RU2308375C2 - Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores - Google Patents
Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores Download PDFInfo
- Publication number
- RU2308375C2 RU2308375C2 RU2005134983/12A RU2005134983A RU2308375C2 RU 2308375 C2 RU2308375 C2 RU 2308375C2 RU 2005134983/12 A RU2005134983/12 A RU 2005134983/12A RU 2005134983 A RU2005134983 A RU 2005134983A RU 2308375 C2 RU2308375 C2 RU 2308375C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- films
- adsorption
- active medium
- production
- film
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения нанопористых полимерных пленок (Пл) с открытыми порами, которые могут быть использованы, например, при создании пористых полимерных мембран, сорбентов, газопроницаемых материалов, матриц для получения нанокомпозитов и т.д. При этом термин "нанопористая Пл" используют для описания пористых Пл с размером пор до 130 нанометров (нм).The invention relates to the field of production of nanoporous polymer films (Pl) with open pores, which can be used, for example, to create porous polymer membranes, sorbents, gas-permeable materials, matrices for producing nanocomposites, etc. The term "nanoporous Pl" is used to describe porous Pl with a pore size of up to 130 nanometers (nm).
Известен способ получения нанопористой полимерной Пл с открытыми порами путем вытяжки при комнатной температуре (т.н. холодная вытяжка) Пл полукристаллического полимера в присутствии жидких вызывающих набухание полимера сред на степени деформации от 10 до 300% от начальной длины с последующей стабилизацией путем термообработки вытянутой Пл в натянутом состоянии при фиксированной длине вдоль направления вытяжки так, что усадка Пл вдоль направления вытяжки полностью или частично предотвращена (патент США 3,426,754; 1969; класс 128/156).A known method of producing a nanoporous polymer Pl with open pores by drawing at room temperature (the so-called cold drawing) Pl of a semi-crystalline polymer in the presence of liquid media causing swelling of the polymer at a strain of 10 to 300% of the initial length, followed by stabilization by heat treatment of the elongated Pl in a tensioned state at a fixed length along the drawing direction so that the shrinkage of Pl along the drawing direction is completely or partially prevented (US Pat. No. 3,426,754; 1969; class 128/156).
Недостатками известного способа являются низкие значения пористости (W) получаемых пористых полимерных Пл.The disadvantages of this method are the low values of porosity (W) of the resulting porous polymer Pl.
Известен способ получения нанопористой полимерной Пл с открытыми порами путем предварительной ориентации исходной Пл при вытяжке в среде, вызывающей набухание полимера, с последующей повторной вытяжкой при комнатной температуре в присутствии жидких сред в направлении, перпендикулярном направлению предварительной вытяжки исходного полимера (патент США 4.257.997, 1981; класс 264/145).A known method of producing nanoporous polymer Pl with open pores by preliminary orientation of the original Pl when drawing in a medium that causes swelling of the polymer, followed by repeated drawing at room temperature in the presence of liquid media in the direction perpendicular to the direction of the preliminary drawing of the starting polymer (US patent 4.257.997, 1981; class 264/145).
Недостатками данного способа является двухстадийный характер процесса, что усложняет непрерывный технологический способ получения нанопористых Пл.The disadvantages of this method is the two-stage nature of the process, which complicates the continuous technological method for producing nanoporous Pl.
Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения нанопористой полимерной Пл с открытыми порами путем проведения стадии одноосной вытяжки Пл на основе двухкомпонентных полимеров, один из компонентов которых обладает большим сродством по отношению к выбранной жидкой среде, на величину от 25 до 400% относительно ее первоначальной длины в контакте с жидкой адсорбционно-активной средой, понижающей поверхностную энергию полимера, с последующими стадиями удаления жидкой среды из Пл и термообработки Пл, проводимыми в условиях удержания Пл в натянутом состоянии в направлении вытяжки (патент США 3,839,516; 1974; класс 264/41) - прототип.Closest to the claimed is a known method for producing nanoporous polymer Pl with open pores by carrying out the uniaxial stretching of Pl based on bicomponent polymers, one of the components of which has a high affinity for the selected liquid medium, from 25 to 400% relative to its original length in contact with a liquid adsorption-active medium that lowers the surface energy of the polymer, with subsequent stages of removal of the liquid medium from Pl and heat treatment of Pl, carried out under conditions holding Pl in a taut state in the drawing direction (US patent 3,839,516; 1974; class 264/41) - prototype.
