PL82813B1 - - Google Patents

Description

Membrana pólprzepuszczalna z poliwinylosilanu i sposób jej wytwarzania Przedmiotem wynalazku jest membrana pól¬ przepuszczalna z poliwinylosilanu i sposób jej wy¬ twarzania. Membrana taka znajduje zastosowanie w procesach rozdzielania skladników gazowych, opartych na zjawisku pólprzepuszczalnosci i w pro¬ cesach odparowywania przez przegrode pólprze¬ puszczalna.Membrana pólprzepuszczalna z poliwinylosilanu jest znana z franc. op. pat. nr 1 567 175. Sposób jej wytwarzania polega na tym, ze z polimeru winy- losilanowego sporzadza sie roztwór w odpowiednim rozpuszczalniku, ewentualnie dodaje stabilizatora lub plastyfikatora, wylewa na podloze i odparo¬ wuje rozpuszczalnik. Otrzymany w ten sposób pro¬ dukt stanowi membrane pólprzepuszczalna o struk¬ turze homogenicznej w calej swej objetosci, któ¬ ra przepuszcza gaz w jednym kierunku.Okazalo sie, ze mozna z poliwinylosilanu otrzy¬ mac membrane pólprzepuszczalna, przepuszczajaca gaz w róznych kierunkach, poddajac odpowiedni poiiwinylosilan zabiegom fizycznym, opisanym w wynalazku.Membrana pólprzepuszczalna wedlug wynalazku sklada sie ze zwartej warstewki o sredniej gru¬ bosci 0,01—10 /i oraz warstewki porowatej o po¬ rach otwartych, której grubosc osiaga wartosc do 500 fi i objetosci porów stanowi 20—80% objetosci blony.Pod definicja warstewki zwartej rozumie sie warstwe polimeru wykazujaca wlasciwosci selekT tywnego rozdzielania gazów lub par, analogiczne do selektywnocci polimeru strukturalnego. Wiado¬ mo, ze dany polimer w postaci blonki wykazuje rózna przepuszczalnosc dla róznych gazów. Ogól- s nie przyjmuje sie, ze ta selektywna przepuszczalnosc wynika z faktu, ze gaz przechodzac przez blonke polimeryczna nie wedruje poprzez pory, lecz przede wszystkim przenika przez material blonki, to znaczy ulega rozpuszczaniu po jednej stronie, 10 dyfunduje ku drugiej powierzchni materialu i tam ulega desorpcji (porównac Leibovits Modern Pla- stics, marzec 1966, str. 139). Pod wyrazeniem „se¬ lektywnosc analogiczna do selektywnosci polimeru strukturalnego" nalezy rozumiec, ze selektywnosc 15 zwartej warstwy nie rózni sie o wiecej niz 10% od selektywnosci polimeru uformowanego w blonke przez zwykle odlewanie roztworu polimeru i usu¬ niecie rozpuszczalnika.Pod pojeciem warstwy porowatej o porach 20 otwartych nalezy rozumiec warstewke polimeru nie wykazujaca zadnej przepuszczalnosci selektyw¬ nej w stosunku do gazów lub par, które przecho¬ dza przez nia wylacznie za posrednictwem po¬ rów. 25 Grubosc zwartej warstewki w blonach wedlug wynalazku winna byc zawarta zwlaszcza w zakre¬ sie 0,05—5 mikronów. Grubosc zwartej warstewki dobiera sie przez porównanie zmierzonych prze¬ puszczalnosci blony anizotropowej oraz stalych 30 przepuszczalnosci polimeru strukturalnego. Za 82 813punkt odniesienia, na ogól przyjmuje sie przepu¬ szczalnosc dla tlenu. Grubosc warstwy porowatej nie zmienia w istotny sposób charakterystyk prze¬ puszczalnosci blony. Decyduje ona przede wszyst¬ kim o jej wlasciwosciach mechanicznych. Ogólnie biorac, grubosc ta zawarta jest miedzy 30 a 500 mikronów, najczesciej jednak stosuje sie blony o grubosci warstwy porowatej w granicach 80—250 mikronów. Objetosc porów lub objetosc przestrze¬ ni miedzywezlowej zawiera sie