Способ изготовления пористых мембран Советский патент 1993 года по МПК B01D69/00 

Изобретение относится к технологии ядерных мембран, которые могут применяться для микрофильтрационного разделения в биологии, медицине, пищевой промышленности.

Цель изобретения - сокращение продолжительности процесса изготовления пористых мембран.

Цель достигается тем, что полимерную пленку облучают тяжелыми ионами, затем освещают полимерную пленку ультрафиолетовым излучением, травят в селективно травящем растворе, промывают, высушивают, и, согласно изобретению, во время травления полимерную пленку подвергают ультразвуковому воздействию с частотой звука 103-106 Гц. Ультразвуковая обработка осуществляется при протягивании полимерной пленки между двумя ультразвуковыми излучателями при величине зазора 1-100 мкм. Такая обработка называется зву- кокапиллярным воздействием, т.е. связана с действием ультразвукового излучения в капилляре. Под капилляром понимают объем, ограниченный таким образом, что находящееся в нем вещество (в данном способе - селективно травящий раствор) эффективно взаимодействует со стенками, ограничи- вающимиданный обьем. Звукокапиллярный эффект проявляется в виде аномально большого увеличения глубины и скорости проникновения жидкости в капиллярные каналы под действием ультразвука. Кавитационные пузырьки схлопы- ваясь в ограниченном пространстве, стимулируют перемещение травящего раствора и продуктов травления, что приводит к возрастанию скорости травления полимерной пленки, и к возрастанию скорости травления в треках образованных, тяжелыми ионами, при частоте выше 10 Гц и ниже 10 Гц Звукокапиллярный эффект, на котором основано действие предлагаемого способа, не возникает.

Устройство представлено на фиг., где 1 - полимерная пленка; 2 - подающая катушка; 3 - ванна с селективно травящим раствором 4; 5 - система терморегулирования, содержащая датчик температуры - 6 и нагреватель - 7; 8 - ультразвуковой генератор с

VI

00 VI

со

излучателем - 9; 10 - пластины, 11 - ванны для промывки; 12 -сушильный агрегат; 13- приемная катушка.

В предлагаемом устройстве роль капилляра играет зазор между поверхностью полимерной пленки, протягиваемой с подающей катушки через ванну с селективно травящим раствбром, ванну для промывки, сушильный агрегат на принимающую катушку, и поверхностью пластин. При шири- не зазора более 100 мкм или менее 1 мкм эффект, на котором основано действие предлагаемого с устройства, не возникает.

Экспериментально исследовано влияние материала пластин. Были исследованы материалы: нержавеющая сталь, стекло (силикатное), гетинакс, плексиглас, тефлон, полиэтилен. Установлено, что положительный эффект достигался при любом материале пластин, однако наибольший положитель- ный эффект достигается при использовании пластин из тефлона. Для экспериментальной проверки изобретения проводилось травление лавсановой пленки толщиной 6 микрон, облученной осколками деления 252 Cf. Травление проводилось в 20% водном растворе NaOH при температуре 70° С, Пленка размещалась

между двумя тефлоновыми пластинами, так что зазор между лавсановой пленкой и пластиной образовывал капилляр с шириной 5 мкм. Для создания ультразвукового поля использовалась установка УЗГ-3-0,4, позволяющаясоздавать мощность ультразвукового поля Вт при частоте звука f 20 кГц. При этом время травления для достижения порами мембраны размера 2 мкм составило 10 минут, .в то время как в прот.отипё для получения пор такого же размера требуется 40 мин. Таким образом, время травления удалось сократить в 4 раза.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Способ изготовления пористых мембран, заключающийся в облучении полимерной пленки тяжелыми ионами, обработке ее ультрафиолетовым излучением, выдержке в травящем растворе, промывке и сушке, о т- личающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса изготовления, во время выдержки в травящем растворе полимерную пленку подвергают ультразвуковой обработке с частотой 103- 106 Гц, протягивая ее в зазоре между двумя ультразвуковыми излучателями при величине зазора 1-100 мкм.

У,

Использование: в технологии производства ядерных мембран для микрофильтрации. Сущность изобретения: облученную тяжелыми ионами и ультрафиолетовым излучением полимерную пленку выдерживают в травильном растворе, одновременно подвергая ее ультразвуковой обработке с частотой 103-106 Гц. Для этого пленку протягивают в зазоре между двумя ультразвуковыми излучателями при величине зазора 1-100 мкм. 1 ил.