В качестве адсорбционно-активной среды в указанном способе используют жидкие адсорбционно-активные органические агенты, такие как алифатические кетоны, алифатические сложные эфиры, галогенированные углеводороды, углеводороды, азотсодержащие соединения, эфиры или смеси двух и более вышеперечисленных компонентов.As the adsorption-active medium in the specified method, liquid adsorption-active organic agents are used, such as aliphatic ketones, aliphatic esters, halogenated hydrocarbons, hydrocarbons, nitrogen-containing compounds, esters or mixtures of two or more of the above components.
Недостатками известного способа являются низкие значения проницаемости (G) получаемых Пл за счет значительной боковой контракции Пл на стадии вытяжки в контакте с адсорбционно-активной средой и на последующих стадиях удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл.The disadvantages of this method are the low values of permeability (G) of the obtained Pl due to significant lateral contraction of the Pl at the stage of drawing in contact with the adsorption-active medium and at subsequent stages of removal of the adsorption-active medium from the Pl and heat treatment of the Pl.
Техническая задача изобретения заключается в разработке способа получения нанопористой полимерной пленки с открытыми порами, позволяющего получать нанопористые полимерные пленки на основе широкого круга полимеров с высокими значениями W до 62% по объему и высокими значениями G при сохранении нанометрического размера пор.The technical task of the invention is to develop a method for producing a nanoporous polymer film with open pores, which allows to obtain nanoporous polymer films based on a wide range of polymers with high W values up to 62% by volume and high G values while maintaining the nanometric pore size.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения нанопористой полимерной Пл с открытыми порами путем проведения стадии одноосной вытяжки Пл в контакте с адсорбционно-активной средой с последующими стадиями удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл, проводимыми в условиях удержания Пл в натянутом состоянии в направлении вытяжки, по крайней мере одну из стадий, такую как вытяжку, удаление адсорбционно-активной среды из Пл и термообработку Пл проводят с дополнительным регулированием поперечного размера Пл. Дополнительное регулирование поперечного размера Пл проводят с целью возможного приближения поперечного размера вытянутой Пл к ее первоначальной ширине, что позволяет значительно увеличить значения параметров W и G пленок.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of producing a nanoporous polymer Pl with open pores by carrying out the uniaxial stretching of Pl in contact with an adsorption-active medium with subsequent stages of removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment of Pl, carried out under conditions of holding Pl in tension condition in the direction of the drawing, at least one of the stages, such as drawing, removing the adsorption-active medium from Pl and heat treatment Pl is carried out with additional regulation of the transverse Pl th size. An additional regulation of the transverse dimension Pl is carried out with the aim of approximating the transverse dimension of the elongated Pl to its original width, which can significantly increase the values of the W and G parameters of the films.
В качестве исходной Пл можно использовать любые неориентированные или предварительно ориентированные Пл на основе различных полукристаллических и аморфных стеклообразных полимеров, например полиолефины (полиэтилены, полипропилены и пр.), полиамиды, полиэфиры (полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат и пр.), поливинилхлориды, поликарбонаты, полистиролы и пр. В качестве исходных полимеров можно использовать как гомополимеры, так и сополимеры, а также двухкомпонентные и многокомпонентные смеси полимеров, включая смеси полимеров с низкомолекулярными добавками. При этом средневесовую молекулярную массу (Mw) исходных полимеров и толщину Пл можно варьировать в широких пределах, например от 10000 до нескольких миллионов и от 5 до 1000 микрон (мкм) соответственно.As the initial Pl, you can use any non-oriented or pre-oriented Pl based on various semi-crystalline and amorphous glassy polymers, for example polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.), polyamides, polyesters (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc.), polyvinyl chloride, polycarbonates, polystyrenes and etc. As starting polymers, both homopolymers and copolymers, as well as two-component and multicomponent mixtures of polymers, including mixtures of polymers with -molecular additives. In this case, the weight average molecular weight (M w ) of the starting polymers and the thickness Pl can be varied over a wide range, for example, from 10,000 to several million and from 5 to 1000 microns (μm), respectively.
Проведение стадии вытяжки Пл в контакте с адсорбционно-активной средой обусловлено тем, что только в этих условиях в процессе вытяжки удается получить нанопористую полимерную Пл с высоким уровнем параметров пористости W и проницаемости (G).The stage of drawing Pl in contact with an adsorption-active medium is due to the fact that only under these conditions it is possible to obtain a nanoporous polymer Pl with a high level of porosity W and permeability (G) during the drawing process.