zwlaszcza w za¬ kresie 35—75% calkowitej objetosci blony i wy¬ raza sie stosunkiem gestosci blony oraz gestosci zwartego materialu blony.Do wytwarzam*; blon wedlug wynalazku sto¬ suje sie podstawlónie 3 podstawnikami organiczny¬ mi polimery winylisilanowe. Pod okresleniem po¬ limerów wanylosilajiowych zawierajacych 3 pod¬ stawniki .organ^cznd rozumie sie polimer zlozony z wiekszej "lrcztjy*xzlonków o wzorze przedstawio¬ nym na rysunku, w którym Rj, R2 i R3 sa iden¬ tyczne lub rózne i oznaczaja rodnik alkilowy, cy- kloalkilowy lub arylowy, a ponadto jeden z pod¬ stawników Ri, R2 i R3 moze oznaczac atom wo¬ doru.Jako przyklady monomerów o wzorze przedsta¬ wionym na rysunku mozna wymienic winylotrój- metylosilan, winylotrójetylosilan, winylotrójpropy- losilan, winylotrójbutylosilan, winylodwumetyloety- losilan, winylodwumetylopropylosilan, winylodwu- etylopropylosilan, winylotrójcykloheksylosilan, wi- nylodwumetylocykloheksylosilan, winylodwumety- lofenylosilan. Nalezy zauwazyc, ze polimer moze zawierac: badz wylacznie czlony o wzorze przed¬ stawionym na rysunku, przy czym poszczególne czlony moga byc identyczne, np. poliwinylotrój- metylosilan, poliwinylodwumetylopropylosilan, lub rózne, np. kopolimery winylotrójmetylosilanu i dwu- metylopropylosilanu, badz tez czlony o wzorze przedstawionym na rysunku i czlony pochodzace od innych monomerów olefinowych, np. kopolimery zawierajacych trzy podstawniki organiczne winy- losilanów i styrenu, przy czym zawartosc czlonów o wzorze przedstawionym na rysunku w kopoli¬ merach wynosi co najmniej 75% wagowych.Sposób wytwarzania trójpodstawionych rodnika¬ mi organicznymi polimerów winylosilanowych opi¬ sany jest w literaturze. Mozna je wytwarzac sto¬ sujac zwlaszcza katalizatorzy na bazie zwiazku me¬ talu przejsciowego nalezacego do podgrupy IV—VI ukladu okresowego pierwiastków oraz zwiazku metaloorganicznego, pierwiastka nalezacego do grup I—III, np. wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 223 686. W kazdym przypadku wykorzystuje sie zwlaszcza polimery wytworzone przy uzyciu katalizatorów na bazie litu w postaci wolnego metalu, lub zwiazku lito- organicznego, sposobem opisanym w opisie paten¬ towym ZSRR nr ¦ 162 531, wzglednie w pracy Na- metkina, Dokt. Akad. Nauk 166, (5), 1118 (1966).Lepkosc istotna polimerów stosowanych do wy¬ twarzania blon wedlug wynalazku jest ogólnie bio¬ rac wyzsza od 50 cm3/g, wedlug pomiaru w tem¬ peraturze 25°C, dla roztworu w cykloheksanie.Korzystnie jest, by lepkosc ta zawarta byla w granicach 70—200 cm3/g. 10 15 20 25 82813 4 Sposób wytwarzania blon wedlug wynalazku obejmuje nastepujace etapy: odlewanie na podlo¬ ze roztworu polimeru w mieszaninie trójskladni¬ kowej zawierajacej dwa rozpuszczalniki polime¬ ru, rózniace sie temperatura wrzenia o co naj¬ mniej 30°C oraz ciecz nierozpuszczajaca polimeru o temperaturze wrzenia wyzszej od temperatury wrzenia lotniejszego rozpuszczalnika; (bardziej lot¬ ny rozpuszczalnik lekki, mniej lotny — jako roz¬ puszczalnik ciezki); usuwanie calosci rozpuszczal¬ nika lekkiego, wzglednie jego czesci; traktowanie uzyskanej blonki ciecza koagulacyjna; suszenie blonki.Przykladowymi rozpuszczalnikami lekkimi lub ciezkimi moga byc weglowodory alifatyczne lub aromatyczne, takie jak cykloheksan, benzen, toluen