Способ получения полимерных мембран Советский патент 1974 года по МПК C08F27/00 C08F1/34 

Изобретение относится к способу получения мембранных фильтров, широко применяемых в заводских и лабораторных условиях для осуществления процессов ультрафильтрации, диализа, обратного осмоса.

Один из распространенных способов получения мембранных фильтров-перевод системы полимер - растворитель в гель. Таким способом получают мембраны из солевых полиэлектролитных комплексов. Однако мембраны из солевых полиэлектролитных комплексов неустойчивы в водных растворах низкомолекулярных электролитов.

Для получения мембран из полиэлектролитов, устойчивых в водных растворах солей, по предлагаемому способу поликатион (полианион) приводят в контакт в водном растворе с соответствующим многовалентным Нйз комолекулярным анионом (катионом). Используемые полиэлектролиты - это органические полимеры, имеющие диссоциирующие ионные группы, например, стиролсульфонат натрия или 1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфат. Они должны иметь достаточно высокий молекулярный вес (обычно больще 50000), чтобы находиться в твердом состоянии при комнатной температуре, образовывать пленку и иметь достаточное количество диссоциирующих ионных групп, чтобы быть водорастворимыми.

В качестве исходного водорастворимого полиапиоиа испульзуют полистиролсульфокислоту и ее соли, которые переводят в гель низкомолекулярным катионом АР+; гидролизованный сополимер акриловой кислоты и малеинового ангидрида и его соли, которые переводят в гель низкомолекулярным катионом РЬ2+.

В качестве исходного водорастворимого поликатиона используют четвертичную аммониевую соль поливинилпиридина, которую переводят в гель низкомолекулярными анионами , СггОт -.

Предельная концентрация исходных полиэлектролитов 0,5%, низкомолекулярных электролитов 0,1 %.

Пористость, а следовательно, диализные и фильтрационные характеристики мембран изменяют, варьируя температуру гелеобразования и последующей термической обработки, концентрации исходных полиэлектролитов и низкомолекулярных электролитов.

В исходные полиэлектролиты и низкомолекулярные электролиты вводят любые необходимые модифицирующие добавки: пластификаторы, стабилизаторы, наполнители, сшивающие агенты и т. д.

Перед затвердением раствор полиэлектролита может быть отлит или экструдирован в виде любой нужной формы.

Пример 1. 5%-ный водный раствор полистиролсульфоната натрия (мол. вес 1700000) поливают на гладкую поверхность (толщина жидкого слоя 2 мм) и выдерживают в ванне с 5%-ным водным раствором А12(5О4)з при 20°С в течение 10 ч. Образовавшуюся мембрану снимают с подложки и отмывают в дистиллированной воде. Она устойчива в водных концентрированных растворах солей и имеет скорость ультрафильтрации 0,15 мл/мин-см при ДР 700 мм рт. ст.

Пример 2. 2,5%-ный водный раствор полистиролсульфоната натрия (мол. вес 1700000) обрабатывают также, как в примере 1. Полученная мембрана имеет скорость ультрафильтрации 0,27 мл/мин-см при А/ 700 мм рт. ст.

Пример 3. Фильтровальную бумагу радиусом 3,5 см смачивают 1,5 мл 10%-ного водного раствора гидролизованного сополимера акриловой кислоты и малеинового ангидрида и выдерживают в ванне с 5%-ным раствором РЬ(СНзСОО)2 при 20°С в течение 1 ч. Образовавшаяся мембрана на подложке из фильтровальной бумаги устойчива в водных концентрированных растворах солей и имеет скорость ультрафильтрации 0,056 мл/мин-см при мм рт. ст.

Пример 4. Фильтровальную бумагу радиусом 3,5см смачивают 1,5мл 3,7%-ного водного раствора 1,2-диметил-б-1Винил1Пиридиний метилсульфата (,9) и выдерживают в ванне с 15%-ным раствором Ма25Юз при 20°С в течение 3 ч. Полученная мембрана на подложке из фильтровальной бумаги устойчива в водных концентрированных растворах солей и имеет скорость ультрафильтрации 0,064 мл/ /мин-см при ДЯ 700 мм рт. ст.

Предмет изобретения

Способ получения полимерных мембран путем перевода в гель раствора полиэлектролитов действием осадителя и формования мембраны, отличающийся тем, что, с целью получения мембран, устойчивых в водных растворах солей, водный раствор полиэлектролита, выбранного из группы, состоящей из полистиролсульфоната натрия, гидролизованного сополимера акриловой кислоты и малеинового ангидрида, 1,2-диметил-5-винилпиридиний метилсульфата переводят в гель действием водных растворов, соответственно, сульфата алюминия, ацетата свинца, силиката натрия.