В качестве критерия возможного использования конкретной среды для вытяжки конкретного полимера можно использовать сопоставление механических показателей одноосной вытяжки полимерных образцов на воздухе и в присутствии адсорбционно-активной среды: снижение механических показателей (предела текучести и напряжения стационарного деформирования) в присутствии адсорбционно-активной среды должно быть не менее 5-7%.As a criterion for the possible use of a specific medium for drawing a specific polymer, one can use a comparison of the mechanical parameters of uniaxial drawing of polymer samples in air and in the presence of an adsorption-active medium: a decrease in mechanical indicators (yield strength and stress of stationary deformation) in the presence of an adsorption-active medium should not be less than 5-7%.
Нами было экспериментально обнаружено, что кроме перечисленных в прототипе жидких органических соединений в качестве адсорбционно-активной среды можно использовать бинарные или многокомпонентные растворы, включая водные растворы, а также пары таких веществ.We experimentally found that in addition to the liquid organic compounds listed in the prototype, binary or multicomponent solutions, including aqueous solutions, as well as vapors of such substances, can be used as an adsorption-active medium.
Кроме того, в предложенном способе можно использовать органические или водные растворы ионогенных или неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ), концентрацию которых в растворе можно варьировать в широких пределах. Использование в качестве адсорбционно-активной среды водно-органических растворов позволяет в значительной степени улучшить экологические показатели процесса, удешевить весь технологический процесс, включая стадию рекуперации, уменьшить пожароопасность технологического процесса.In addition, in the proposed method, you can use organic or aqueous solutions of ionic or nonionic surfactants, the concentration of which in the solution can be varied over a wide range. The use of aqueous-organic solutions as the adsorption-active medium can significantly improve the environmental performance of the process, reduce the cost of the entire process, including the recovery stage, and reduce the fire hazard of the process.
Одноосную вытяжку Пл можно проводить в широком интервале температур, например, от температуры плавления используемой адсорбционно-активной среды до температуры ее кипения.The uniaxial hood Pl can be carried out in a wide temperature range, for example, from the melting point of the adsorption-active medium used to its boiling point.
Вытяжку Пл можно осуществлять при различных скоростях, например от 1·10-2 до 1·106 мм/мин.Extraction Pl can be carried out at various speeds, for example from 1 · 10 -2 to 1 · 10 6 mm / min.
Степень вытяжки Пл можно варьировать в широких пределах, например от 5 до 600% в зависимости от природы полимера.The degree of extraction of Pl can be varied within wide limits, for example, from 5 to 600%, depending on the nature of the polymer.
Удаление адсорбционно-активной среды из вытянутой Пл (сушку Пл) можно проводить в широком интервале температур, например от температуры ниже комнатной до температуры плавления полукристаллического полимера или температуры стеклования аморфного полимера.Removal of the adsorption-active medium from the elongated Pl (drying Pl) can be carried out in a wide temperature range, for example, from a temperature below room temperature to the melting point of a semi-crystalline polymer or the glass transition temperature of an amorphous polymer.
Термообработку Пл можно осуществлять в широком интервале температур, например от температуры, превышающей температуру одноосной вытяжки не менее чем на 10°С, до температуры плавления полукристаллического полимера или температуры стеклования аморфного полимера. Возможно также проведение термообработки вытянутой Пл при температуре, превышающей температуру плавления кристаллического полимера. Однако при этом продолжительность термообработки должна составлять от долей секунды до нескольких секунд.The heat treatment of Pl can be carried out in a wide temperature range, for example, from a temperature exceeding the uniaxial drawing temperature by at least 10 ° C to the melting temperature of a semi-crystalline polymer or the glass transition temperature of an amorphous polymer. It is also possible to heat treat the elongated Pl at a temperature higher than the melting point of the crystalline polymer. However, the duration of the heat treatment should be from fractions of a second to several seconds.
В предложенном способе возможно совмещение стадий удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл, например, путем обработки вытянутой Пл струей горячего воздуха или иного газа.In the proposed method, it is possible to combine the stages of removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment of Pl, for example, by treating an elongated Pl with a stream of hot air or other gas.