i weglowodory chlorowcowane, jak dwuchlorome¬ tan, dwuchloroetylen, czterochloroetylen, chloro¬ form, dwuchlorobenzen, chlorobenzen.Jako przyklady cieczy nierozpuszczajacych poli¬ merów mozna przytoczyc wode, alkohole takie jak metanol, etanol, I-, II-, lub III-rzedowy butanol, ketony jak aceton, keton metylowoetyIowy, cy- kloheksanon.W procesie prowadzonym sposobem wedlug wy¬ nalazku rodzaj i proporcje rozpuszczalników oraz cieczy nierozpuszczajacej winny byc dobrane w ta¬ ki sposób, aby polimer byl rozpuszczalny w mie¬ szaninie trójskladnikowej, a nierozpuszczalny, lecz ewentalnie ulegal pecznieniu w mieszaninie ciez¬ kiego rozpuszczalnika z ciecza nierozpuszczajaca.Na ogól, procentowy udzial lekkiego rozpuszczal¬ nika zawarty jest w granicach okolo 10—70% wa¬ gowych mieszaniny rozpuszczalników.Przy sporzadzaniu roztworu polimeru w mie¬ szaninie trójskladnikowej postepowac mozna w róz¬ norodny sposób; na ogól polimer dostepny jest w stalej postaci i mozna go rozpuszczac najpierw w jednym z rozpuszczalników, pózniej dodawac . drugi rozpuszczalnik i na koniec wprowadzac ciecz nierozpuszczajaca. Mozna równiez rozpuszczac po¬ limer w mieszaninie rozpuszczalników, a potem do¬ dac ciecz nierozpuszczajaca; na koniec mozna tak¬ ze rozpuszczac polimer wprost w mieszaninie trój¬ skladnikowej. Mozliwe sa ponadto inne modyfi¬ kacje sposobu, np. rozcienczanie cieczy nierozpu¬ szczajacej czescia jednego z rozpuszczalników.W przypadku, gdy polimer stanowi od razu roz¬ twór, wystarcza dodac oddzielnie lub w miesza¬ ninie, czesc drugiego rozpuszczalnika, rózniacego sie od pierwszego rozpuszczalnika temperatura wrzenia o co najmniej 30°C oraz pozostala czesc cieczy nierozpuszczajacej.Rozpuszczania polimeru dokonuje sie zazwyczaj w temperaturze pokojowej, wzglednie przy lagod¬ nym ogrzewaniu umiarkowanie mieszajac.Rodzaj podloza stosowanego przy odlewaniu nie stanowi czynnika krytycznego; stosowac mozna normalnie uzywane do tego celu podloza, takie jak plytka szklana, w przypadku pracy sposobem nie¬ ciaglym, wzglednie tasma metaliczna, przy odle¬ waniu w sposób ciagly. Grubosc warstwy odkla¬ danej na podlozu moze wahac sie w szerokich granicach, zalezacych glównie ód rodzaju urzadze¬ nia stosowanego do odlewania. Stosujac róznego 30 39 40 49 50 5582813 6 ksztaltu podloza mozna uzyskiwac membrany pla¬ skie, rurkowe. Od ilosci usunietego w nastepnej fazie procesu lekkiego rozpuszczalnika zalezy gru¬ bosc zwartej warstewki. Zaleznie od zadanej gru¬ bosci zwartej warstewki usuwa sie wiec wszystek 5 rozpuszczalnik Lekki, wzglednie Jego czesc. Ujmu¬ jac ogólnie, ilosc usunietego rozpuszczalnika sta¬ nowi 25—IGO proc. wagowych rozpuszczalnika lek¬ kiego.Korzystnym jest, by w czasie tego zabiegu usu- U wania lekkiego rozpuszczalnika temperatura nie przekraczala jego temperatury wrzenia.Ciecz koagulujaca stanowi ciecz nie rozpuszczaja¬ ca polimeru, lecz mieszalna z okreslonymi wyzej rozpuszczalnikami i cieczami nie rozpuszczajacymi, u wzglednie ich mieszaninami. Stosowac mozna te sama ciecz nie rozpuszczajaca, jak uzyta byla do sporzadzenia roztworu do odlewania, wzglednie in¬ na ciecz nie rozpuszczajaca. Celem traktowania ciecza koagulujaca jest sciecie, wzglednie zzelo- 20 wanie roztworu polimeru, albo, w przypadku gdy