RU2161530C1 - Способ получения микрофильтрационных мембран - Google Patents
Способ получения микрофильтрационных мембран Download PDFInfo
- Publication number
- RU2161530C1 RU2161530C1 RU2000100854A RU2000100854A RU2161530C1 RU 2161530 C1 RU2161530 C1 RU 2161530C1 RU 2000100854 A RU2000100854 A RU 2000100854A RU 2000100854 A RU2000100854 A RU 2000100854A RU 2161530 C1 RU2161530 C1 RU 2161530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poly
- solution
- formic acid
- water
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения пористых полимерных мембран и может быть использовано для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, биохимической и других отраслях промышленности. Растворяют алифатический полиамид в муравьиной кислоте, содержащей воду. Добавляют в раствор поли-N-виниламид с молекулярной массой от 2000 до 20000. Полученный рабочий раствор содержит 15-20 мас.% алифатического полиамида, 13-17 мас.% воды, 0,02-0,4 мас.% поли-N-виниламида и остальное количество муравьиной кислоты. Затем мокрым формованием рабочего раствора получают мембрану. Раствор обладает повышенной стабильностью, а мембрана имеет более равномерную пористую структуру с достаточно узким распределением пор по размерам. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области получения пористых полимерных пленок, а именно к способу получения микрофильтрационных мембран, используемых для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, фармацевтической, биохимической, пищевой, топливной и в целом ряде других отраслей промышленности.
Известны способы получения мембран из алифатических полиамидов (поли-ε-капроамида), основанные на процессах фазового разделения, протекающих в растворе полимера при погружении в осадительную ванну (А. С. СССР 537100, 704147, 1108737, М.кл. C 08 L 77/02). При этом в состав формовочного раствора входит поликапроамид (капрон), растворитель (муравьиная кислота), нерастворитель полимера (вода).
Полученный раствор наносят с помощью фильеры на пластину из полированного стекла, затем покрытие отверждают в водном растворе этилового спирта, ацетона или уксусной кислоты.
Недостатком данных способов является нестабильность получаемых формовочных растворов.
Известен способ получения микропористой полиамидной мембраны (А.С. СССР N 1503841 М.кл. C 08 J 5/18) в смеси муравьиной кислоты с водой, где с целью увеличения срока службы осадительной ванны она содержит воду и диоксан.
Известен способ получения пористой мембраны путем отлива формовочной композиции, содержащей алифатический полиамид, апротонный органический растворитель, хлорид лития, а в качестве модифицирующей добавки - гексаметилтриамид фосфорной кислоты (А.С. СССР 1234405, М.кл. C 08 J 5/18, B 01 D 13/04).
Недостатком данного способа является сложность технологического процесса - растворяют полиамид при температуре 90- 110oC с последующим охлаждением, и низкая стабильность формовочных растворов.
Наиболее близким по технической сущности является известный способ получения микрофильтрационных мембран, включающий растворение алифатического полиамида в муравьиной кислоте, содержащей осадитель - воду, формование полученного рабочего раствора в мембрану и сушку (EP 0087228 A1, 31.08.1983 г. ).
Недостатком данного способа является низкая стабильность формовочных растворов.
Предложенный способ отличается от известного тем, что в рабочий раствор дополнительно вводят поли-N-виниламид с молекулярной массой от 2 до 20 тыс. при следующем содержании компонентов раствора:
Полиамид - 15 - 20
Вода - 13 - 17
Поли-N-винил - 0,02 - 0,4
Муравьиная кислота - Остальное
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение стабильности формовочных растворов и получение на их основе микрофильтрационных мембран с более узким распределением по размеру пор, а также возможность точного регулирования размера пор мембран в широком диапазоне.
Полиамид - 15 - 20
Вода - 13 - 17
Поли-N-винил - 0,02 - 0,4
Муравьиная кислота - Остальное
Предлагаемое изобретение направлено на увеличение стабильности формовочных растворов и получение на их основе микрофильтрационных мембран с более узким распределением по размеру пор, а также возможность точного регулирования размера пор мембран в широком диапазоне.
Поли-N-виниламиды вводят в готовый формовочный раствор, что приводит к уменьшению вязкости и резкому повышению стабильности раствора. Стабильность растворов оценивали визуально, фиксируя время и вязкость раствора, прошедшее с момента приготовления раствора до его застудневания или кристаллизации. Вязкостные свойства растворов являются удобной характеристикой пригодности растворов для формования мембран.
В качестве алифатических полиамидов применяют поли-ε-капроамид (ПА-6), полигексаметиленадипинамид (ПА-6,6).
В качестве водорастворимых поли-N-виниламидов используют: поли-N-винилпирролидон (ПВП), поли-N-винилкапролактам (ПВК), поли-N-винил-N-метилацетамид, сополимер N-винилпирролидона и N-винилкапролактама.