Обязательное проведение стадии термообработки (отжига) Пл после удаления из вытянутой Пл адсорбционно-активной среды необходимо для фиксации пористости Пл и стабилизации структуры полимера.The obligatory carrying out of the stage of heat treatment (annealing) of Pl after removal of the adsorption-active medium from the stretched Pl is necessary for fixing the porosity of Pl and stabilizing the polymer structure.
Проведение стадий удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл в условиях удержания Пл в натянутом состоянии в направлении вытяжки Пл является обязательным, так как без такого удержания не удается сохранить значительную пористость Пл после термообработки.The stages of removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment of Pl under conditions of holding Pl in a stretched state in the direction of drawing Pl is mandatory, since without such retention it is not possible to maintain a significant porosity of Pl after heat treatment.
Необходимость регулирования поперечных размеров Пл, по крайней мере, на одной из стадий процесса (например, вытяжки, удаления адсорбционно-активной среды из Пл или ее термообработки) обусловлена тем, что только в этих условиях удается сохранить и стабилизировать высокий уровень пористости, возникающей в полимере на стадии его вытяжки в присутствии адсорбционно-активной среды, и обеспечить высокую проницаемость полученной Пл. При этом максимального эффекта сохранения высокого уровня пористости и проницаемости удается достичь при регулировании поперечных размеров Пл на всех стадиях процесса (вытяжки, удаления адсорбционно-активной среды из Пл и ее термообработки).The need to control the transverse dimensions of Pl, at least at one of the stages of the process (for example, drawing, removing the adsorption-active medium from Pl or its heat treatment) is due to the fact that only under these conditions it is possible to maintain and stabilize the high level of porosity that arises in the polymer at the stage of its drawing in the presence of an adsorption-active medium, and to ensure high permeability of the obtained Pl. In this case, the maximum effect of maintaining a high level of porosity and permeability can be achieved by adjusting the transverse dimensions of Pl at all stages of the process (drawing, removing the adsorption-active medium from Pl and its heat treatment).
Проводить регулирование поперечного размера Пл на стадиях вытяжки, удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки можно различными приемами, например путем использования пар зажимных устройств, фиксирующих поперечные размеры пленок за счет захвата пленки по ширине на стадиях вытяжки, удаления адсорбционно-активной среды и термообработки Пл при непрерывном способе получения Пл. Для этих целей можно использовать и другие приспособления, например один или несколько разгонных валков различной формы и конструкции (прижимные валки, бочкообразные и двухспиральные валки, валки, расположенные под углом к направлению движения пленки, и др.).The transverse dimension of Pl at the stages of drawing, removal of the adsorption-active medium from the Pl, and heat treatment can be regulated by various methods, for example, by using pairs of clamping devices that fix the transverse dimensions of the films by capturing the film in width at the stages of drawing, removing the adsorption-active medium, and heat treatment Pl with a continuous method of obtaining Pl. For these purposes, you can use other devices, for example, one or more accelerating rolls of various shapes and designs (pinch rolls, barrel-shaped and double helix rolls, rolls located at an angle to the direction of movement of the film, etc.).
Использовать предложенный нами способ можно как в непрерывном режиме получения нанопористой полимерной Пл с открытыми порами, так и в поэтапном варианте его осуществления.It is possible to use the method proposed by us both in the continuous mode of obtaining nanoporous polymer Pl with open pores, and in a phased version of its implementation.
Преимущества предложенного способа иллюстрируют следующие примеры.The advantages of the proposed method are illustrated by the following examples.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Опыт проводят с рулоном Пл полиэтилена высокой плотности с Mw=3·105 и степенью кристалличности 64%. Толщина Пл 55 мкм. Исходные длина и ширина Пл в рулоне составляют соответственно 60 м и 100 мм.The experiment is carried out with a roll of high density polyethylene PL with M w = 3 · 10 5 and a degree of crystallinity of 64%. The thickness is 55 μm. The initial length and width Pl in the roll are 60 m and 100 mm, respectively.