odparowanie rozpuszczalnika lekkiego spowodowa¬ lo juz wytworzenie zelu, doprowadzenie tego pro¬ cesu do konca. Zabieg ten prowadzi az do jak najdalej posunietego usuniecia rozpuszczalników ze 25 skoagulowanej blonki. Moze on byc prowadzony metoda nieciagla lub ciagla.Koncowa faza procesu prowadzonego sposobem wedlug wynalazku polega na suszeniu blonki. Ope¬ racja ta moze byc przeprowadzana w temperatu- u rze otoczenia lub w temperaturze podwyzszonej, lecz zwlaszcza nie wyzszej od 100°C. Czas susze¬ nia zalezy od rodzaju cieczy koagulacyjnej oraz od rodzaju uzytych rozpuszczalników i cieczy nie rozpuszczajacych. Zazwyczaj trwa ono do calko- 35 witego usuniecia jeszcze obecnych cieczy.Blony wedlug wynalazku moga byc wzmacnia¬ ne watkiem takim jak tkanina, np. tkanina polia¬ midowa lub poliestrowa, lub dzianina z wlókien naturalnych lub syntetycznych. Blony takie moz- 40 na wytwarzac sposobem opisanym wyzej dla blon bezwatkowych, z ta róznica, ze odlewania nie do¬ konuje sie bezposrednio na podloze, lecz na na¬ niesiony na podlozu watek.Blony wedlug wynalazku wykazuja bardzo do- « bre wlasciwosci mechaniczne, wysoka przepu¬ szczalnosc i doskonala selektywnosc w odniesieniu do gazów i par. Przy stosunkowo duzej grubosci calkowitej, blony te sa gietkie i bardzo wygodne do manipulacji, dzieki czemu zginanie i napreza- & nie mechaniczne w czasie eksploatacji w urzadze¬ niach do rozdzielania przy wykorzystaniu zjawi¬ ska pólprzepuszczalnosci oraz w urzadzeniach do odparowywania przez przegrode pólprzepuszczalna, nie wplywaja na pogorszenie ich jakosci. Bardzo ju mala grubosc zwartej warstwy nadaje blonom wedlug wynalazku wysoka przepuszczalnosc, nie¬ mozliwa do osiagniecia w blonach krzemoorganicz- nych wytwarzanych dotychczas znanymi sposoba¬ mi. 60 Dzieki swym wlasciwosciom blony wedlug wy¬ nalazku moga z powodzeniem znajdowac rózne za¬ stosowania jako selektywne mebrany dla gazów i par.Blony wedlug wynalazku nadaja sie zwlaszcza ^ do wzbogacania w co najmniej jeden gaz miesza¬ nin zlozonych z co najmniej dwóch gazów takich jak tlen, azot, wodór, gaz weglowy (COj), hel, me¬ tan, tlenek wegla. Ujmujac dokladniej, blony te moga byc oznaczane do wzbogacania powietrza w tlen dla róznego rodzaju zastosowan, np. jako gazu do zasilania wielkich pieców, gazu do zasto¬ sowan medycznych, do wyodrebniania helu z ga¬ zów naturalnych, np. mieszanin helu i powietrza, do odzysku helu zmieszanego z powietrzem w ba¬ lonach, np. balonach sondach, sterowcach, do wy¬ odrebniania helu z mieszanin z tlenem i gazem weglowym, np. mieszanin gazowych wydychanych przez nurków lub osób przebywajacych w kabi¬ nach kosmicznych, do wyodrebniania azotu z mie¬ szanin z wodorem, np. z pluczek uwodorniajacych, do wyodrebniania mieszaniny wodoru i metanu z gazu krakowego, do oczyszczania powietrza za¬ nieczyszczonego tlenkiem wegla.Wynalazek ilustruja nastepujace przyklady.Przyklad I. Wytwarzanie poliwinylotrójme- tylosilanu.Wmylotrójmetylosilan destyluje sie w tempera¬ turze otoczenia pod cisnieniem 10-* mm Hg; de¬ stylat zbiera sie do ampulki oziebionej cieklym azotem. Do ampulki wprowadza sie roztwór ka¬ talizatora, ampulke zatapia i pozostawia umozli¬ wiajac dalszy postep polimeryzacji najpierw w temperaturze pokojowej a nastepnie w tempe¬ raturze 35°C. Jako katalizator stosuje sie butyjo- litu w roztworze cykloheksanowym.Sto&owana ilosc monomeru wynosi 1400 g. Ste¬ zenie monomeru w srodowisku reakcyjnym wyno¬ si 7 moli/]itr, a stezenie katalizatora 1,4 X lQ-» moli/litr. Czas polimeryzacji wynosi 435 godzin. lepkosc zebranych 1070 g polimeru wynosi 148 cms/g w temperaturze 25°C, w roztworze cyklo^ heksanowym.Wytwarzanie blony. 