RU2766562C1 - Эластичная неармированная мембрана - Google Patents
Эластичная неармированная мембрана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2766562C1 RU2766562C1 RU2019140378A RU2019140378A RU2766562C1 RU 2766562 C1 RU2766562 C1 RU 2766562C1 RU 2019140378 A RU2019140378 A RU 2019140378A RU 2019140378 A RU2019140378 A RU 2019140378A RU 2766562 C1 RU2766562 C1 RU 2766562C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- membrane
- exchange resin
- cation
- polymer
- crushed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к техническим изделиям в области фильтрации растворов и основано на ионообменных смолах и композиционных связующих материалах, в частности к эластичной неармированной мембране. Мембрану получают путем механического смешения расплавов полимеров, измельченной катионообменной смолы и связующего полимера. Причем катионообменную смолу измельчают до фракции 10-63 мкм, а в качестве связующего полимера используется пластифицированный термостабилизированный поливинилхлорид совместно с этилвинилацетатом в соотношении 10:1, где содержание связующего полимера составляет 30-50 мас.%. При этом используют катиониты, имеющие удельный объем 4,0±0,1 см3/г макропористой структуры и 2,8±0,1 см3/г гелевой структуры. Техническим результатом заявленного изобретения является повышение проницаемости ионов и увеличение сроков эксплуатации мембраны. 1 табл., 12 пр.
Description
Изобретение относится к области химической, нефтехимической промышленности и направлена на использования в областях разделения примесей в растворах, в том числе водоочистке. Данный метод разделения (электродиализ) основан на водородной связи при электромиграции ионов. Во многих случаях электродиализ с высокой интенсивностью ведут при повышенных плотностях тока. При этом повышенное скопление диффузионной плотности тока на поверхности ионообменного сополимера является причиной генерации водородных и гидроксильных ионов. Помимо электрического воздействия на прочность мембраны существенно влияет процесс набухания в рабочей среде и вибрации при эксплуатации установки. Все это ведет к механическому износу мембраны и нарушению процесса электродиализа.
Аппаратурное оформление электродиализатора для предлагаемой технической модели аналогично патентам RU 23579; 41423; 23578; 69414 и другим электродиализаторам, в которых используются катионообменные мембраны.
Известны композиционные катионообменные мембраны (патент РФ №118213, МПК B01D 71/36 (2006.01), В82В 1/00 (2006.01), опубл. 20.07.2012; патент РФ №2385970, МПК (51) С25В 13/08 (2006.01), С25В 9/00 (2006.01), опубл. 10.04.2010; патент РФ №2352384, МПК (51) B01D 71/00 (2006.01), В82В 1/00 (2006.01), опубл. 20.04.2009). Данные мембраны состоят из сульфированного полимера (сополимера), который наносится на шероховатую или выпуклую поверхность пленки и модифицированы сульфированными или иными подложками. Основной задачей данных мембран является повышение ионного обмена через мембраны. Однако, несмотря на эффективную работу данных мембран, при продолжительной эксплуатации в мембранах нарушается целостность, что приводит к необходимости замены мембраны на новую.
Наиболее близким аналогом является катионообменная мембрана, применяемая в патенте РФ №119340, МПК C02F 1/00 (2006.01), опубл. 20.08.2012, состоящая из катионообменного материала, выполненного в виде ткани. Существенным недостатком аналога является относительно низкая проницаемость ионов при увеличении сроков эксплуатации мембраны за счет утолщения.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что катионообменная мембрана получена путем механического смешения расплавов полимеров: измельченной катионообменной смолы и связующего полимера. В качестве связующего полимера используется пластифицированный поливинилхлорид, совмещенный с этилвинилацетатом (ЭВА).
В отличие от прототипа связующий полимер является более мягким материалом, что позволяет получить эластичную мембрану. Содержанием пластификатора в поливинилхлориде можно регулировать эластичность мембраны. Соотношение пластифицированного ПВХ и ЭВА составляет 10:1.