Одноосную вытяжку Пл со скоростью 20 мм/мин на величину 250% осуществляют при 20°С в непрерывном режиме с помощью вытяжной машины за счет разности скоростей на подающих и принимающих валках. С подающих валков Пл поступает в ванну, заполненную адсорбционно-активной средой, гептаном. Поперечный размер Пл на стадии вытяжки, а также на последующих стадиях удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл регулируют путем удержания краев Пл с помощью пар зажимов, фиксирующих ширину Пл в направлении, перпендикулярном направлению движения Пл.The uniaxial hood Pl at a speed of 20 mm / min by 250% is carried out at 20 ° C in a continuous mode using a hood machine due to the difference in speeds on the feed and receiving rolls. From the feed rolls, Pl enters a bathtub filled with an adsorption-active medium, heptane. The transverse dimension of Pl at the drawing stage, as well as at subsequent stages of removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment of Pl is controlled by holding the edges of Pl with the help of pairs of clamps fixing the width of Pl in the direction perpendicular to the direction of motion of Pl.
Удаление гептана из влажной Пл проводят в непрерывном режиме путем пропускания вытянутой Пл через следующую систему из приемных пяти вальцев при 20°С путем подачи струи сухого воздуха под давлением. При этом Пл удерживают в натянутом состоянии в направлении вытяжки. После высушивания исходная прозрачная Пл приобретает молочно-белый цвет, что свидетельствует о формировании в ней пор.Removal of heptane from wet Pl is carried out in a continuous mode by passing an elongated Pl through the next system from the receiving five rollers at 20 ° C by applying a stream of dry air under pressure. In this case, the Pl is held in tension in the drawing direction. After drying, the initial transparent Pl acquires a milky white color, which indicates the formation of pores in it.
Термообработку высушенной Пл осуществляют в непрерывном режиме путем пропускания высушенной Пл через третью систему приемных пяти вальцев при 125°С в течение 2 мин подачей струи горячего воздуха при удерживании Пл в натянутом состоянии в направлении вытяжки. Получают нанопористую полимерную Пл шириной 100 мм с открытыми порами диаметром 7.5±1 нм. W полученной Пл в свободном состоянии составляет 62%. G этанола через полученную Пл достигает 35 л/(м2·ч·атм).Heat treatment of dried Pl is carried out in a continuous mode by passing the dried Pl through a third receiving system of five rollers at 125 ° C for 2 min by supplying a stream of hot air while holding Pl in a stretched state in the drawing direction. Obtain a nanoporous polymer Pl 100 mm wide with open pores with a diameter of 7.5 ± 1 nm. W received Pl in the free state is 62%. G ethanol through the obtained Pl reaches 35 l / (m 2 · h · ATM).
Полученная Пл обладает высокой стабильностью свойств при ее дальнейшем использовании в свободном состоянии: все рабочие характеристики, такие как значения параметров W и G сохраняются в течение длительного времени.The obtained Pl has high stability of properties during its further use in the free state: all performance characteristics, such as the values of the parameters W and G, are stored for a long time.
Пл, полученная аналогичным способом, но без регулирования поперечных размеров на стадиях вытяжки, удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл имеет ширину 35-40 мм и обладает низкими значениями параметров W и G от 5 до 7% и 0.8 л/(м2·ч·атм) соответственно.Pl, obtained in a similar way, but without adjusting the transverse dimensions at the stages of drawing, removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment, Pl has a width of 35-40 mm and has low W and G parameters from 5 to 7% and 0.8 l / (m 2 · h · atm), respectively.
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Опыт проводят с рулоном Пл полиэтилена высокой плотности с Mw=3·105 и степенью кристалличности 68%. Толщина Пл 25 мкм. Исходные длина и ширина Пл в рулоне составляют соответственно 30 м и 100 мм.The experiment is carried out with a roll of high density polyethylene PL with M w = 3 · 10 5 and a crystallinity of 68%. Thickness Pl 25 microns. The initial length and width Pl in the roll are 30 m and 100 mm, respectively.
Одноосную вытяжку Пл со скоростью 30 мм/мин на величину 200% осуществляют при 30°С в непрерывном режиме с помощью вытяжной машины за счет разности скоростей на подающих и принимающих ее валках. С подающих валков Пл поступает в ванну, заполненную адсорбционно-активной средой - 5%-ным раствором н-бутилового спирта в воде. Поперечный размер Пл в процессе вытяжки, а также на последующих стадиях удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл регулируют путем удержания краев Пл с помощью пар зажимов, фиксирующих ширину Пл в направлении, перпендикулярном направлению движения Пл.The uniaxial hood Pl at a speed of 30 mm / min by 200% is carried out at 30 ° C in a continuous mode using a hood machine due to the speed difference on the feed and receiving rolls. From the feed rolls, Pl enters a bathtub filled with an adsorption-active medium — a 5% solution of n-butyl alcohol in water. The transverse dimension of the plane during drawing, as well as at subsequent stages of removal of the adsorption-active medium from the plane and heat treatment of the plane is controlled by holding the edges of the plane using pairs of clamps that fix the width of the plane in the direction perpendicular to the direction of movement of the plane.
