Способ получения пористой полиамидной пленки Советский патент 1975 года по МПК C08G53/16 C08G53/08 

1

Изобретение касается получения полимерных пористых материалов, а именно способа получения микропористых пленок-мембран из полиамидов. Пленки могут быть использованы для сепарации или дополнительной сепарации в химических источниках тока со щелочными или солевыми электролитами, для целей очистки, разделения, обратного осмоса и ультрафильтрации в качестве фильтроматериалов для тонких суспензий, аэрозолей, как бактериальные фильтры. Л1икропористые пленки могут также найти применение в качестве связующего для получения гетерогенных ионообменных мембран.

Известен способ получения пористой полиамидной пленки путем формования ее из раствора полиамида в опиртоводном растворе хлористого кальция на подложку с последующей сушкой полученной пленки и отмывкой ее от примеси солей водой. При этом количество соли в спиртоводном растворе составляет 10-15%. Недостатком известного способа является получение пленок с неоднородной пористостью, т. е. с большим разбросом по диаметру пор.

С целью получения пленок с однородной микропористой структурой предлагается количество соли в формовочном растворе выбирать в пределах 100-400% от веса полиамида, сущку пленок осуществлять при температуре 25-45°С до получения структуры однородного геля, после чего пленку промывать водой или водным раствором поваренной соли прн температуре от (+20) до (-10)°С. Получаемые, согласно изобретению, пленки имеют средний радиус пор от 3 до 0,1 мк.

В качестве полиамидов могут быть использованы поликапроамид, полиэнантоамид, ультрамид 5А, ультрамид 10, найлон 66 и др.,

предпочтительным является поликапроамид.

Особенностью предлагаемого способа получения пленки является то, что в качестве порообразователя используется хлористый кальций в виде раствора, который, являя.сь сильной ансольвокислотой, способствует растворению полиамидов в спиртоводных растворах с образованием устойчивых растворов при содержании в них до 400% (от веса полимера) хлористого кальция.

Пористый материал получается коагуляцией однородного геля полимера и вымыванием из него компонентов растворителя.

Техника получения пленок заключается в том, что слой раствора полимера наносится на

стекло из щелевой фильеры, затем пленка высушивается практически до образования однородного геля в условиях, исключающих кристаллизацию хлористого кальция. Полимер в виде пленки высаживается водой из полученного геля, при этом происходит удаление хлористого кальция и остатков спирта. В зависимости от зазора фильеры можно получать пленки толщиной от 10 до 100 мк. Изменяя состав пленкообразующего раствора, условия его сущки и коагуляции, можно изменять размеры пор от 3 до 0,1 мк и величину удельной внутренней поверхности пор от 50 до 250 при относительном разбросе пор по размерам не более 15%.

Для получения подобных пленок 6-7%-ный раствор полиамида в 85%-ном этиловом или метиловом спирте, содержащий 100-400% (от веса полимера) хлористого кальция, предпочтительно 300%, отливают на стеклянную поверхность и сущат в термостате. С целью получения пленки с зарапее заданной пористой структурой и узким распределением пор по размерам ее формование производят при строго определенной температуре сушки (25-45°С) и коагуляции температура воды от (-10) до (-f20)°C. Для дальнейщей промывки пленки можно использовать воду комнатной температуры.

Максимальный радиус пор полученных пленок, по которому осуществлялся контроль регулирования пористой структуры (средний радиус пор, удельная внутренняя поверхность пор, однородность пористой структуры и т. п.), определялся методом продавливапия пузырьков воздуха, а пористая структура - с помощью ртутной порометрии.

Пример 1. 20 г поликапроамида растворяют в растворе состава: 225 мл метилового спирта, 40 мл воды и 60 г хлористого кальция. Раствор с помощью щелевой фильеры с зазором 0,2 мм наносят равномерным слоем на стекло и сушат в термостате при температуре 25°С. Затем стекло погружают в дистиллированную воду, охлажденную до 6±1°С, после

предварительного «вымачивания в охлажденной воде в течение 5-10 мин полученные пленки снимают со стекла, тщательно промывают и высушивают при комнатной температуре. Полученная в этих условиях мембрана является пористым материалом с порами радиусом: максимальным - 2 мк, средним - 1,5±0,1 мк и минимальным 0,1 мк. Суммарная удельная внутренняя поверхность пор с

радиусом 2 мк равна 20 , что составляет 7-8% от общей поверхности пор. До 80% внутренней поверхности пор приходится на поры радиусом 1,5±0,1 мк и достигает 200 .

Пример 2. Пленку получают в условиях примера 1, но количество хлористого кальция в растворе составляет 70 г.

Пример 3. Пленку получают в условиях примера 1, но для коагуляции применяют

водный раствор поваренной соли концентрации 25 г NaCl в 100 мл Н2О температурой (-10)°С.

Пример 4. Пленку получают в условиях примера 1, но в качестве летучего раствори1еля используют этиловый спирт.

Пример 5. Пленку получают в условиях примера 4, но зазор щели фильеры 0,3 мм.

Пример 6. Те же условия, что и в примере 4, но зазор щели фильеры 0,3 мм и температура сущки 45°С.

Пример 7. Пленку получают в условиях примера 4, но в раствор полимера добавляют 1,0% глицерина, температура сущки 45°С.

Пример 8. Пленку получают в условиях примера 4, но в раствор полимера добавляют 1,5% глицерина, температура сушки 45°С.

Свойства пленок в зависимости от условий формования приведены в таблице.

Предмет изобретения Способ получения пористой полиамидной пленки путем ее формования из раствора полиамида в спиртоводном растворе хлористого кальция на подложку с последующей сушкой 45 полученной пленки и отмывкой ее от примесей, отличающийся тем, что, с целью получения пленки с однородной микропористой структурой, количество соли в формовочном растворе выбирают в пределах 100-400% от веса полиамида, сущку пленки осуществляют 5б

при температуре 25-45°С до получения струк- варенной соли при температуре от (+20) до туры одпородного геля, после чего пленку(-10)°С.

промывают водой или водным раствором по469725