RU2192301C1 - Способ получения мембранных трубчатых фильтрующих элементов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу получения мембранных трубчатых фильтрующих элементов и может быть использовано при ультра- и микрофильтрации для концентрирования, разделения и очистки компонентов. Способ получения заключается в формировании на поверхности открытопористой трубки жидкой пленки из гомогенного раствора, содержащего 8-25 мас.% фторполимера, 20-40 мас.% нерастворителя и до 100 мас.% растворителя, и отверждением фторполимера. В качестве нерастворителя используют 25-33 мас.% низшего алифатического спирта или его смеси (по массе) 1,0:0,4-1,5 с уксусной кислотой, или 1:0,016-0,180 с поливинилпирролидоном, или 1:0,5-1,5:0,015-0,025 с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно. Изобретение обеспечивает увеличение вязкости, стабильности и других свойств растворов фторополимеров, необходимых при изготовлении трубчатых фильтрующих элементов. Расширяется ассортимент и сырьевая база для их производства. 1 табл.

Description

Изобретение относится к способу получения мембранных трубчатых фильтрующих элементов для ультра- и микрофильтрации жидких смесей с целью концентрирования, разделения и очистки их компонентов.

Известен способ получения мембранных фильтрующих элементов (пaт. CША 4810384 кл. 210/636, 1969) формованием на подложке жидкой пленки из гомогенного 12,6-16 мас. % раствора поливинилиденфторида, диметилформамида и нерастворителя (1,5-3,5 мас. % хлористого лития и воды) и отвержением поливинилиденфторида с образованием селективно проницаемой пленки-мембраны. Подложка, на которую поливают раствор поливинилиденфторида, должна быть устойчива к действию диметилформамида. Мембраны, полученные по указанному способу, устойчивы при эксплуатации в кислых и цепочных средах. Однако недостатком их является высокая гидрофобность. Гидрофилизацию таких мембран осуществляют в поле кислородной плазмы, процесс сложный, требуется специальное дорогостоящее оборудование и высококвалифицированное обслуживание.

Известен способ получения мембранных фильтрующих элементов (а.с. СССР 883100, кл. С 08 L 27/18, 1981) формированием на инертной подложке жидкой пленки из гомогенного: раствора (5,8-8,1 мас. %) сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом, диметилацетамида и нерастворителя (9,8-10,7 мас. % глицерина и 0,7-6,7 мас. % муравьиной кислоты) и отверждением сополимера с образованием мембраны. Однако используемые растворы сополимера имеют низкую динамическую вязкость. Из них трудно получить однородную по толщине трубчатую мембрану из-за самостекания раствора. К тому же такие растворы малостабильны и легко превращаются в студень. По указанному способу получают только крупнопористые микрофильтрационные мембраны.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ получения мембранного фильтрующего элемента(пат; РФ 119817 кл. В 01 D 71/32, 27/06, 1998) растворением сополимера тетрафторэтилена с винилиденфторидом при температуре 30-50^оС в легколетучем растворителе (ацетоне), смешением полученного раствора со смесью изопропилового спирта и воды при температуре 18-50^оС с получением рабочего раствора, пропиткой им в нагретом состоянии со скоростью 1-10 м/мин плоской пористой подложки с размером пор от 5 до 500 мкм из нетканого материала на основе полипропиленовых или полиэтилентерефталатных волокон, кратковременной (0,5-1,0 мин) выдержкой для испарения части растворителя и частичного отверждения рабочего раствора и последующй ступенчатой сушкой при температуре 45-53^оС, 55-65^оС, и 90-100^оС. Содержание в рабочей растворе (мас. %): сополимера 7,5-11,5, ацетона 69,1-65,3, воды 8,5-6,5, изопропилового спирта 16,4-15,0. Пористая подложка должна быть инертна по отношению к растворителю сополимера.

Однако по известному способу получают только микрофильтры, с размером пор 0,10-0,65 мкм. Используемые рабочие растворы фторполимера имеют очень низкую динамическую вязкость, просачиваются через подложку, из-за быстрого самостекания непригодны для изготовления трубчатых фильтрующих элементов, присутствие воды в рабочих растворах фторполимера делает их малостабильными, при снижении температуры и незначительном испарении легколетучего растворителя они легко самопроизвольно превращаются в студень и становятся непригодными для изготовления мембраны. Процесс формирования структуры мембраны многоступенчатый, сложный, энергоемкий.

Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка более простого способа получения широкого ассортимента трубчатых фильтрующих элементов с химстойкой фторполимерной селективно проницаемой мембраной путем использования стабильных более вязких рабочих растворов фторполимеров, пригодных для формирования мембран на длинномерных открытопористых трубках, в том числе получаемых на основа полимеров, неустойчивых к растворителям, которые обычно используют для изготовления рабочих растворов фторполимеров.

Указанная задача решается за счет того, что в известном способе получения мембранных фильтрующих элементов с фторполимерной мембраной формированием на открытопористой подложке жидкой пленки из гомогенного раствора фторполимера, растворителя и нерастворителя и утверждением фторполимера с образованием селективно проницаемой мембраны, согласно изобретению на поверхность открытопористой трубки наносят раствор фторполимера, в котором в качестве нерастворителя используют 25-33 мас. % изопропилового спирта, или его смеси (по массе) 1:0,4-1,5 с уксусной кислотой, или 1:0,016-0,180 с поливинилпирролидоном, или 1:0,5-1,5:0,020-0,035 с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно при следующем соотношении компонентов раствора (мас.%): фторполимер 8-25, нерастворитель 20-40, растворитель- остальное.

Решение задачи было найдено в использовании большой (20-40 мас. %) концентрации мягко действующего нерастворителя, оказалось, что такими являются изопропиловый спирт, или его смеси с уксусной кислотой, или с поливинилпирролидоном, или с уксусной кислотой и поливинилпиролидоном одновременно. При этом экспериментально было установление, что приемлимыми являются смеси (по массе) изопропилового спирта с уксусной кислотой 1:0,4-1,5, изопропилового спирта с поливинилпирролидоном 1:0,016-0,180, изопропилового спирта с уксусной кислотой и поливинилпиролидоном одновременно 1:0,5-1,5:0,020-0,035. Обнаружено, что добавки к изопропиловому спирту уксусной кислоты, или поливинилпирролидона или их смеси одновременно позволяют существенно изменить эксплуатационные характеристики получаемых трубчатых фильтрующих элементов с фторполимерной мембраной, например водопроницаемость.

В качестве мембранообразующих фторполимеров, согласно предлагаемому изобретению используют, например, растворимые сополимеры винилиденфторида с тетрафторэтиленом или поливинилиденфторид. В качестве их растворителя: ацетон, диметилформамид, диметилацетамид, N-метилпирролидон, тетрагидрофуран и др. или их смеси.

В качестве открытопористой трубки может быть использована открытопористая трубка из любого инертного материала (керамика, графит, нержавеющая сталь, стекло-, угле- или органопластик, полипропилен), а также из полимеров, например АБС-пластика, набухающих или растворяющихся в обычных растворителях для мембранообразующего фторполимера.

Используемые в предлагаемом способе открытопористый трубки имеет длину до 3 м, пористость порядка 30%, средний размер пор 5-20 мкм и могут быть пропитаны водой, спиртом и др. жидкостями, растворимыми в воде.

Приготовление рабочего раствора фторполимера в растворителе проводят при перемешивании и подогреве до 40-80 ^оС до полного растворения, затем после снижения температуры до 30-50 ^оС к полученному раствору постепенно добавляют нерастворитель.

Фильтрацию готового рабочего раствора фторполимера осуществляют через материал, задерживающий инородные частицы и гели.

Обезвоздушенный рабочий раствор хранят в герметично закрытой емкости обычно при температуре помещения.

Полив рабочего раствора на поверхность открытопористых трубок осуществляют при скоростях от 1 см/с до 8 см/с, при этом более низковязкие рабочие растворы наносят при большой скорости.

Отверждение фторполимера в отлитом слое формовочного раствора осуществляют по сухо-мокрому или мокрому способу. Выдержка на воздухе жидкой пленки рабочего раствора, отлитой на поверхности открытопористой трубки составляет от нескольких секунд до 5 мин.

В качестве осадительной ванны для отверждения фторполимерной мембраны используют воду или ее смеси с растворителем и нерастворителем (до 10 мас. % последних), накапливающихся в воде в результате осаждения фторполимера из рабочего раствора.

