RU1782977C

RU1782977C - Process for producing humidity-sensing membrane

Info

Publication number: RU1782977C
Application number: SU904844878A
Authority: RU
Inventors: Татьяна Геннадиевна Лазарева; Ремма Николаевна Свиридова; Ирина Александровна Петрович; Игорь Фатихович Алимов; Игорь Николаевич Ермоленко
Original assignee: Институт общей и неорганической химии АН БССР
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-12-23

Abstract

Использование: в приборах дл определени содержани паров воды в газовых смес х Сущность изобретени формируют пленку поливом раствора смеси поливинилового спирта и полимерной добавки на стекло. Пленку сушат и отдел ют от стекла Затем обрабатывают парами воды с относительной упругостью 50-93% и сушат или обрабатывают УФ-излучением с дозой Usage: in devices for determining the vapor content of water in gas mixtures. SUBSTANCE: invention forms a film by pouring a solution of a mixture of polyvinyl alcohol and a polymer additive onto glass. The film is dried and separated from glass. Then it is treated with water vapor with a relative elasticity of 50-93% and dried or treated with UV radiation with a dose

Description

(Л(L

СWITH

Изобретение относитс к области мем-- бранной технологии, в частности к мембранам , чувствительным к парам воды, и может быть использовано в качестве датчика влажности .The invention relates to the field of membrane technology, in particular to membranes sensitive to water vapor, and can be used as a humidity sensor.

Известен способ получени мембраны на основе поливинилового спирта путем полива его водного раствора, сушки на воздухе и термообработки при температуре 150-250°С в течение 10-30 мин Пленка- мембрана используетс в качестве датчика влажности, причем контролем влажности служит либо изменение геометрических размеров пленки, либо изменение электрофизических саойст а, в частности электропроводности .A known method of producing a membrane based on polyvinyl alcohol by watering its aqueous solution, drying in air and heat treatment at a temperature of 150-250 ° C for 10-30 minutes Film-membrane is used as a humidity sensor, and humidity control is either a change in the geometric dimensions of the film or a change in electrophysical properties, in particular, electrical conductivity.

Наиболее близ им по технической сущности вл ете способ получени мембраны на основе композиции поливинилового спирта и полимерной добавки, заключающийс в получении омеси растворов поливинилового спирта и добавки, формовании пленки путем полива и сушкиThe closest to them in technical essence is the method of producing a membrane based on the composition of polyvinyl alcohol and a polymer additive, which consists in obtaining a mixture of solutions of polyvinyl alcohol and additives, forming a film by watering and drying

В качестве добаеки используетс по лиакрилова Однако чувствительность датчиков подобного типа недостаточна дл вы влени , в частности, малыхynpyrocTev1 вод ного пара.Polyacrylate is used as an aid. However, the sensitivity of sensors of this type is insufficient to detect, in particular, small ynpyrocTev1 water vapor.

Целью данного изобретени вл етс повышение чувствительности и мембраны на основе композиции поливинилового спирта и поликийюты к парам водыThe aim of the present invention is to increase the sensitivity and membranes based on the composition of polyvinyl alcohol and polyquinute to water vapor

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе, заключающемс в получении смеси растворов полимеров поливинилового спирта и полимерной добавки, формовании пленки путем полипа и сушки, мембрану дополнительно активиэуют вод ным паром до равновесного влагосодержани при упругости пара 50-93% с последующей десорбцией и сушкой над осушителем или активируют УФ-излучрнием с дозой (0 72- 2,6) 1020 квант/см2.The goal is achieved in that in the method consisting in obtaining a mixture of solutions of polyvinyl alcohol polymers and a polymer additive, forming a film by polyp and drying, the membrane is additionally activated with water vapor until the moisture content is equilibrium at a steam elasticity of 50-93%, followed by desorption and drying over dehumidifier or activate UV radiation with a dose of (0 72-2.6) 1020 quantum / cm2.

го ю VJ VIth go vj vi

Следующие примеры илпюстрируют изобретениеThe following examples illustrate the invention.

Пример 1. Смешивают 0.3 мл 5% раствора карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) ММ/СП 75/250 (степень полимеризации 230, содержание NaCI 0,84%) и 9,7 мл 5%- ного раствора поливинилового спирта (ПВС, ГОСТ 10779- 78) марки 16/1Example 1. Mix 0.3 ml of 5% solution of carboxymethyl cellulose (CMC) MM / SP 75/250 (degree of polymerization 230, the content of NaCl 0.84%) and 9.7 ml of 5% solution of polyvinyl alcohol (PVA, GOST 10779-78 ) marks 16/1

Раствор наливают на стекло и сушат. Мембрану отдел ют от стекла и досушивают в эксикаторе.The solution is poured onto glass and dried. The membrane is separated from the glass and dried in a desiccator.