Достигнутые результаты иллюстрируются следующими примерами:
Пример 1. Катионообменная смола с удельным объемом 4,0±0,1 см3/г, произведенная в макропористом исполнении, высушивается до остаточной влаги 1÷2%масс. и измельчается до фракции 40÷63 мкм. В двухшнековом экструдере с соотношением L/D=50 в первой зоне расплавляется формующий полимер (пластифицированный поливинилхлорид термостабилизированный). Во второй зоне в расплав полимера вводится измельченная катионообменная смола. Во второй и третьей зонах происходит перемешивание компонентов до равномерного состояния. Соотношение формующего полимера к катионообменной смоле 30:70 (масс.). После эктрудирования смешенная масса направлялась на каландрование с последующей конденсацией.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 2. Мембрану получали аналогично примеру 1, но катионообменную смолу измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 1.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 3. Мембрану получали аналогично примеру 1, но катионообменную смолу измельчали до фракции менее 20 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 1.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 4. Мембрану получали аналогично примеру 1, но использовали катионообменную смолу двух видов: макропористую форму с удельным объемом 4,0±0,1 см3/г и гелевую форму с удельным объемом 2,8±0,1 см3/г. Соотношение макропористого катионита к гелевому составлял 50:50 (масс.). Катиониты обоих видов измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 1.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 5. Мембрану получали аналогично примеру 1, но содержание формующего полимера (пластифицированного ПВХ) в конечной мембране составляло 40% (масс.) - соотношение формующего полимера к катионообменной смоле 40:60 (масс.). Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 1.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 6. Мембрану получали аналогично примеру 5, но катионообменную смолу измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 5.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 7. Мембрану получали аналогично примеру 5, но катионообменную смолу измельчали до фракции менее 20 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 5.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 8. Мембрану получали аналогично примеру 5, но использовали катионообменную смолу двух видов: макропористую форму с удельным объемом 4,0±0,1 см3/г и гелевую форму с удельным объемом 2,8±0,1 см3/г. Соотношение макропористого катионита к гелевому составлял 50:50 (масс.). Катиониты обоих видов измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 5.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 9. Мембрану получали аналогично примеру 1, но содержание формующего полимера (пластифицированного ПВХ) в конечной мембране составляло 50% (масс.) - соотношение формующего полимера к катионообменной смоле 50:50 (масс.). Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 1.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 10. Мембрану получали аналогично примеру 9, но катионообменную смолу измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 9.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 11. Мембрану получали аналогично примеру 9, но катионообменную смолу измельчали до фракции менее 20 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 9.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Пример 12. Мембрану получали аналогично примеру 9, но использовали катионообменную смолу двух видов: макропористую форму с удельным объемом 4,0±0,1 см3/г и гелевую форму с удельным объемом 2,8±0,1 см3/г. Соотношение макропористого катионита к гелевому составлял 50:50 (масс.). Катиониты обоих видов измельчали до фракции 20÷40 мкм. Все остальные характеристики сырья, оборудования и режима производства использовали как в примере 9.
Характеристики полученной мембраны показаны в таблице 1. Каждое значение в таблице 1 является среднеарифметическим вычислением результатов испытания пяти анализируемых образцов каждой мембраны.