Сопоставительный анализ показывает, что предлагаемое изобретение отличается новизной технического решения.

Предлагаемый способ получении мембранных трубчатых фильтрующих элементов характеризуется использованием растворов фторполимеров, содержащих 20-40 мас. % нерастворителя, в качестве которого используется 25-33 мас. % изопропиловый спирт, или его смеси (по массе) с уксусной кислотой 1:0,4-1,5, или с поливинилпирролидоном 1:0,016-0,18, или с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно 1: 0,5-1,5: 0,020-0,025. Несмотря на известность применения изопропилового спирта в качестве нерастворителя в рабочих растворах фторполимера для получения селективно проницаемых мембран, использование его в таких больших (25-33 мас. %) концентрациях, а также в указанных выше сочетаниях с уксусной кислотой или поливинилпирролидоном, или с тем и другим одновременно является новым.

Экспериментальным путем авторами было установлено, что получаемые и используемые в предлагаемом способе рабочие растворы фторполимера имеют большую динамическую вязкость, меньшую просачиваемость и способность к самостеканию, термостабильны, не вызывают деформации открытопористых трубок на основе полимеров, неустойчивых к действию растворителей (ацетона, диметилацетамида, диметилформамида, N-метилпирролидона и др.) обычно используемых для получения селективно проницаемых фторполимерных мембран. В результате обеспечивается возможность получения широкого ассортимента качественных мембранных трубчатых фильтрующих элементов на основе открытопористых трубок как из инертных материалов, так и из полимеров, неустойчивых к действию растворителей, обычно используемых для изготовления рабочих растворов фторполимеров, например из АБС-пластика. Достижение результата стало возможным не из уровня техники, а из материалов настоящей заявки на изобретение. Оказалось, что использование в качестве нерастворителя рабочего раствора фторполимера для получения мембранного трубчатого фильтрующего элемента изопропилового спирта или его смесей с уксусной кислотой, или поливинилпирролидоном, или с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно в указанных соотношениях и концентрации позволяют получать наиболее пригодные рабочие растворы для изготовления мембранных трубчатых фильтрующих элементов с необходимой вязкостью, термостабильностью, не вызывающие деформаций открытопористых трубок, а также регулировать и улучшать в широком диапазоне эксплуатационные свойства получаемых мембранных трубчатых фильтрующих элементов.

Не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого решения. Несовпадение технических свойств с точки зрения положительного эффекта заявляемого и известных объектов свидетельствует о том, что в результате налицо новая совокупность признаков решения, приводящая к возникновению нового свойства, обеспечивающего достижение положительного эффекта, что позволяет признать предложенный способ соответствующим критерию "существенные отличия" и условию изобретательского уровня.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В колбу с мешалкой и гидравлическим затвором, помещенную в термостат, заливают 150 г ацетона и добавляют к нему 51 г сополимера тетрафторэтилена (23-25 мас. %) с винилиденфторидом (ГОСТ 25428-82) марки Ф42Л. Горловину колбы герметично закрывают. Включают мешалку и обогрев термостата. Температуру в колбе поднимают до 40^оС. Содержимое колбы перемешивают до полного растворения фторполимера и охлаждают до 30^оС, затем при перемешивании содержимого колбы постепенно из капельной воронки приливают 99 г изопропилового спирта. Содержимое колбы перемешивают дополнительно в течение 60 мин. Полученный раствор фторполимера переливают в фильтр, фильтруют и обезвоздушивают в течение суток. Готовый рабочий раствор фтополимера имеет вязкость 4,6 Па•с, стабилен при хранении при температуре помещения. С помощью специального приспособления его поливают па поверхность открытопористой стеклопластиновой трубки слоем толщиной 450 мкм. Открытопористую трубку с нанесенным рабочим раствором опускают в осадительную ванну, содержащую воду при температуре 12. Через 30 мин. полученный мембранный фильтрующий, трубчатый элемент перемещают в ванну промывки, где трижды в течение 20 мин каждый раз промывают свежей порцией воды. Испытание на водопроницаемость полученного трубчатого фильтрующего элемента на обессоленной воде при давлении 0,2 МПа и температуре 25^oС составляет 25 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 20 дм³/(м²•ч•ат). Полученный мембранный фильтрующий элемент является ультрафильтром. Указанный рабочий раствор фторполимера был также нанесен на открытопористую трубку из АБС-пластика (марки АБС ТУ 2211-015-00203521-96), при этом не отмечалась деформация открытопористой трубки (трубка из АБС-пластика, помещенная в просто ацетон, через несколько минут полностью распадается и превращается в гель).

