RU2056917C1 - Способ изготовления трековых мембран - Google Patents
Способ изготовления трековых мембран Download PDFInfo
- Publication number
- RU2056917C1 RU2056917C1 SU5047132A RU2056917C1 RU 2056917 C1 RU2056917 C1 RU 2056917C1 SU 5047132 A SU5047132 A SU 5047132A RU 2056917 C1 RU2056917 C1 RU 2056917C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- etching
- film
- membrane
- tracks
- water
- Prior art date
Links
Abstract
Использование: производство мембранных фильтрующих материалов. Сущность изобретения: исходную полиэтилентерефталатную пленку облучают высокоэнергитическими ионами тяжелых металлов. Проводят сенсибилизацию треков ультрафиолетовым светом. Затем осуществляют травление их раствором неорганического реагента одновременно с воздействием на пленку ультразвуковых колебаний при 60 - 90oС в две стадии. Сначала получают каналы размером 0,3 - 0,5 от требуемого диаметра пор мембраны. Удаляют продукты травления деионизированной водой. Затем - до требуемого диаметра пор. Остатки реагентов нейтрализуют, мембрану промывают водой, стерилизуют анолитом воды с pH менее 5 и сушат.
Description
Изобретение относится к области разделения сред с помощью полупроницаемых мембран, в частности к способу производства тpековых мембpан из полимерных пленок путем облучения их высокоэнергетическими тяжелыми ионами и обработки растворами химических травящих реагентов, и может быть использовано в производстве мембранных фильтрующих материалов.
Возросшие требования к качеству мембран (дисперсия диаметров пор, форма пор, степень чистоты мембран, механическая прочность, фильтрационные характеристики и т.д.) обусловливают особые требования к способу производства трековых мембран, качество которых и определяет эффективность процессов способа. С точки зрения улучшения фильтрационных характеристик уменьшение толщины мембран, а также увеличение их пористости ограничено механической прочностью самого фильтрующего материала. Полимерные трековые мембраны толщиной 20 мкм и более имеют более высокие, по сравнению с тонкими мембранами, прочностные характеристики, что позволяет увеличить пористость мембран, не ухудшая селективности работы фильтра, что в конечном счете приводит к ускорению микро- и ультрафильтрационных процессов с их использованием.
Известен способ получения фильтрующего материала толщиной до 20 мкм с коническими порами, согласно которому пленку облучают заряженными частицами и далее подвергают воздействию травящего реагента и нейтрализатора [1] Несмотря на то, что этот способ позволяет исключить в процессе травления облученных полимерных пленок образование области с минимальным диаметром в центральной части продольного сечения пор, он имеет существенные недостатки. Необходимо дополнительное аппаратурное оформление для поддержания вытравливающего реактива в контакте с одной поверхностью облученной пленки и нейтрализатора или инертную (воздушную) среду в контакте с другой поверхностью; постоянная корректировка концентрации травящего реагента снижает эффективность процесса. Фильтрующие материалы с коническими порами обладают недостаточно высоким качеством и фильтрационными характеристиками.
Известен способ получения асимметричных микропористых мембран, согласно которому исходную мембрану подвергают двойному облучению тяжелыми ионами с последующим травлением после каждого облучения [2] Энергия частиц первого облучения достаточна для частичного проникновения в мембрану. При втором облучении частицы проходят сквозь мембрану. После травления мембрана имеет два вида пор с большим диаметром на одной поверхности и с меньшим на обеих сторонах. Этот способ имеет два недостатка. Во-первых, поры с малым диаметром располагаются хаотично и их количество, проходящее через крупные поры, не превышает пористости на поверхности мембраны, которая ограничена механической прочностью материала мембраны. Вероятность попадания малых пор в большие поры зависит от углов падения пучков облучаемых ионов, которые на каждой стадии облучения должны быть различны. Во-вторых, на второй стадии облучения и травления за счет возможного слияния пор будет наблюдаться уменьшение селективности действия мембраны.
