Способ получения ядерных фильтров Советский патент 1982 года по МПК B01D13/00 B01J1/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ФИЛЬТРОВ

1

Изобретение относится к методам изготовления фильтрующих материалов и может использоваться при фильтрации всевозможных жидких и газообразных сред в различных отраслях науки ипроизводств а.

Известен способ получения ядерных фильтрующих мембран, заключающийся в том, что полимерную пленку облучают энергичными заряженными частицами, оставляющими в пленке деструктированные области - треки, с последующим травлением пленки и получением в местах треков сквозных отверстий.

Существующий метод позволяет получать фильтрационные мембраны с однородными цилиндрическими или коническими порами протяженностью, равной или превосходящей толщину используемого материала (при падении пучка облучающих частиц на поверхность материала под углом с нормалью, отличным от нуля градусов).

В этих случаях проницаемость фильтров для ряда важных практических приложений оказывается недостаточной, ввиду высокого сопротивления пор, обусловленного больЩим отнощением длины канала поры к её сечению, и невозможностью использования более тонкого материала для

мембран, что, как правило, связано с механической прочностью мембраны.

Известен способ получения ядерных фильтров, заключающийся в облучении полимерной пленки ускоренными тяжелыми ионами через маску и травлении облученной пленки для образования пор.

В этом случае увеличение проницаемости ядерной фильтрационной мембраны

10 при заданном диаметре пор, их плотности и перепаде давления на мембране ограничивается минимальной толщиной пленки, обеспечивающей механическую прочность мембраны. Увеличение проницаемости мем15браны за счет повыщения плотности пор (числа пор на единищу площади) также ограничено, так как при достижении определенной пористости пленка теряет механическую прочность. Кроме того, увеличи20вается число наложенных пор, что ведет к увеличению дисперсии диаметров фильтрующих каналов.

Цель изо:бретения - увеличение проницаемости фильтра при сохранении его ме25 ханической прочности.

Цель достигается тем, что полимерную пленку вначале облучают через маску ускоренными ионами с длиной пробега в массе полимера меньщей, чем толщина пленки, и с дозой облучения, обеспечивающей

полное вытравливание не защищенных маской областей, а затем цленку облучают ускоренными ионами с длиной пробега в массе полимера большей, чем толщина пленки, и с дозой облучения, обеспечивающей плотность пор пор/см, после чего облученную пленку подвергают травлению для образования пор.

Пример 1. Полиэтилентерефталатная (лавсановая) пленка толщиной 15 мкм облучается ускоренными ионами через стальную маску толщиной 0,5 мм с регулярными цилиндрическими отверстиями диаметром 0,4 мм. Прозрачность маски 70%. При этом облучение ведется с энергией, соответствующей пробегу иона в лавсане 14 мкм с плотностью 10 ионов/см. Затем пленка облучается ионами с энергией, обеспечивающей прохождение иона сквозь всю толщину пленки, и с плотностью Ю ионов/см. Дал ее-облученная пленка подвергается воздействию ультрафиолетового излучения с длиной 0,3 мкм и протравливается в 20%-нсш водном растворе щелочи. В результате образуется прочная решетчатая .микрофильтращионная мембрана с малым сопротивлением потокам жидкости и газа.

П р и м е р; 2. Ускоренными ионами через маску, аналогичную примененной в примере 1, облучается слюдяная пластинка толщиной 40 мкм вначале ионами с энергией, соответствующей пробегу 38 мкм и плотностью 10 ионов/см, а затем ионами с энергией, позволяющей пройти всю толщину слюды, и с плотностью 10 ионов/см. На следующем этапе облучения слюда травится в 48%-ной плавиковой кислоте. После травления получается решетчатая микрофильтра:1ционная мембрана с

относительна малым сопротивлением потоку газа или жидкости и достаточной механической прочностью.

Предлагаемый способ дает возможность получать микрофильтрационные мембраны с уменьшенным сопротивлением потокам газа и жидкости, пригодные для создания высокопроизводительных фильтров, которые могут быть использованы во многих устройствах и к которым предъявляется требование высокой производительности при малых габаритах самого устройства, в частности для создания респираторов для заш.иты дыхательных органов человека с использованием лавсановьк фильтров и высокотемпературных слюдяных фильтров повышенной проницаемости для очистки жидкостей и газов, находящихся при высокой температуре, например, от радиоактивных аэрозолей.

Формула изобретения

Способ получения ядерных фильтров, заключающийся в облучеции полимерной пленки ускоренными тяжелыми ионами через маску и травлении облученной пленки для образования пор, отличающийся тем, что, с, целью увеличения проницаемости фильтра при сохранении его механической прочности, полимерную пленку вначале облучают ускоренными ионами с длиной пробега в массе полимера меньшей, чем толщина пленки, а затем пленку облучают ускоренными ионами с длиной пробега в массе полимера большей, чем толщина пленки, и с дозой облучения, обеспечивающей плотность пор пор/см.