Claims (1)
- Эластичная неармированная мембрана, полученная путем механического смешения расплавов полимеров: измельченной катионообменной смолы и связующего полимера, отличающаяся тем, что катионообменную смолу измельчают до фракции 10-63 мкм, а в качестве связующего полимера используется пластифицированный термостабилизированный поливинилхлорид совместно с этилвинилацетатом в соотношении 10:1, где содержание связующего полимера составляет 30-50 мас.%, при этом используют катиониты, имеющие удельный объем 4,0±0,1 см3/г макропористой структуры и 2,8±0,1 см3/г гелевой структуры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140378A RU2766562C1 (ru) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Эластичная неармированная мембрана |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019140378A RU2766562C1 (ru) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Эластичная неармированная мембрана |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2766562C1 true RU2766562C1 (ru) | 2022-03-15 |
Family
ID=80736688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019140378A RU2766562C1 (ru) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Эластичная неармированная мембрана |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2766562C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55116404A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-08 | Tokuyama Soda Co Ltd | Electrodialysis |
| US6814865B1 (en) * | 2001-12-05 | 2004-11-09 | Seventy-Seventh Meridian Corporation Llc | Ion exchange membranes, methods and processes for production thereof and uses in specific applications |
| JP2008239909A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Masanori Sasaki | 水系エマルジョンを樹脂原料とするイオン交換膜 |
| RU118213U1 (ru) * | 2012-03-21 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Композиционная катионообменная мембрана |
| RU2489200C1 (ru) * | 2012-03-21 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ получения гетерогенной катионообменной мембраны (варианты) |
-
2019
- 2019-03-05 RU RU2019140378A patent/RU2766562C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55116404A (en) * | 1979-03-05 | 1980-09-08 | Tokuyama Soda Co Ltd | Electrodialysis |
| US6814865B1 (en) * | 2001-12-05 | 2004-11-09 | Seventy-Seventh Meridian Corporation Llc | Ion exchange membranes, methods and processes for production thereof and uses in specific applications |
| JP2008239909A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Masanori Sasaki | 水系エマルジョンを樹脂原料とするイオン交換膜 |
| RU118213U1 (ru) * | 2012-03-21 | 2012-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Композиционная катионообменная мембрана |
| RU2489200C1 (ru) * | 2012-03-21 | 2013-08-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ получения гетерогенной катионообменной мембраны (варианты) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1101790B1 (en) | Methods and apparatus for the formation of heterogeneous ion-exchange membranes | |
| CN1056785C (zh) | 多孔离子交换剂和生产去离子水的方法 | |
| CA2812805C (en) | Resilient ion exchange membranes | |
| JP4044148B2 (ja) | 電気化学を利用するイオン交換 | |
| US2827426A (en) | Cationic permselective membranes and their use in electrolysis | |
| EP0662099A1 (en) | Heterogeneous membrane and method | |
| JPH06506867A (ja) | 電気脱イオン化装置 | |
| US3817772A (en) | Semi-permeable membranes and method of production | |
| RU2766562C1 (ru) | Эластичная неармированная мембрана | |
| CN106466561B (zh) | 一种高致密性阳离子交换膜的连续制造方法 | |
| Das et al. | Cation-exchange membrane with low frictional coefficient and high limiting current density for energy-efficient water desalination | |
| AU769448B2 (en) | Ion-selective membranes, their production process, use of the ion- selective membranes, and apparatuses provided with the ion-selective membranes | |
| US3721623A (en) | Method of improving the salt rejection of semipermeable reverse osmosis membranes | |
| JP3525633B2 (ja) | 不均質イオン交換膜 | |
| EP2686089B1 (de) | Filtermembran auf polyolefinbasis und verfahren zur herstellung | |
| JP2010222533A (ja) | イオン交換体及びその製造方法 | |
| US3227662A (en) | Antipolarization membrane having anionic and cationic areas | |
| JP2012236172A (ja) | 再生式軟水化装置 | |
| US20020128334A1 (en) | Heterogeneous ion exchange membrane and method of manufacturing thereof | |
| JPH10216717A (ja) | 多孔質イオン交換体及び脱イオン水の製造方法 | |
| JP5282860B2 (ja) | 電気脱イオン装置 | |
| JP5196138B2 (ja) | 電気脱イオン装置及び純水製造システム | |
| JPH10192716A (ja) | 多孔質イオン交換体および脱イオン水の製造方法 | |
| Zich et al. | Characterization of Ion Exchange Material Behavior under Pressure Simulating Electro-Membrane Cell Conditions | |
| KR20160060889A (ko) | 니트릴 고무를 함유한 스티렌계-tert-부틸스티렌계 양이온교환 복합막 및 이의 제조방법 |