурой 5-15°С на подложку с температурой .

Опыты, приведенные для сравнения.

Примечание. Приготовление и состав раствора, а также условия формовавня

и свойства мембран соответствуют примерам в описании изобретения.