Поли-N-винилпирролидон -продукт радикальной полимеризации N-винилпирролидона (ВФС-42-1491-85), поли- N-винилкапролактам - продукт полимеризации N-винилкапролактама, поли-N-винил-N-метилацетамид - продукт полимеризации N-винил-N-метилацетамида, сополимер N-винилпирролидона и N-винилкапролактама - продукт сополимеризации N-винилпирролидона и N- винилкапролактама.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами, а свойства полученных мембран представлены в таблице 1.
Пример 1. Приготавливают раствор, содержащий 20 мас.% поликапроамида (ПА-6), 17 мас. % воды, 63 мас. % муравьиной кислоты. Для приготовления раствора в реактор при выключенном оборудовании заливается заданное количество муравьиной кислоты и воды. Затем при включенной мешалке загружается поли-ε-капроамид (капрон).
Приготовление формовочного раствора проводится в контролируемых условиях: на первом этапе при температуре 12-15oC в течение 1 часа, на втором этапе - при температуре 20-25oC в течение 2-3 ч.
С целью удаления нерастворившихся частиц полимера и механических включений проводится фильтрация формовочного раствора при избыточном давлении 0,5-1,0 атм через фильтр с размером пор 10-20 мкм.
Для удаления пузырьков воздуха, находящихся в формовочном растворе, проводится операция деаэрации в течение 3-4 ч при комнатной температуре.
Полученный раствор с помощью щелевой фильеры наносят на вращающийся металлический барабан, который погружается в осадительную ванну, состоящую из водного раствора муравьиной кислоты (40 мас. %, HCOOH, 60 мас.% H2O).
В осадительной ванне происходит отверждение формовочного раствора и формирование мембраны.
Сформованная мембрана отмывается водой в промывных ваннах от остатков муравьиной кислоты, затем термообрабатывается и высушивается на сушильных барабанах.
Полученная мембрана имеет производительность фильтрации по воде 18-20 мл/см2·мин. при перепаде давления 1 атм и точку пузырька 3,2 атм.
Стабильность раствора сохраняется в течение 5 ч.
Пример 2.
Поликапроамид с молекулярной массой 30000 в количестве 20 мас.% растворяют в смеси муравьиной кислоты и воды (соответственно 62,98 мас.% и 17 мас. %) в течение 3 ч. Затем при перемешивании добавляют поли-N-винилкапролактам (ПВК) с молекулярной массой 10000 в количестве 0,02 мас.%.
Далее, приготовление формовочного раствора, формование мембран по примеру 1.
Характеристики полученной мембраны представлены в таблице 1.
Пример 3.
Для приготовления формовочного раствора в реактор при выключенном оборудовании заливают смесь муравьиной кислоты (69,9 мас.%) и воды (13 мас.%). Затем включают мешалку, добавляют поли- ε-капроамид с ММ=24000 в количестве 17 мас. % и перемешивают в течение 3 ч. Затем добавляют поли-N-винил-N-метилацетамид (ПВМА) с ММ=5000 в количестве 0,1 мас. %.
Дальнейшее приготовление формовочного раствора и формование мембраны проводят по примеру 1.
Результаты испытаний мембраны представлены в таблице 1.
Пример 4.
Поликапроамид 15 мас.% (ММ=30000) растворяют в смеси муравьиной кислоты (68,8 мас.%) и воды (16 мас.%) и перемешивают в течение 3 ч. Затем добавляют поли-N- винилпирролидон (ПВП) с молекулярной массой 2000 в количестве 0,2 мас.%.
Далее по примеру 1.
Свойства полученной мембраны представлены в таблице 1.
Пример 5.
Приготавливают раствор, содержащий 17 мас.% поликапроамида (ММ=20000), 14 мас.% воды и 68,6 мас.% муравьиной кислоты.
Затем добавляют в формовочный раствор сополимер N- винилкапролактама с N-винилпирролидоном при соотношении 50/50 мол.% с молекулярной массой 20000 в количестве 0,4 мас.%.
Далее по примеру 1.
Свойства полученной мембраны представлены в таблице 1.
Пример 6.
Полигексаметиленадипинамид (ПА-6,6) с молекулярной массой 40000 в количестве 20 мас.% растворяют в муравьиной кислоте (66,98 мас.%), затем добавляют воду (13 мас.%). После перемешивания в течение 3 ч добавляют сополимер N-винилкапролактама и N- винилпирролидона при соотношении 70/30 мол.% с молекулярной массой 20000 в количестве 0,02 мас.%.
Далее по примеру 1.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Пример 7.
Формовочный раствор приготавливают по примеру 6. (MM ПА-66=24000).
Затем добавляют поли-N-винилпирролидон с молекулярной массой 2000 в количестве 0,4 мас. %. Конечное соотношение компонентов следующее: 15 мас.% ПА-66; 17% H2O; 67,6% МК; 0,4% ПВП.
Далее по примеру.
Результаты испытаний представлены в таблице 1.