Примеры 2-5 выполн ютс аналогично примеру 1, при этом смешивают 0.6, 0,7,1,0 и 1,6 мл 5% раствора КМЦ и соответственно 9,4; 9,3 9.0 и 8.4 мл 5% раствора ПВС.Examples 2-5 are carried out analogously to example 1, wherein 0.6, 0.7.1.0 and 1.6 ml of a 5% CMC solution and 9.4, respectively, are mixed; 9.3 9.0 and 8.4 ml of 5% PVA solution.

Чувствительность мембран к парам воды определ ли по их относительному удлинению -- где Д I h - I. li и I - длинаThe sensitivity of the membranes to water vapor was determined by their relative elongation - where D I h - I. li and I - length

образца до и после сорбции паров воды, определ ема катетометром. Результаты испытаний приведены в табл.1.sample before and after sorption of water vapor, determined by a catheter. The test results are shown in table 1.

Примеры 6-10. Мембраны, полученные в примерах 1-5 (соответственно), обрабатывали вод ным паром с относительной упругостью 93% до достижени насыщени , затем сушили и испытывали, как в примерах 1-5. Результаты приведены в табл.2.Examples 6-10. The membranes obtained in Examples 1-5 (respectively) were steam treated with a relative elasticity of 93% until saturation was reached, then dried and tested as in Examples 1-5. The results are shown in table.2.

Примеры 11-14. Мембраны, полученные в примерах 2-5, соответственно, испытывали при относительной упругости пара 93%. Результаты приведены в табл.3.Examples 11-14. The membranes obtained in examples 2-5, respectively, were tested at a relative vapor pressure of 93%. The results are shown in table.3.

Примеры 15-18, Мембраны, полученные в примерах 7-10, соответственно, испытывали при относительной упругости пара 93%. Данные в табл.4.Examples 15-18, Membranes obtained in examples 7-10, respectively, were tested with a relative vapor pressure of 93%. The data in table 4.

Пример 19 -23. Мембрану получают как в примерах 1-5 при соотношении компонентов КМЦ-7,4%, ПВС-остальное. Мембрану обрабатывают вод ным паром с упругостью 40, 50, 60, 93% и сушат. Определ ют кинетику сорбции обработанных и не- обработанных мембран. Результаты испытаний приведены в табл.5.Example 19-23. The membrane is obtained as in examples 1-5 with a ratio of CMC components of 7.4%, the rest of PVA. The membrane is treated with water vapor with an elasticity of 40, 50, 60, 93% and dried. The sorption kinetics of the treated and untreated membranes are determined. The test results are shown in table.5.

Примеры 24-25. Получают мембраны как в примерах 1-5 при содержании КМЦ 2% (пример 24( и 16% (пример 25) Но мембраны подвергают действию УФ-излучени ,Examples 24-25. Get membranes as in examples 1-5 with a CMC content of 2% (example 24 (and 16% (example 25) But the membranes are exposed to UV radiation,

после чего испьпыаают. Результаты испытаний приведены в табл 6.after which they are used up. The test results are shown in table 6.

Пример 26. Смешивают 2 мл 5%-ного раствора полиметакриловой кислоты (ПМК)Example 26. Mix 2 ml of a 5% solution of polymethacrylic acid (PMA)

и 8 ил 5%-ного раствора ПВС, поливают раствор на стекл нную подложку, сушат. Обрабатывают УФ-излучением с дозой 3,6 1019 - З.бИО20 квант/см2. Результаты испытаний по сорбции паров воды представлены в табл.6.and 8 yl of a 5% PVA solution, pour the solution onto a glass substrate, and dry. It is treated with UV radiation with a dose of 3.6 1019 - Z. BIO20 quantum / cm2. The test results for the sorption of water vapor are presented in table.6.

Примеры 27-28 Получают мембраны поливом смешанного раствора ПВС и крем- невольфрамовой кислоты (КВК) ТУ 6-09- 3942-75, соотношение КВК:ПВС 25:75 (поExamples 27-28 Get the membrane by irrigation of a mixed solution of PVA and silicotungsten acid (KVK) TU 6-09- 3942-75, the ratio of KVK: PVA 25:75 (by

массе, пример 27) или 40:60 (пример 28).mass, example 27) or 40:60 (example 28).

Мембраны обрабатывают вод ным паром с упругостью 93% и высушивают. Свойства обработанных и необработанных мембран приведены в таблицах 7,8.The membranes are treated with water vapor with an elasticity of 93% and dried. The properties of the treated and untreated membranes are shown in tables 7.8.