Пример 2. Способ получения и испытания мембранного трубчатого фильтрующего элемента, как в примере 1, но в колбу загружают 85,5 г ацетона и 65,5 г N-метилпирролидона, затем добавляют 54 г сополимера марки Ф42Л и затем 75г изопропилового спирта. Готовый рабочий раствор сополимера имел вязкость 17,2 Па•с и стабилен при хранении. Полив рабочего раствора сополимера осуществляют со скоростью 3 см/с на поверхность углепластиковой открыто-пористой трубки толщиной 450 мкм. водопроницаемость полученного трубчатого фильтрующего элемента составляла 150 дм³(м²•ч•ат), после 5ч от начала испытания- 90 дм³/(м²•ч•ат); он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика не отмечали ее деформации.

Пример 3. Способ получения и испытания мембранного трубчатого фильтрующего элемента, как в примере 1, но в колбу загружают 107,2 г ацетона, 39 г сополимера марки Ф42Л и затем смесь 51,9г изопропилового спирта и 51,9г уксусной кислоты. Готовый раствор имел вязкость 2,8 Па•с, стабилен при хранении, пролив рабочего раствора сополимера осуществляют со скоростью 6 см/с на поверхность стеклопластиковой открытопористой трубки толщиной 450 мкм. Водопроницаемость полученного трубчатого фильтрующего элемента 1000 дм³/(м²•ч•ат) после 5ч от начала испытания - 320 дм³/(м²•ч•ат). Он является микрофильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластина не отмечалась деформация открытопористой трубки.

Пример 4. Трубчатый фильтрующий элемент получают, как в примере 2, из раствора сополимера Ф42Л, который готовят растворением 86,5 г сополимера в 200 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 125,5 г изопропилового спирта, 53г уксусной кислоты и 35г ацетона. Динамическая вязкость раствора 25 Па•с. Раствор стабилен при хранении. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента при тех же условиях испытаний составляет 600 дм³/(м²•ч•ат), после 5ч от начала испытаний - 200 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика, не наблюдалось ее деформации.

Пример 5. Трубчатый фильтрующий элемент получают, как в примере 1, из раствора, который готовят растворением 85 г сополимера марки Ф42Л в смеси, состоящей из 180 г диметилформамида и 50 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 75 г изопропилового спирта, 50 г уксусной кислоты и 50г ацетона. Динамическая вязкость раствора 35,4 Па•с. Раствор стабилен при хранении, полив его проводят при скорости 2 см/с. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента при тех же условиях испытания составляет 480 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 340 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС - пластика не наблюдалось ее деформации.

Пример 6. Трубчатый фильтрующий элемент получают, как в примере 2, из раствора, который готовят растворением 100 г сополимера марки Ф42Л в 200г диметилацетамида, затем добавляют смесь, состоящую из 338 г изопропилового спирта, 125 г уксусной кислоты и 117,5 г диметилацетамида. Динамическая вязкость раствора 24,20 Па•с. Раствор стабилен при хранении. Водопроницаемость полученного мембранного трубчатого фильтрующего элемента составляет 450 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 300 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении этого рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика не отмечается ее деформации.

Пример 7. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 1, из раствора, который готовят растворением 125 г сополимера марки Ф42Л в 172,5 г димитилацетамида и 50 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 50 г изопропилового спирта, 50 г уксусной кислоты, 2,5г поливинилпирролидона и 50г диметилацетамида. Динамическая вязкость рабочего раствора 233,00 Па•с. Раствор стабилен при хранении. Скорость нанесения рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика 1 см/с. Водопроницаемость полученного мембранного трубчатого фильтрующего элемента составляет 330 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 100 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. Деформация открытопористой трубки из АБС-пластика на отмечается.