26 g polimeru okreslonego powyzej rozpuszcza sie w temeraturze 23°C, mie¬ szajac w mieszaninie zlozonej z 50 g chlorobenzenu i 58 g dwuchlorometanu. Po calkowitym rozpu¬ szczeniu do roztworu wprowadza sie, mieszajac 32 g izobutanolu.Otrzymany tym sposobem roztwór wylewa sie na plytke szklana w ten sposób, by uzyskac war¬ stwe o grubosci 5QQ mikronów. Plytke- pozostawia sie na przeciag 7 minut na powietrzu w tempera¬ turze pokojowej. W ciagu tego okresu czasu na¬ stepuje wyparowanie 45 g dwuchlorometanu.W miedzyczasie na wolnej powierzchni warstwy polimeru mozna zaobserwowac powstawanie blon¬ ki. Wtedy blonke zanurza sie wraz z podlozem do kapieli metanolowej w temperaturze 23°C. Po uplywie 5 minut plytke wyjmuje sie z kapieli 1 po¬ zostawia na wolnym powietrzu w temperaturze 25°C. ¦ . ** ; Po uplywie 2 godzin blonka nie zawiera juz rozpuszczalnika i/lub cieczy nie rozpuszczajacej.Calkowita grubosc blony wynosi 200 mikronów.Objetosc porów wynosi okolo 52f/# calkowitej obje¬ tosci blony. Na wytworzonej tym sposobem blo¬ nie przeprowadza sie pomiar przepuszczalnosci na¬ stepujacych gazów: O2, Nj, He, Hj, CH4.Dla oznaczenia tej przepuszczalnosci blone za-7 82813 .8 mocowuje sie w komórce pomiarowej; wsparta jest ona na plytce spiekanego metalu, strona przeciw- pradowa blony poddana jest nadcisnieniu a na stronie poza pradowej mierzy sie natezenie prze¬ plywu gazu sledzac przemieszczenia wskaznika rteciowego w wykalibrowanej kapilarze. Powierz¬ chnia stosowanej blony wynosi 12 cm2.Przepuszczalnosc blony dla danego gazu wyraza sie iloscia gazu w centymetrach szesciennych, w normalnej temperaturze i cisnieniu, jaka prze¬ nika przez 1 centymetr kwadratowy powierzchni blony w ciagu 1 sekundy, przy spadku cisnienia miedzy przeciwpradowa i poza pradowa strona blo¬ ny równym 1 cm Hg.Wyniki pomiarów dla blony sa nastepujace: Przepuszczalnosc dla: H2=105X10-*; O2=17X10-»; N2=5,9X10-«; He=70X10-«; CH4=13,5 cmtycm* sek. cm Hg.Dla tlenu przepuszczalnosc homogenicznej blony poliwinylotrójmetylosilanowej o 1 cm grubosci wy¬ nosi 4,5X10-*; skad wynika, ze srednia grubosc zwartej warstewki w blonie opisanej powyzej wy¬ nosi 2,6 mikrfcria, gd#z przepuszczalnosc blony jest odwrotnie proporcjonalna do jej grubosci.Przyjmujac za kryterium odniesienia przepusz¬ czalnosc 'dla tlenu* przepuszczalnosc taka odpowia¬ dalaby przepuszczalnosci klasycznej membrany o grubosci okolo 35 mikronów, wytworzonej np. sposobem opisanym we francuskim opisie patento¬ wym nr 1379 288 z elastomeru polisiloksanowego zawierajacego podstawniki organiczne.Przyki ad II. Blone sporzadza sie sposobem opisanym w przykladzie I, lecz ograniczajac czas odparowywania lekkiego rozpuszczalnika (dwuchlo¬ rometanu) dó 1 minuty. Ilosc odparowywanego dwuchlotometanu wynosi okolo 30 g. Grubosc blo¬ ny wynosi 170 mikronów. Objetosc porów wynosi 63% calkowitej objetosci blony. Jej przepuszczal¬ nosc dla tlenu wynosi 172X10"* cmtycm2 sek. cm Hg, a przepuszczalnosc dla azotu wynosi 62X10-*.Wartosc przepuszczalnosci dla tlenu prowadzi do wniosku, ze srednia grubosc warstwy zwartej wy¬ nosi 0,26 mikrona. Taka przepuszczalnocc mialaby blona z elastomeru polisiloksanowego zawierajace¬ go podstawniki organiczne o grubosci 3,5 mikrona.Przyklad III. Wytwarzanie kopolimeru winy- lotrójmetylosllanu i winylodwumetylopropylosilanu.Zachowujac technike opisana w przykladzie I przeprowadza sie proces w nastepujacych warun¬ kach: ilosc uzytych monometrów: (CH)3 SiCH = CH2 = = 135 g; (CH3)2 (CH3 CH2 CH2) Si CH=CH2=15 g; stezenie monomerów w srodowisku reakcyjnym: — (CH3)3 Si CH=CH2=6,3 moli/litr; — (CH3)2 (CH3 CH2 CH2) Si CH=CH2=0,55 moli/litr; stezenie ka¬ talizatora: 2,7X10-8 moli/litr; czas polimeryzacji: 500 godzin. Otrzymuje sie 110 g kopolimeru, którego lepkosc istotna zmierzona w sposób opisany w przy¬ kladzie I wynosi 170 cm3/g.Wytwarzanie blony. 20 g polimeru opisanego po¬ wyzej rozpuszcza sie w mieszaninie zlozonej z 50 g chlorobenzenu i 58 g dwuchlorometanu. Po rozpu¬ szczeniu dodaje sie 32 g izobutanolu, mieszajac.Otrzymany roztwór wylewa sie na powierzchnie lodu, w warstwie o grubosci okolo 500 mikronów.Warstwe pozostawia sie na przeciag 1 minuty na powietrzu o temperaturze 23°C. W ciagu tego okresu wyparowuje okolo 28 g dwuchlorometanu.Nastepnie warstewke spoczywajaca na podlozu za- 5 nurza sie na przeciag 5 minut w kapieli metano¬ lowej o temperaturze 23°C. Nastepnie blone suszy sie na wolnym powietrzu w ciagu 2 godzin w tem¬ peraturze 23°C. Calkowita grubosc blony wynosi 160 mikronów. Objetosc martwa wynosi okolo 61*/o. io Pomiar przepuszczalnosci gazów wykonany spo¬ sobem opisanym w przykladzie I prowadzi do na¬ stepujacych wyników: C02 :1005 X 10-*; 02 : 480 X X 10-«; N2: 150X10-6; He : 1590X10-*; CH4 : 319 X X10"6 (cm3/cm2 sek. cm Hg). 15 W oparciu o wynik pomiaru przepuszczalnosci tlenu membrany homogenicznej o 1 cm grubosci, wytworzonej z tego samega kopolimeru, równy 4,5X X10~9 cms/cm2 sek. cm Hg mozna wysnuc wniosek, ze grubosc warstwy zwartej w membranie opisa- 20 nej powyzej wynosi okolo 0,095 mikrona. Analogi¬ czna przepuszczalnosc dla tlenu mialaby blona z po- lisiloksanu podstawionego rodnikami organicznymi, majaca grubosc 1,25 mikrona.Przyklad IV. Kopolimer winylotrójmetylo- 25 silanu wytwarza sie, postepujac w sposób opisany w przykladzie I, z ta róznica, ze stosuje sie inny rodzaj i inny sposób wprowadzania katalizatora; uzyty katalizator, w postaci metalicznego litu wpro¬ wadza sie do ampulki przed polimerem.Warunki robocze sa przy tym nastepujace: ilosc uzytego monomeru 300 g, ilosc katalizatora: 0,12 g zawiesiny silnie rozdrobnionego litu w stalym we¬ glowodorze, o stezeniu 9°/o wagowych, stezenie mo¬ nomeru w srodowisku reakcyjnym: 7 moli/litr; stezenie katalizatora w srodowisku reakcyjnym: 3,5X10~S moli/litr; czas polimeryzacji: 250 godzin.Uzyskuje sie 120 g polimeru o lepkosci istotnej 150 cm3/g w temperaturze 25°C, dla roztworu w cy- kloheksanonie. 40 100 g powyzszego polimeru rozpuszcza sie w mie¬ szaninie zawierajacej: 300 g dwuchlorometanu i 250 g chlorobenzenu. Po rozpuszczeniu, do roz¬ tworu dodaje sie wsród mieszania 160 g izobu- ^ tanolu. Nastepnie roztwór wylewa sie przez piono¬ wa filiere na beben odbierajacy. Filiera umieszczo¬ na jest na wysokosci 0,33 mm ponad powierzchnia bebna. Przy dostepie powietrza do roztworu, na po¬ wierzchni bebna wytwarza sie zwarta warstewka.