Известен способ производства трековых мембран, содержащий облучение полимерной пленки ускоренными ионами тяжелых элементов, сенсибилизацию треков облучением ультрафиолетовым светом, травление деструктированных треков раствором неорганического реагента, нейтрализацию остатков травителя уксусной кислотой, промывку мембраны дистиллированной водой и сушку горячим воздухом [3]
Недостатком известного способа является невысокая эффективность процесса, обусловленная тем, что продукты травления треков, нейтрализации и промывки не выводятся из процесса, что приводит к росту концентрации загрязнений, снижающих качество мембран и степень их частоты.
Недостатком известного способа является невысокая эффективность процесса, обусловленная тем, что продукты травления треков, нейтрализации и промывки не выводятся из процесса, что приводит к росту концентрации загрязнений, снижающих качество мембран и степень их частоты.
Наиболее близким изобретению является способ изготовления трековых мембран, включающий облучение полиэтилентерефталатной (ТЭТФ) пленки ускоренными высокоэнергетическими ионами тяжелых металлов, сенсибилизацию треков горячим раствором диметилформамида, отмывку пленки водой от раствора сенсибилизатора, травление треков раствором гидроокиси натрия, нейтрализацию травящего реагента раствором уксусной кислоты, отмывку мембраны водой и сушку горячим воздухом [4]
Однако этот способ имеет несколько недостатков. Во-первых, в качестве сенсибилизатора используется одно из наиболее вредных химических веществ, при работе с которым, кроме средств индивидуальной защиты, необходимы специальные меры по обезвреживанию вредных выбросов и промстоков. В качестве раствора нейтрализации также используется экологически вредное вещество уксусная кислота, требующая внедрения значительных дополнительных затрат по охране окружающей природной среды. Во-вторых, не предусмотрена очистка травящего реагента от продуктов деструкции треков пленки. Накопление продуктов и увеличение их концентрации в зоне реакции снижает скорость процесса выщелачивания, что в свою очередь снижает эффективность способа, увеличивает содержание в пленке загрязняющих веществ, а также приводит к появлению дефектов пленки, снижающих ее качество (проколы, прорывы и т.п.). В-третьих, снижение качества мембран обусловлено также отсутствием очистки промывной воды от продуктов реакции, загрязняющих мембрану в процессе ее отмывки. Кроме этого, при использовании мембран в медицинской промышленности качество отмытых мембран может быть недостаточным с точки зрения наличия остаточных форм бактерий и органических веществ.
Однако этот способ имеет несколько недостатков. Во-первых, в качестве сенсибилизатора используется одно из наиболее вредных химических веществ, при работе с которым, кроме средств индивидуальной защиты, необходимы специальные меры по обезвреживанию вредных выбросов и промстоков. В качестве раствора нейтрализации также используется экологически вредное вещество уксусная кислота, требующая внедрения значительных дополнительных затрат по охране окружающей природной среды. Во-вторых, не предусмотрена очистка травящего реагента от продуктов деструкции треков пленки. Накопление продуктов и увеличение их концентрации в зоне реакции снижает скорость процесса выщелачивания, что в свою очередь снижает эффективность способа, увеличивает содержание в пленке загрязняющих веществ, а также приводит к появлению дефектов пленки, снижающих ее качество (проколы, прорывы и т.п.). В-третьих, снижение качества мембран обусловлено также отсутствием очистки промывной воды от продуктов реакции, загрязняющих мембрану в процессе ее отмывки. Кроме этого, при использовании мембран в медицинской промышленности качество отмытых мембран может быть недостаточным с точки зрения наличия остаточных форм бактерий и органических веществ.
Цель изобретения повышение эффективности процесса и качества трековых мембран.
Цель достигается тем, что в предлагаемом способе после сенсибилизации облученной ПЭТФ-пленки осуществляют травление активированных треков до образования каналов размером 0,3-0,5 от требуемого диаметра пор, удаляют продукты травления из каналов пор воздействием деионизованной воды, а затем осуществляют радиальное травление внутренней поверхности каналов до требуемого диаметра пор мембраны, а перед сушкой мембраны осуществляют ее стерилизацию анолитом воды с водородным показателем менее 5. Травление и удаление продуктов осуществляют одновременно с воздействием на пленку ультразвуковых колебаний при 60-90оС.