Стадии удаления жидкой среды из влажной Пл и термообработки Пл проводят в непрерывном режиме, совмещая их путем подачи струи горячего сухого воздуха при 120°С под давлением в течение 5 мин. При этом Пл удерживают в натянутом состоянии в направлении вытяжки. После удаления жидкой среды из Пл и термообработки Пл исходная прозрачная Пл приобретает молочно-белый цвет, что свидетельствует о формировании в ней пор.The stages of liquid removal from the wet Pl and heat treatment of Pl are carried out in a continuous mode, combining them by supplying a jet of hot dry air at 120 ° C under pressure for 5 min. In this case, the Pl is held in a taut state in the drawing direction. After removal of the liquid medium from Pl and heat treatment of Pl, the initial transparent Pl becomes milky white, which indicates the formation of pores in it.
При поступлении на приемный валок машины получают нанопористую полимерную Пл шириной 93 мм с открытыми порами диаметром 8.5 нм. W полученной Пл в свободном состоянии составляет 44%. G этанола через полученную Пл достигает 20 л/(м2·ч·атм).Upon receipt of the machine, a nanoporous polymer Pl 93 mm wide with open pores with a diameter of 8.5 nm is obtained. W received Pl in the free state is 44%. G ethanol through the obtained Pl reaches 20 l / (m 2 · h · ATM).
Полученная Пл обладает высокой стабильностью свойств при ее дальнейшем использовании в свободном состоянии: все рабочие характеристики, такие как значения параметров W и G сохраняются в течение нескольких лет.The obtained Pl has high stability of properties during its further use in the free state: all performance characteristics, such as the values of the parameters W and G, are preserved for several years.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
Опыт проводят с Пл амофного стеклообразного полиэтилентерефталата с Mw=7·104. Размер образца 100×50 мм (ширина: длина). Толщина Пл 170 мкм.The experiment is carried out with Pl amophic glassy polyethylene terephthalate with M w = 7 · 10 4 . Sample size 100 × 50 mm (width: length). Thickness Pl 170 μm.
Одноосную вытяжку Пл со скоростью 3 мм/мин на величину 100% осуществляют при 40°С в ручных зажимах в присутствии адсорбционно-активной среды - насыщенного водного раствора поверхностно-активного вещества, додецилсульфата натрия. После вытяжки влажную Пл закрепляют по всему контуру в металлической рамке с полным удержанием размеров Пл.The uniaxial extract of Pl at a speed of 3 mm / min by 100% is carried out at 40 ° C in manual clamps in the presence of an adsorption-active medium - a saturated aqueous solution of a surfactant, sodium dodecyl sulfate. After drawing, wet Pl is fixed along the entire contour in a metal frame with full retention of Pl dimensions.
Удаление адсорбционно-активной среды из влажной закрепленной Пл проводят при комнатной температуре путем промывки Пл водой, а затем подачей струи сухого воздуха под давлением при температуре 40°С в течение 10 мин.Removal of the adsorption-active medium from the wet fixed Pl is carried out at room temperature by washing Pl with water, and then by applying a stream of dry air under pressure at a temperature of 40 ° C for 10 min.
После высвобождении Пл из металлической рамки проводят термооботку Пл путем отжига в сушильном шкафу при 1000°С в течение 10 с. После удаления адсорбционно-активной среды из Пл и термообработки Пл исходная прозрачная Пл приобретает молочно-белый цвет, что свидетельствует о формировании в ней пор.After releasing Pl from the metal frame, heat treatment of Pl is carried out by annealing in an oven at 1000 ° C for 10 s. After removal of the adsorption-active medium from Pl and heat treatment of Pl, the initial transparent Pl becomes milky white, which indicates the formation of pores in it.
Получают нанопористую полимерную Пл с шириной 97 мм и порами диаметром 4.3±1 нм. W полученной Пл в свободном состоянии составляет 33%. G этанола через полученную Пл достигает 2-3 л/(м2·ч·атм).Get nanoporous polymer Pl with a width of 97 mm and pores with a diameter of 4.3 ± 1 nm. W received Pl in the free state is 33%. G ethanol through the obtained Pl reaches 2-3 l / (m 2 · h · ATM).