^ Predkosc obrotów bebna dobiera sie tak. by czas przebywania roztworu na powietrzu wynosil 73 se¬ kundy. Czesciowo zzelowana blonka przenoszona jest przez obracajacy sie beben do kapieli metano¬ lowej. Czas przebywania w tej kapieli wynosi 10 -gj minut. Nastepnie blonka przechodzi przez zestaw rolek w temperaturze 30°C, gdzie nastepuje cal¬ kowite wysuszenie. Calkowita grubosc blony wy¬ nosi 190—210 mikronów.Objetosc martwa wynosi 67% calkowitej obje- 60 tosci blony.Wartosci przepuszczalnosci tej blony dla róznych gazów sa nastepujace: 02 — 21.10-*; N2 5,5.10~*; CH4 — 14.10"8; H2 — 105.10-*; He — 73 X 10"*; CO — 6,5.10-* cm3/cm2 sek. 1 cm Hg. 65 z pomiaru przepuszczalnosci dla tlenu wynika,82813 9 ze grubosc zwartej warstwy tej membrany wynosi 2,1 mikrona.Przyklad V. Próby wzbogacania powietrza w tlen przeprowadza sie w naczyniu analogicznym do opisanego w przykladzie I, a rózniacym sie od 5 niego wielkoscia powierzchni blony, wynoszaca 500 cm2. W doswiadczeniach stosuje sie blone opisana w przykladzie IV. Powietrze doplywajace do na¬ czynia pomiarowego zawiera 21% objqtcc?iowych tlenu i 78%azotu. io Po stronie przeciwpradowej blony ustala 3I3 cyr¬ kulacja powietrza, przy czym mozliwe jest doko¬ nywanie zmian natezenia przeplywu gr.zu cho¬ dzacego.W tablicy 1 zamieszczono dane ujmujace: 15 cisnienie powietrza wprowadzanego do urzadzenia, natezenie przeplywu gazu przepuszczonego, które jest 100 razy mniejsze od natezenia przeplywu ga¬ zu uchodzacego. Ma to na celu utrzymanie st ilosci skladu gazu doplywajacego. (Sposób 1): 20 zawartosc tlenu w gazie przepuszczonym przez blone; natezenie przeplywu gazu przepuszczonego przez blone wyrazone w l/h/500 cm2 powierzchni blony, przy pomiarze pod cisnieniem atmosferycznym. 25 Operacje przeprowadza sie w temperaturze 23°C, zaznaczone wartosci cisnien okreslaja cisnienie ab¬ solutne.Tablica.1 30 35 40 45 10 Cisnienie powietrza (bary) 5 7 1 9 11 21 31 Gaz przepuszczony przez blone zawartosc tlenu % 38 41,5 43,5 45 45 45 natezenie przeplywu (l/h/500 cm2) 5 8,80 12 15 30 42 | zenia przeplywu gazu uchodzacego (Sposób 2).W tym przypadku nastepuje zubozenie gazu cyr¬ kulujacego po przeciwpradowej stronie blony w tlen.Przyklad VI. Sposób przeprowadzania do¬ swiadczenia jest analogiczny jak w przykladzie V (sposób 1). Cisnienie absolutne na wejsciu wyno¬ si 6 barów, stosowane wartosci temperatur wyno¬ sza 25 i 60°C (jest to temperatura urzadzenia i ga¬ zu).Uzyskuje sie nastepujace rezultaty: natezenie przeplywu gazu przepuszczonego: w temperaturze 25°C — 5 l/h/500 cm2, w temperaturze 60°C — 10,5 l/h/500 cm2; zawartosc tlenu w gazie przepu¬ szczonym przez blone — w temperaturze 25°C — 40%; w temperaturze 60°C — 39%.Przyklad VII. Dla uzyskania powietrza dla bardzo zwiekszonej zawartosci tlenu stosuje sie naczynie o powierzchni blony 500 cm2, wedlug przykladu V, sprzezone z drugim naczyniem blony 100 cm2.W zamieszczonej nizej tablicy zestawiono dane oraz wyniki trzech doswiadczen, zmieniano jedynie cisnienie na wejsciu drugiego naczynia, zmienia¬ jac natezenie przeplywu