П р и м е р 29 (сравнительный). Смешивают 2 мл 5% раствора полиметакриловой кислоты (ПМК) и 8 мл 5% раствора ПВС, наливают раствор на стекл нную подложку, сушат и отдел ют от стекла. Результаты испытаний по сорбции вод ного пара приведены в табл.9.PRI me R 29 (comparative). 2 ml of a 5% solution of polymethacrylic acid (PMA) and 8 ml of a 5% solution of PVA are mixed, the solution is poured onto a glass substrate, dried and separated from glass. The test results for water sorption are given in table 9.

Пример 30. Мембрану, полученную в примере.29, обрабатывают вод ным г аром с упругостью 93% и сушат Результаты испытаний по сорбции паров воды приведены в табл. 9.Example 30. The membrane obtained in Example 29 is treated with water g aroma with an elasticity of 93% and dried. The test results for sorption of water vapor are given in table. 9.

Пример 26. Мембрану, полученную в примере 29, обрабатывают УФ-излучением сдозойЗ,6 1019-3,6 1020квант/см. Результаты испытаний по сорбции паров воды приведены в табл. 6.Example 26. The membrane obtained in example 29 is treated with UV radiation with a dose of 6 1019-3.6 1020 quantum / cm. The test results for the sorption of water vapor are given in table. 6.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing a moisture sensor membrane by polysizing a mixture of aqueous solutions of polyvinyl alcohol and a polymer additive onto a substrate, an eye, and separating the resulting substrate film, a tool and so that, in order to increase the sensitivity of the membrane to the vapor,

the film is additionally treated with water vapor at a relative elasticity of 50-93% until equilibrium moisture absorption is reached, after which it is dried or treated with UV radiation at a dose of (0.722 .6) 1 about 20 quantum / cm2.

sorption of water vapor by film samples based on polyvinyl and water-soluble carboxymethyl cellulose at a relative elasticity of water vapor of 52%, estimated at

41 elongation

L - Table 2

The kinetics of sorption of water vapor by film samples based on polyvinyl alcohol and water-soluble carboxymethypecell oea with a relative elasticity of water vapor of 524 after their activation with water vapor at P / P „93%, estimated by the relative elongation

Table)

The kinetics of sorption of water peers by film samples based on polyvinyl alcohol and water soluble carvage and cellulose with a relative elasticity of the water pen of 93%

f receiver

11 12 13

and

Content

| Serge-I Sorption time, h

KSC, - --. ----. ------- .- ™ ..--., T - „..„ „....„ „.. ..„ -..-.- ..- .. „„

JL-J Li ± l2 ± lxJZI

6.0 - 7.0 - 8.5 8.9 - lO.B-- 10.6-10, in the - 8th

7.03.5 5.4 6.8 - 8.9 -8.83.3 -9.2- - 9.9.7

H, 0 - 5.6 - 7.5 7.7 - 10.210.2 - 10.7-10.7 - 11.212

16.0 - 7.7 - 10 10.4 - J.5-15.3 -15.3 1616

Table 1

The kinetics of sorption of water PSZ by film samples based on polyvinyl alcohol and water-soluble carboisimethyl cellulose at a relative elasticity of water vapor 93, estimated by the relative elongation after their activation with water vapor at P / P0 100 98 and desorption

V appendix - Content I CCC,

Table5

The effect of water vapor elasticity upon activation of a membrane based on polyvinyl lithium and carboxymethyl cellulose (CMC content of 7.4 wt.%) On the kinetics of sorption of water vapor on it at f / F 33

Tableb

Kinetics of sorption of water vapor during vapor elasticity 93 film samples based on polyvinyl alcohol and carboxymethyl cellulose are inactive and also activated by UV radiation

Table 1

Sorption time, and

Table 7

Kinetics of sorption of water vapor by film films based on polyvinyl alcohol and silico-aphranic acid at relative elasticity of water vapor 93 (activation energy) & 1 %

& R

becoming

e. VK

Sorption time, c

0.5

IiIIZIL3ininilTii.

25

1) 0

7

eleven

8 8.6 13.15 15

9.8 17.5

9.8 18.1

10

18, “I

U, 7 19.5

11.6 19.6

Table

dehumidifier during AND day (-j-, 0 tocTaTfВрвм., g

UNIT .I -I-3- -J ---- i ---- 25W T 15. 17.2 - 9.5 9.5 --19.8

W19 20.3 21.8 -2.8 -2.7 2.9 rt, 9

. “-“ .- “„ ““ ---- - - “sSESTr ES-FSS;

rugi vodi „opivinyl alcohol - rest

Sorption time, h

1f PRI-1CH ™ - r ...- g -... - --- measure 1 EX1b1 - -

TsI I lli 05 bift 2.0 - 2, 2.5 - - 2.5

(Comparative -. 0.6 - - 1.0 - M - 3.5 3 ,. - ZL 3 ,. - 3.7 3.7 3.6