П р и м е р 1. Полиэтилентерефталатную пленку толщиной 23 мкм облучают ускоренными ионами криптона с интенсивностью облучения 108 ионов см2. Далее полимерную пленку подвергают сенсибилизации путем воздействия ультрафиолетового излучения с длиной волны 300 нм и интенсивностью потока 1016 см-2·с-1.
Для получения мембраны с диаметром пор 0,7 мкм облученную пленку обрабатывают в травильном растворе NaOH концентрации 3,3 N при 76оС в течение 4 мин. При травлении пленку подвергают воздействию ультразвуковых колебаний частотой 18 кГц, генерируемых магнитостриктерами. После травления диаметр канала пор, измеренный по фотографиям с электронного микроскопа ISM, составил 0,28-0,3 мкм. Затем пленку выдерживают в деионизованной воде марки А ОСТ 11.029.003-80 при 76оС в течение 5 мин при воздействии ультразвуковых колебаний частотой 18 кГц, генерируемых магнитостриктерами. После этого пленку подвергают повторному травлению гидроокисью натрия концентрации 3,3 N при 76оС в течение 5 мин. После травления пленку тщательно отмывают деионизованной водой марки А при 25оС. В результате были получены мембраны с цилиндрическими порами диаметром 0,70-0,71 мкм.
Далее отмытую мембрану выдерживают в анолите воды с водородным показателем 4, 5, обладающем биоцидными свойствами, в течение 45 мин при 30оС, а затем высушивают горячим воздухом с температурой 55оС. После выдержки мембран в анолите и сушки оценивалось качество стерилизации мембран путем анализа водной вытяжки при кипячении мембран на содержание органических веществ и колоний микроорганизмов. Количество органических веществ в исследуемой пробе составило менее 0,1 мг/л, колоний микроорганизмов не обнаружено.
П р и м е р 2. Полиэтилентерефталатную пленку толщиной 23 мкм облучают тяжелыми ионами и ультрафиолетовым светом в соответствии с режимами, указанными в примере 1. Для получения мембран с диаметром пор 0,2 мкм облученную пленку обрабатывают в растворе NaOH концентрации 3,3 N при 74оС в течение 1,5 мин при воздействии ультразвуковых колебаний в соответствии с примером 1.
После травления диаметр канала пор, измеренный по фотографиям с электронного микроскопа, составил 0,1 мкм. После этого пленку выдерживают в деионизованной воде марки А при температуре 74оС в течение 3 мин при воздействии ультразвуковых колебаний согласно примеру 1. Далее пленку повторно обрабатывают в растворе NaOH концентрации 3,3 N при температуре 74оС в течение 2,5 мин и тщательно отмывают деионизованной водой марки А при 25оС. В результате были получены мембраны с цилиндрическими порами, измеренными по фотографиям с электронного микроскопа JSM, диаметром 0,20-0,21 мкм.
Затем отмытую мембрану выдерживают в анолите воды с водородным показателем 4,2 в течение 40 мин при 30оС и высушивают горячим воздухом с температурой 55оС.
После сушки мембран оценивалось качество их стерилизации путем анализа водной вытяжки при кипячении мембран на содержание органических веществ и колоний микроорганизмов. Количество органических веществ в исследуемой пробе составило мене 0,1 мг/л, колоний микроорганизмов не обнаружено.
