Асимметричная газоразделительная мембрана Советский патент 1993 года по МПК B01D71/70 C08F130/08 

газораздёлительных характеристик мембраны является неожиданным эффектом.

Примеры 1-3. Синтез звездообразного ПВТМС.

По и м е Р 1. В отвакуумированный до мм рт, ст. стеклянный реактор загружают переконденсацией 10 мл бензола, 0,6 мл втор-бутиллития (концентрация с 0,055 моль/л) и 0,055 мл дивинилбензола (ДВБ) (с 0,09 моль/л). Раствор перемешивают 6 ч при 30°С и оставляют на. ночь при комнатной температуре, при этом выпадает крас- яо-коричневый осадок полилитиевого инициатора. Затем в реактор вводят 7 г ви нилтриметилсилана(ВТМС) и ведут полимеризацию 36. ч при 30°С. Реактор вскрывают и высаживают полимер спиртом. Выход полимера 3,3 г.

Свойства полимера приведены в табл. 1.

П-р и м е р 2. В отвакуумированный стеклянный реактор загружают при перемешивании 20 г ВТМС и 0,22 мл раствора втор- бутиллития в гептане (с 0,05 моль/л). ВТМС полимеризуют 40 ч при 30°С до конверсии 30% (время полимеризации рассчитывают по уравнению

I1 -ь рл1/2.т п 1 - : -Кр.СА t,

1 -а

1/91/9 где kp - константа скорости, я моль х

,

СА - концентрация активных центров, моль/л,

t- время, мин),

Из реактора отбирают пробу раствора растущего полимера, которую осаждают спиртом и анализируют на содержание полимера и его молекулярную массу (см.ниже). Реактор охлаждают до-10°С и вводят в него 0,5 мл раствора ДВБ (с 0,1 моль/л) и 0,5 мл раствр ратетрагидрофурзна(с 0,1 моль/л) в бензоле. Раствор тщательно перемешивают и выдерживают 16 ч при 30°С, Затем готовый пдлимер выделяют как в примере 1.

П $ и м е р 3. Последовательность операции как в примере 2, но масса ВТМС 10 г, а время полимеризации на первой стадии 16 ч при 40°С.

Молекулярные массы (ММ) продуктов реакции, а также линейного ПВТМС перед сшивкой определяют методом гель-прони- кающей хроматографии с детектором малоуглового лазерного светорассеяния. ММ ветви луча) соответствует средневесовой MM (Mw) полимера в пробе, т.е. непосредственно перед введением ДВБ. Среднее число лучей (т) в звездообразном полимере определяют по общепринятому выражениюm Mw/M/i,

где Mw-продукт реакции с ДВБ, Мл - ММ луча. .

По данным элементного анализа полученные полимеры содержат 27,84-27,93 мас.% кремния (теоритическое значение 28,0%).

Молекулярно-массовые характеристики

звездообразного ПВТМС приведены в табл. 1.

П р им е р ы 4-8. Получение асимметрич.ной мембраны из звездообразного ПВТМС.

.Пример 4. 20 г звездообразного

ПВТМС, полученного в примере 1, растворяют в смеси 50 г хлорбензола с 58 г метиленхлорида и 32 г. изобутилового спирта в течение 8 ч. Раствор профильтровывают, деаэрируют и оставляют на 8

ч. На стекло наливают порцию раствора и разравнивают ножом с зазором 600 мкм. Через 3 мин стекло с нанесенным раствором погружают в метанол, отделяют на стекла, промывают метанолом и

сушат на воздухе. Общая толщина мембраны 250 мкм, пористость 50%, толщина активного слоя 0,5 мкм. Газоразделительные характеристики мембраны, оп- ределе.нные хроматографическим

методом, приведены в табл.2.

Примеры 5-8 выполнены аналогично примеру 4, Но при других временах выдержки перед погрухсением в метанол и зазорах ножа, приведенных в табл. 2, В примере 5

использовался ПВТМС, полученный в примере 2, в примерах 6-8 - полученный в при- мере 3. Свойства мембран приведены также в табл. 2.

П р и м е, р 9 (сравнительный) 20 г линейного ПВТМС растворяют в смеси 50 г хлорбензола с 58 г метиленхлорида, после чего небольшими порциями добавляют 32 г изобутилового спирта. Раствор фильтруют, деаэрируют и наносят на

стекло ножом с зазором 500 мкм. Через 1 мин стекло е раствором погружают в метанол. Мембрану отделяют от стекла, промывают метанолом и сушат на воздухе. Свойства мембраны приведены в

табл. 2.

Формула изобретен и я

Асимметричная газоразделительная мембрана, выполненная из поливинил- триметилсилана и состоящая из пористого слоя толщиной 0,08-0,25 мм и- пористостью 50-80% с уменьшающимися по диаметру от одной поверхности мембраны к другой порами и сплошного

слоя толщиной 0,08-0,5 мкм, расположенного со стороны поверхности с порами меньшего диаметра, отличающаяся тем, что, с целью повышения селективности и газопроницаемости мембраны, она выполнена из поливини лтриметилсилана звездообразного строения формулы

:(СНГСН)П-СН2-СНSUCH3)3

vCH-GH

tfm

с мол.м. 300000-1700000 и числом лучей m

3-7.;

Таблица

Таблица 2

Продолжение табл. 2