Пример 8. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 2, из раствора, который готовят растворением 65 г поливинилиденфторида (фторполимер марки Ф 22.) в 260 г диметилацитамида, затем приливают смесь, состоящую из 50г изопропилового спирта, 50 г уксусной кислоты и 55 г димстилацетамида. Динамическая вязкость рабочего раствора 15,0 11 а.с. Раствор стабилен при хранении. водопроницаемость полученного фильтрующего элемента - 590 дм³/(м²•ч•ат), после 5ч от начала испытаний - 500 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика не отмечалось ее деформации.

Пример 9. Трубчатый фильтрующий элемент получают, как в примере 1, из рабочего раствора, который готовят растворением 2г поливинилпирролидона с молекулярной массой 10000 и 86,5 г сополимера марки Ф 42Л в 260 г диметилформамида, затем добавляют смесь, состоящую из 116,5 г изопропилового спирта и 35г диметилформамида. Динамическая вязкость рабочего раствора 59,00 Па•с. Он стабилен при хранении. Скорость нанесения рабочего раствора на открытопористую трубку 1 см/с. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента - 590 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 290 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика не отмечалось ее деформации.

Пример 10. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 2, из формовочного раствора, который готовят растворением 95 г сополимера марки Ф42Л и 2,5 г поливинилпирролидона и 200 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 153г изопропилового спирта и 49,5 г ацетона. Динамическая зябкость раствора 25 Па•с. Раствор стабилен при хранении. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 190 дм³/(м²•ч•ат), после 5ч от начала испытаний - 70 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика деформации ее не наблюдалось.

Пример 11. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 2, из рабочего раствора, который готовят растворением 75 г сополимера марки Ф42Л и 22 г поливинилпирролидона в 200г диметилформамида, затем добавляют смесь, состоящую из 129 г изопропилового спирта и 74 г диметилформамида. Динамическая вязкость раствора 20 Па•с. Раствор стабилен при хранении. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 910 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 740 дм³/(м²•ч•ат). Он является микрофильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластиrа деформации ее не наблюдалось.

Пример 12. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 1, из рабочего раствора, который готовят растворением 2 г поливинилпирролидона и 77,5 г сополимера марки Ф42Л в 200 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 85 г изопропиловoгo спирта, 90 г уксусной кислоты и 45,5 г ацетона. Динамическая вязкость раствора - 3,7 Па•с. Он стабилен при хранении. Спорость полива раствора на открытопористую трубку была 6 см/с. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 650 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 530 дм³/(м²•ч•ат). Он является ультрафильтром. При нанесение рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика деформации ее не наблюдалось.

Пример 13. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 1, из рабочего раствора, который готовят растворением 40 г сополимера марки Ф42Л и 2,5 г поливинилпирролидона в 200 г диметилформамида, затем добавляют смесь, состоящую из 125 г изопропилового спирта и 72,5 г уксусной кислоты. Динамическая вязкость раствора 2,00 Па•с. Он термостабилен при хранении. Полив рабочего раствора на открытопористую трубку проводят при скорости 8 см/с. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 3300 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 950 дм³/(м²•ч•ат). Он является микрофильтром. При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АБС-пластика деформации ее не наблюдалось.

Пример 14. Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 1, из рабочего раствора, который готовят растворением 40 г сополимера марки Ф42Л в 200 г N-митилпирролидона, затем добавляют смесь, состоящую из 147,5 г изопропилового спирта, 50 г уксусной кислоты и 2,5 г поливинилпирролидона. Динамическая вязкость раствора - 1,10 Па•с. Он термостабилен при хранении. Полив рабочего раствора на открытопористую трубку проводят при скорости 8 см/с. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 3570 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 1300 дм³/(м²•ч•ат). При нанесении рабочего раствора на открытопористую трубку из АВС-пластика деформации ее не наблюдалось.

Пример 15 (согласно прототипу). Трубчатый фильтрующий элемент получают и испытывают, как в примере 14, из рабочего раствора, который готовят растворением 40 г сополимера марки Ф42Л в 200 г ацетона, затем добавляют смесь, состоящую из 82,5 г изопропилового спирта, 145,5 г ацетона и 32,5 г воды. Динамическая вязкость раствора - 0,15 Па•с. При хранении и снижении температуры он легко превращается в студень и становится непригоден для получения мембраны на поверхности открытопористой трубки. Рабочий раствор сразу после приготовления при температуре 40^oС со скоростью 8 см/с наносят на поверхность открытопористой трубки.