gazu uchodzacego tego naczynia.Tablica 2 W tablicy 2 zamieszczono wyniki uzyskane w ta¬ kiej samej aparaturze pomiarowej, dla cisnienia wynoszacego 11 barów oraz dla zmiennego nate- Cisnienie powie¬ trza (bary) 11 11 11 11 11 11 11 1 " 1 Gaz doplywajacy zawar¬ tosc tlenu 21 20 18,5 16 12,5 9,8 5 3,5 natezenie przeplywu gazu ucho¬ dzacego (l/h/500 cm2) 600 300 120 60 30 15 5,4 3 Gaz przepuszczany przez zawar¬ tosc tlenu 44,5 43,5 42 40 37 33 28 26 Dlone nateze¬ nie prze¬ plywu (l/h/500) 13 13 13 13 13 12,6 11,3 10,4 Tablica 3 Naczynie 1 cisnienie na wlocie (bary) 50 50 50 natezenie przeplywu gazu uchodza¬ cego (l/h/500 cm2) 1800 1800 1800 natezenie przeplywu (l/h/500 cm2) 39 32,5 28 zawartosc tlenu % 37 37 36 Naczynie 2 cisnienie na wlocie 3 5,5 7,4 natezenie przeplywu gazu uchodza¬ cego (l/h/100 cm2) 156 115 89 natezenie przeplywu tlenu ;i/h/100 cm2) 0,12 0,3 0,5 zawartosc cm2) (%) 52 62 60 * Cisnienie na wlocie naczynia 2 jest równe cisnieniu na wylocie naczynia 1.11 82813 Tablica 4 12 Gaz wejsciowy cisnie¬ nie (bary) 21 21 21 21 16 1 13 natezenie przeplywu (l/h/500 cm2) 66 108 200 333 237 220 ! zawartosc j wodoru 80 80 80 85 84,7 84,7 gaz uchodzacy natezenie przeplywu (l/h/500 cm2) 22 36 65 113 72 I 110 % H2 74,5 69,5 64 81 69,5 77,7 Gaz przepuszczony I cisnienie (bary) 16 11 6 3 3 3 natezenie przeplywu (l/h/500 cm2) 44 72 134 220 165 110 zawartosc wodoru °/o 89,5 90,5 92,5 92,5 95,8 96,8 Przyklad VIII. Dla wzbogacenia mieszaniny wodoru z azotem w wodór stosuje sie naczynie o powierzchni blony 500 cm2.W zamieszczonej nizej tablicy zestawiono rezul¬ taty 6 doswiadczen, w czasie których dokonywano zmian niektórych parametrów.Temperatura w czasie prób wynosila —13°C. PL PL PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Mambrana pólprzepuszczalna z poliwinylosila- nu o czlonach przedstawionych wzorem na rysun¬ ku, w którym Ri, R2 i R3, jednakowe lub rózne oznaczaja atom wodoru, rodnik alkilowy* cyklo- alkilowy lub arylowy, znamienna tym, ze sklada sie z warstwy zwartej o przecietnej grubosci 0,01 — 10 /i i warstwy porowatej o porach otwar¬ tych, których grubosc nie przekracza wartosci 500 20 25 30 fi i korzystnie miesci sie w obszarze 80 — 250 tu, przy czym objetosc porów stanowi 20 — 80°/o ob¬ jetosci membrany.

2. Sposób wytwarzania membrany pólprzepu- szczalnej z poliwinylosilanu skladajacego sie z wielu czlonów przedstawionych wzorem na ry¬ sunku, w którym Rj, R2 i R3, jednakowe lub róz¬ ne, oznaczaja rodnik alkilowy, cykloalkilowy lub arylowy. znamienny tym, ze rozpuszcza sie wyzej okreslony polimer w trójskladnikowej mieszani¬ nie, skladajacej sie z 2 rozpuszczalników polimeru rózniacych sie temperatura wrzenia przynajmniej o 30°C i cieczy nierozpuszczajacej polimeru o tem¬ peraturze wrzenia wyzszej od temperatury wrze¬ nia rozpuszczalnika bardziej lotnego, a nastepnie wylewa rztwór na podloze tymczasowe, usuwa bardziej lotny rozpuszczalnik, po czym uzyskana warstewke traktuje ciecza nie rozpuszczajaca po¬ limeru i suszy. -CH2- CH R3- Si - Ri Errata W tablicy 3, w rubryce przedostatniej, jest: natezenie powinno byc: natezenie przeplywu przeplywu tlenu (l/h/100 cm2) (l/h/100 cm2) w rubryce ostatniej jest: zawartosc cm2) % DN-3, z. 597/76 powinno byc: zawartosc tlenu (%) Cena 10 zl PL PL PL PL PL