Полученная Пл обладает высокой стабильностью свойств при ее дальнейшем использовании в свободном состоянии: все рабочие характеристики, такие как значения параметров W и G сохраняются в течение длительного времени.The obtained Pl has high stability of properties during its further use in the free state: all performance characteristics, such as the values of the parameters W and G, are stored for a long time.
ПРИМЕР 4EXAMPLE 4
Опыт проводят с рулоном Пл изотактического полипропилена с Mw=3·105 и степенью кристалличности 42%. Толщина Пл 40 мкм. Исходные длина и ширина Пл в рулоне составляют соответственно 80 м и 100 мм.The experiment is carried out with a roll of Pl of isotactic polypropylene with M w = 3 · 10 5 and a degree of crystallinity of 42%. The thickness of the Pl is 40 microns. The initial length and width Pl in the roll are respectively 80 m and 100 mm.
Одноосную вытяжку Пл со скоростью 60 мм/мин на величину 150% осуществляют при 20°С в непрерывном режиме с помощью вытяжной машины за счет разности скоростей на подающих и принимающих ее валках. С подающих валков Пл поступает в ванну, заполненную адсорбционно-активной средой, изопропанолом. Поперечный размер Пл в процессе вытяжки и последующих стадий удаления изопропанола из Пл и термообработки Пл регулируют путем пропускания Пл через цилиндрический валок, расположенный перед приемными валками вытяжной машины на каждой из стадий способа и имеющий на своей поверхности выступающие элементы в виде двух разгонных спиралей.A uniaxial hood Pl at a speed of 60 mm / min for a value of 150% is carried out at 20 ° C in a continuous mode using a hood machine due to the difference in speeds on the feed and receiving rolls. From the feed rolls, Pl enters a bath filled with an adsorption-active medium, isopropanol. The transverse dimension of Pl during the drawing process and subsequent stages of removing isopropanol from Pl and heat treatment of Pl is regulated by passing Pl through a cylindrical roller located in front of the receiving rollers of the exhaust machine at each of the stages of the method and having protruding elements in the form of two accelerating spirals on its surface.
Удаление изопропанола из влажной Пл проводят в непрерывном режиме при 20°С путем подачи струи сухого воздуха под давлением.Removal of isopropanol from wet Pl is carried out continuously at 20 ° C by applying a stream of dry air under pressure.
Термообработку высушенной Пл осуществляют в непрерывном режиме при течение 30с путем пропускания Пл между двумя металлическими пластинами, нагретыми до 140°С.The heat treatment of dried Pl is carried out continuously for 30 s by passing Pl between two metal plates heated to 140 ° C.
При этом Пл на стадиях удаления изопропанола из Пл и термообработки Пл удерживают в натянутом состоянии в направлении вытяжки. После удаления изопропанола из Пл исходная прозрачная Пл приобретает молочно-белый цвет, что свидетельствует о формировании в ней пор.At the same time, the Pl at the stages of isopropanol removal from the Pl and heat treatment of the Pl is held in a stretched state in the drawing direction. After removal of isopropanol from Pl, the initial transparent Pl becomes milky white, which indicates the formation of pores in it.
При поступлении на последний приемный валок машины получают нанопористую полимерную Пл шириной 80 мм с открытыми порами диаметром 4.5 нм. W полученной Пл в свободном состоянии составляет 35%. G этанола через полученную Пл достигает 8 л/(м2·ч·атм).Upon receipt at the last take-up roll of the machine, a nanoporous polymer Pl 80 mm wide with open pores with a diameter of 4.5 nm is obtained. W received Pl in the free state is 35%. G ethanol through the obtained Pl reaches 8 l / (m 2 · h · ATM).