Рабочий раствор сильно просачивается через стенку открытопористой трубки. Водопроницаемость полученного фильтрующего элемента составляет 21750 дм³/(м²•ч•ат), после 5 ч от начала испытаний - 10500 дм³/(м²•ч•ат). Он является микрофильтром. В полученном трубчатым фильтрующем элементе мембрана неоднородна по толщине как по диаметру, так и по длине трубки из-за быстрого самостекания рабочего раствора, хотя трубку быстро переводят в горизонтальное положение и вращают со скоростью 30 оборотов в мин.

Данные сведены в таблицу.

Из таблицы видно, чти при получении мембранных трубчатых фильтрующих элементов формированием на открытопористой трубке жидкой пленки из гомогенного раствора фторполимера, растворителя и нерастворителя и отверждением фторполимера в осадительной ванне при использовании в качестве нерастворителя высоких (25-33 мас. %) концентраций изопропанола (пример 1 и 2), или его смеси (по массе) 1,0:0,4-1,5 с уксусной кислотой (примеры 3-6,8) или 1,0:0,016-0,18 с поливинилпирролидоном (примеры 9-11), или 1:0,5-1,5:0,015-0,027 с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно (примеры 7, 12-14) при следующем соотношении компонентов раствора (мас%): фторполимер 8-25, нерастворитель 20-40, растворитель (ацетон, диметилформамид, диметилацетамид, N-метилпирролидон) - остальное обеспечивается получение более высоковязких стабильных при хранении рабочих растворов, пригодных для получения качественных мембранных трубчатых фильтрующих элементов с фторполимерной мембраной в широком ассортименте (ультра- и микрофильтры).

Весьма высокие концентрации (20-40 мас. %) нерастворителя в рабочих растворах для получения фторполимерной селективно проницаемой мембраны позволяют использовать для получения качественных мембранных трубчатых фильтрующих элементов открытопористые трубки, изготавливаемые из полимеров, неустойчивых к действию обычно используемых растворителей для фторполимеров. Такие открытопористые трубки могут быть более дешевыми и доступными, например, из АБС-пластика (пример 7 и др.)
Добавки в состав нерастворителя поливинилпирролидона увеличивают водопроницаемость мембранных трубчатых фильтрующих элементов с фторполимерной мембраной (см. пример 1 и 10, 9 и 11).

При более низких концентрациях изопропилового спирта и при добавке воды в рабочий раствор фторполимера (пример 15) резко уменьшается динамическая вязкость и стабильность рабочего раствора и он становится непригодным для получения качественных трубчатых фильтрующих элементов.

Использование предлагаемого способа получения трубчатых фильтрующих элементов обеспечивает по сравнению с известными способами следующие преимущества:
1. Возможность получения широкого ассортимента по размеру пор и, соответственно, водопроницаемости химстойких фторпластовых мембран на поверхности открытопористых трубок из вязких стабильных рабочих растворов.

2. Уменьшить себестоимость трубчатых фильтрующих элементов с фторпластовой мембраной за счет использования более дешевых компонентов (изопропилового спирта, уксусной кислоты) рабочего раствора, а также за счет возможности использовать открытопористые трубки из дешевых и более доступных материалов, например АБС-пластика.

3. Обеспечить гидрофилизацию фторполимерных мембран за счет поливинилпирролидона, что улучшает водопроницаемость и предотвращает загряняемость трубчатых фильтрующих элементов и необходимость их частой промывки.

Claims (1)

1. Способ получения мембранных трубчатых фильтрующих элементов формированием на открытопористой подложке жидкой пленки из гомогенного раствора фторполимера, растворителя и нерастворителя и отверждением фторполимера с образованием селективно проницаемой мембраны, отличающийся тем, что на поверхность открытопористой трубки наносят раствор фторполимера, в котором в качестве нерастворителя используют 25-33 мас. % изопропилового спирта, или его смеси по массе 1,0: 0,4-1,5 с уксусной кислотой, или 1: 0,016-0,180 с поливинилпирролидоном, или 1: 0,5-1,5: 0,015-0,035 с уксусной кислотой и поливинилпирролидоном одновременно при следующем соотношении компонентов раствора, мас. %:
   Фторполимер - 8-25
   Нерастворитель - 20-40
   Растворитель - Остальное

Images