Claims (1)
- СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРЕКОВЫХ МЕМБРАН облучением полиэтилентерефталатной пленки высокоэнергетическими ионами тяжелых металлов, сенсибилизацией треков, травлением их раствором неорганического реагента, нейтрализацией остатков реагента, промывкой водой и сушкой, отличающийся тем, что сенсибилизацию треков осуществляют ультрафиолетовым светом, травление проводят одновременно с воздействием на пленку ультразвуковых колебаний при 60 - 90 С в две стадии - сначала до образования каналов размером 0,3 - 0,5 требуемого диаметра пор мембраны, а затем после удаления продуктов травления деионизированной водой - до требуемого диаметра пор, перед сушкой пленку стерилизуют анолитом воды с рН < 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5047132 RU2056917C1 (ru) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Способ изготовления трековых мембран |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5047132 RU2056917C1 (ru) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Способ изготовления трековых мембран |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2056917C1 true RU2056917C1 (ru) | 1996-03-27 |
Family
ID=21606738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5047132 RU2056917C1 (ru) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Способ изготовления трековых мембран |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2056917C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519184C1 (ru) * | 2012-12-24 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НАНО КАСКАД" | Способ изготовления трековой мембраны для фильтрации крови |
RU2637230C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны и устройство для его осуществления |
-
1992
- 1992-06-11 RU SU5047132 patent/RU2056917C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент США N 3770532, кл. B 29C 17/08, 1971. 2. Патент США N 4832997, кл. B 44C 1/22, 1989. 3. Б.В.Мчедлишвили, Г.Н.Флеров. Ядерные фильтры: новый класс микрофильтрационных мембран в прецизионном разделении коллоидных растворов. ЖВХО им.Д.И.Менделеева, 1987, N 6 т.XXXII, с.641-647. 4. Н.В.Luck. production of Particle - Track Membranes by Means of ASMV Tandem Accelerator. J.Nuclear Znstruments and Methods in Physics Research, В 50, 1990, 395-400. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519184C1 (ru) * | 2012-12-24 | 2014-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НАНО КАСКАД" | Способ изготовления трековой мембраны для фильтрации крови |
RU2637230C1 (ru) * | 2016-10-26 | 2017-12-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ формования полимерной трековой мембраны с полостью заданной кривизны и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4863608A (en) | Photocatalytic treatment of water for the preparation of ultra pure water | |
KR20080034964A (ko) | 다공성 트랙 멤브레인의 제조방법 | |
JP6145982B2 (ja) | 複合半透膜の製造方法および複合半透膜 | |
KR20170015140A (ko) | Ptfe 막의 친수화 방법 | |
US6129845A (en) | Catalyst-containing photo-oxidation device, and water treatment system of a semiconductor device fabrication line employing said device | |
RU2056917C1 (ru) | Способ изготовления трековых мембран | |
KR950003170A (ko) | 전자가속기의 전자빔에 의한 폐수처리방법 | |
JP2000051665A (ja) | 脱塩方法 | |
Kravets et al. | Production and properties of polypropylene track membranes | |
FR2803238A1 (fr) | Procede de creation de pores et film microporeux | |
Park et al. | Ultrasonic degradation of endocrine disrupting compounds in seawater and brackish water | |
RU1809777C (ru) | Способ производства трековых мембран | |
RU2220762C1 (ru) | Способ получения асимметричной трековой мембраны | |
JP2005246126A5 (ru) | ||
RU2039587C1 (ru) | Способ получения микрофильтрационной мембраны | |
RU2179063C1 (ru) | Способ изготовления анизотропной трековой мембраны (варианты) | |
EA034696B1 (ru) | Асимметричные трековые мембраны для процесса прямого осмоса | |
RU2062642C1 (ru) | Способ изготовления полипропиленовых трековых мембран | |
RU2325944C1 (ru) | Способ изготовления трековой мембраны | |
RU2063793C1 (ru) | Способ изготовления фильтровальных мембран | |
SU1763452A1 (ru) | Способ получени полипропиленовой микрофильтрационной мембраны | |
Kravets et al. | The properties and porous structure of polypropylene track membranes | |
ke Hadapan | Surface modification of polyethersulfone membrane via UV-grafting for forward osmosis technology | |
KR950011344A (ko) | 화학침전-정밀 및 나노 여과의 혼성시스템에 의한 폐수의무방류-재이용 기술 | |
CN114620869B (zh) | 一种紫外催化氧化废水处理系统及方法 |