Полученная Пл обладает высокой стабильностью свойств при ее дальнейшем использовании в свободном состоянии: все рабочие характеристики, такие как значения параметров W и G, сохраняются в течение длительного времени.The obtained Pl has high stability of properties during its further use in the free state: all performance characteristics, such as the values of the parameters W and G, are stored for a long time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005134983/12A RU2308375C2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005134983/12A RU2308375C2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005134983A RU2005134983A (en) | 2007-05-20 |
| RU2308375C2 true RU2308375C2 (en) | 2007-10-20 |
Family
ID=38163897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005134983/12A RU2308375C2 (en) | 2005-11-11 | 2005-11-11 | Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2308375C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2456310C2 (en) * | 2010-08-02 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Method of producing polymer additive |
| RU2470699C1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-12-27 | Байонир Корпорейшн | Nanoporous films and method of their production |
| RU2576049C2 (en) * | 2014-06-09 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for obtaining nanoporous polymer materials |
| RU2676765C1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of obtaining nanoporous polymers |
| RU2708844C1 (en) * | 2018-10-04 | 2019-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of producing mesoporous waterproofing polymer materials based on polytetrafluoroethylene and material obtained using said method |
| RU2711547C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of producing mesoporous mechanically sensitive polymer materials |
| RU2773195C2 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) | Method for producing an open-cell polymer material |
-
2005
- 2005-11-11 RU RU2005134983/12A patent/RU2308375C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2470699C1 (en) * | 2009-03-27 | 2012-12-27 | Байонир Корпорейшн | Nanoporous films and method of their production |
| RU2456310C2 (en) * | 2010-08-02 | 2012-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Method of producing polymer additive |
| RU2576049C2 (en) * | 2014-06-09 | 2016-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for obtaining nanoporous polymer materials |
| RU2676765C1 (en) * | 2017-07-18 | 2019-01-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of obtaining nanoporous polymers |
| RU2708844C1 (en) * | 2018-10-04 | 2019-12-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of producing mesoporous waterproofing polymer materials based on polytetrafluoroethylene and material obtained using said method |
| RU2711547C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method of producing mesoporous mechanically sensitive polymer materials |
| RU2773195C2 (en) * | 2020-11-17 | 2022-05-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» (ДВФУ) | Method for producing an open-cell polymer material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005134983A (en) | 2007-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2308375C2 (en) | Method of production of the nanoporous polymeric film with the open pores | |
| Park et al. | Hydrophilic polyvinyl alcohol coating on hydrophobic electrospun nanofiber membrane for high performance thin film composite forward osmosis membrane | |
| Wang et al. | Preparation of nanofiltration membranes from polyacrylonitrile ultrafiltration membranes | |
| Tomaszewska | Preparation and properties of flat-sheet membranes from poly (vinylidene fluoride) for membrane distillation | |
| US8512612B2 (en) | Nano-fibered membrane for western blot and manufacturing method of the same | |
| Kusumocahyo et al. | Dehydration of acetic acid by pervaporation with charged membranes | |
| KR100458615B1 (en) | High Porosity Polyvinylidene Difluoride Membrane | |
| US8425814B2 (en) | Method for preparing hydrophilic polyethersulfone membrane | |
| US4147745A (en) | Process for producing semipermeable membranes | |
| JPH0470046B2 (en) | ||
| Apel et al. | Surfactant-controlled etching of ion track nanopores and its practical applications in membrane technology | |
| CN113522058B (en) | High-performance composite forward osmosis membrane based on polyolefin microporous substrate and preparation method thereof | |
| GB1594639A (en) | Process of making porous membranes and the membrane products | |
| CN107469650B (en) | Preparation method of hydrophobic macroporous polyimide nanofiber forward osmosis membrane | |
| Yu et al. | Nafion-PTFE hollow fiber composite membranes for improvement of anti-fouling and anti-wetting properties in vacuum membrane distillation | |
| JP2007313491A (en) | Low stain resistance vinylidene fluoride family resin porosity water treatment membrane and its manufacturing method | |
| JP2001120940A (en) | Method and device for separating/removing carbon dioxide by liquid membrane | |
| JP2009030024A (en) | Method for producing composite semipermeable membrane | |
| EP1284811B1 (en) | Method of manufacturing membranes and the resulting membranes | |
| JP2539799B2 (en) | Method for manufacturing gas selective permeable membrane | |
| Idris et al. | Novel high performance hollow fiber ultrafiltration membranes spun from LiBr doped solutions | |
| EP0147570B1 (en) | Process for the manufacture of asymmetric, porous membranes and product thereof | |
| RU2676765C1 (en) | Method of obtaining nanoporous polymers | |
| RU2576049C2 (en) | Method for obtaining nanoporous polymer materials | |
| Wang et al. | Preparation of temperature sensitive poly (vinylidene fluoride) hollow fiber membranes grafted with N‐isopropylacrylamide by a novel approach |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071112 |