Пример 8.
Для приготовления формовочного раствора используют смесь муравьиной кислоты и воды по примеру 2. После перемешивания в течение 15-20 мин добавляют поли-N-винилкапролактам с молекулярной массой 10000 в количестве 0,02 мас.%.
Затем загружают поликапроамид (20 мас.%) молекулярной массой 30000, после чего перемешивают в течение 3 ч.
Далее по примеру 1.
Свойства мембраны представлены в таблице 1.
Таким образом, стабильность растворов во времени является важным показателем в технологии получения мембран, поскольку при получении микрофильтров мокрым способом скорость формования невелика, и для переработки рабочих растворов требуется достаточно длительное время.
Из таблицы следует:
При введении поли-N-виниламидов в раствор основного полимера (полиамида) наблюдается изменение характеристик мембран.
При введении поли-N-виниламидов в раствор основного полимера (полиамида) наблюдается изменение характеристик мембран.
С повышением концентрации вводимого поли-N-виниламида увеличивается точка пузырька при сохранении или увеличении производительности мембраны. Этот факт свидетельствует о том, что полученная мембрана обладает более равномерной пористой структурой с достаточно узким распределением пор по размерам.
Изменение точки пузырька при добавлении поли-N-виниламидов свидетельствует о возможности регулирования размера пор мембран в широком диапазоне, при этом значительно увеличивается стабильность формовочных растворов.
Claims (1)
- Способ получения микрофильтрационных мембран растворением алифатического полиамида в муравьиной кислоте, содержащей осадитель - воду, мокрым формованием полученного рабочего раствора в мембрану и сушкой, отличающийся тем, что в рабочий раствор дополнительно вводят поли-N-виниламид с молекулярной массой от 2000 до 20000 при следующем содержании компонентов рабочего раствора, мас.%:
Алифатический плиамид - 15 - 20
Вода - 13 - 17
Поли-N-виниламид - 0,02 - 0,4
Муравьиная кислота - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000100854A RU2161530C1 (ru) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Способ получения микрофильтрационных мембран |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000100854A RU2161530C1 (ru) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Способ получения микрофильтрационных мембран |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2161530C1 true RU2161530C1 (ru) | 2001-01-10 |
Family
ID=20229347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000100854A RU2161530C1 (ru) | 2000-01-11 | 2000-01-11 | Способ получения микрофильтрационных мембран |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2161530C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738836C1 (ru) * | 2020-01-31 | 2020-12-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Растворитель и способ переработки поликетона и/или полиамида с его использованием (варианты) |
-
2000
- 2000-01-11 RU RU2000100854A patent/RU2161530C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738836C1 (ru) * | 2020-01-31 | 2020-12-17 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Растворитель и способ переработки поликетона и/или полиамида с его использованием (варианты) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5411663A (en) | Alcohol-insoluble nylon microporous membranes | |
US4208508A (en) | Semipermeable membranes of polyaryl ether sulfones | |
CA2027008A1 (en) | Production of aromatic polyimide membranes | |
US3896061A (en) | Semi-permeable membranes, their preparation and their use | |
CA1104748A (en) | Semipermeable membranes of polyamides | |
US4045337A (en) | Asymmetric, semipermeable membranes of cyclic polyureas | |
US4036748A (en) | Asymmetric, semipermeable membranes of polybenz-1,3-oxazine diones-(2,4) | |
US4069215A (en) | Semipermeable membranes of sulphonated polybenz-1,3-oxazin-2,4-diones | |
JPH05508344A (ja) | 狭い孔径分布をもつポリテトラメチレンアジパミドまたはナイロン46膜およびその製造法 | |
RU2161530C1 (ru) | Способ получения микрофильтрационных мембран | |
CA2029387A1 (en) | Semipermeable membrane made from polyether ketones | |
JPH0278425A (ja) | ポリ弗化ビニリデンに基づく親水性かつ乾燥性の半透膜 | |
WO1988008738A1 (en) | Preparation of porous aramide membranes | |
CA1209764A (en) | Reverse osmosis membrane quenching | |
SU503485A3 (ru) | Способ изготовлени пористой мембраны | |
EP0631520B1 (en) | Alcohol-insoluble nylon microporous membranes | |
JPS6151928B2 (ru) | ||
RU2010595C1 (ru) | Способ получения полиамидных мембран | |
SU1503841A1 (ru) | Способ получени микропористой полиамидной мембраны | |
SU836044A1 (ru) | Полимерный состав дл изготовлени МЕМбРАННОгО фильТРА | |
JPH0360530B2 (ru) | ||
JPS59139902A (ja) | 選択性透過膜の製造方法 | |
SU1186623A1 (ru) | Способ получени пористых полиамидных мембран | |
CS208438B1 (en) | Method of making the polymerous membranes with selective permeability | |
CN111108128A (zh) | 纤维素混合酯及其成型体 |