RU2818729C1 - Method of producing microporous material based on polyvinyl acetal and microporous material based on polyvinyl acetal for separation of components of aqueous suspensions and emulsions and purification of water from mechanical impurities and dissolved organic and organoelement substances - Google Patents
Method of producing microporous material based on polyvinyl acetal and microporous material based on polyvinyl acetal for separation of components of aqueous suspensions and emulsions and purification of water from mechanical impurities and dissolved organic and organoelement substances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2818729C1 RU2818729C1 RU2023106574A RU2023106574A RU2818729C1 RU 2818729 C1 RU2818729 C1 RU 2818729C1 RU 2023106574 A RU2023106574 A RU 2023106574A RU 2023106574 A RU2023106574 A RU 2023106574A RU 2818729 C1 RU2818729 C1 RU 2818729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microporous material
- water
- aldehyde
- mixture
- stage
- Prior art date
Links
- 239000012229 microporous material Substances 0.000 title claims abstract description 68
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 title claims abstract description 9
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 9
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 125000000744 organoheteryl group Chemical group 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 title abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 23
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 29
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims description 9
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims description 9
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims description 9
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 4
- 229940057950 sodium laureth sulfate Drugs 0.000 claims description 4
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M sodium;2-[2-(2-dodecoxyethoxy)ethoxy]ethyl sulfate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOCCOCCOCCOS([O-])(=O)=O SXHLENDCVBIJFO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 19
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 abstract 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 1
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 1
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 1
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006359 acetalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Группа изобретений относится к способу создания микропористых материалов и микропористому материалу, характеризующемуся сквозной микропористостью и высокой сорбционной емкостью по отношению к воде.A group of inventions relates to a method for creating microporous materials and a microporous material characterized by end-to-end microporosity and high sorption capacity with respect to water.
Полученные материалы востребованы в различных отраслях промышленности для решения задач по разделению компонентов водных суспензий и эмульсий, а также для очистки воды от механических примесей и растворенных в ней органических и элементоорганических веществ. Высокие показатели влагопоглощения также позволяют использовать микропористые материалы для эффективного осушения газовых сред.The resulting materials are in demand in various industries for solving problems of separating the components of aqueous suspensions and emulsions, as well as for purifying water from mechanical impurities and organic and organoelement substances dissolved in it. High moisture absorption rates also allow the use of microporous materials for effective drying of gaseous media.
Микропористые материалы должны обладать высокими сорбционными свойствами. Для этого важно не только химическое строение, обеспечивающее хорошее сродство с водой, но и фазовая структура материала. Развитая система сквозных пор обеспечивает высокую удельную площадь поверхности сорбирования, что в совокупности с высокими значениями энергетических характеристик поверхности и сорбционной емкости материала позволяет ему выполнять функции по разделению полярных и неполярных компонентов жидких и газовых сред.Microporous materials must have high sorption properties. For this, not only the chemical structure, which ensures good affinity with water, is important, but also the phase structure of the material. The developed system of through pores provides a high specific sorption surface area, which, together with the high values of the energy characteristics of the surface and the sorption capacity of the material, allows it to perform the functions of separating polar and non-polar components of liquid and gaseous media.
Образцы микропористого материала на основе поливинилформаля, полученные согласно опубликованному ранее способу [https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.152-153.1650], характеризуются отличными механическими свойствами и высокой сорбционной емкостью, однако использование карбоната натрия на одной из стадий изготовления приводит к интенсивному выделению углекислого газа, который невозможно полностью вывести из реакционной среды, что приводит к формированию полостей макроскопических размеров и, как следствие, делает материал непригодным для микрофазного разделения веществ.Samples of microporous material based on polyvinylformal, obtained according to a previously published method [https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.152-153.1650], are characterized by excellent mechanical properties and high sorption capacity, however, the use of sodium carbonate one of the manufacturing stages leads to intense release of carbon dioxide, which cannot be completely removed from the reaction medium, which leads to the formation of cavities of macroscopic sizes and, as a consequence, makes the material unsuitable for microphase separation of substances.
В работе [https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.06.023] было показано, что использование в процессе изготовления альгината натрия позволяет получить образцы микропористого материала на основе поливинилформаля с развитой пористой структурой и увеличить модуль упругости образцов с 0,12 до 2 МПа.In the work [https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.06.023] it was shown that the use of sodium alginate in the manufacturing process makes it possible to obtain samples of microporous material based on polyvinylformal with a developed porous structure and to increase the elastic modulus of the samples from 0 ,12 to 2 MPa.
Микропористые материалы могут применяться для решения задач, связанных с очисткой сточных вод. Для этого они должны демонстрировать достаточно высокие физико-механические характеристики, как в режиме непрерывного воздействия, так и в режиме циклических нагрузок. Описанный в патенте [RU2267346C2, дата публикации: 10.01.2006 г., МПК: B01D 9/00, B01D 39/16, B01D 17/02] способ получения пористых армированных поливинилформалей позволяет регулировать структуру материала в широком диапазоне размеров пор, при этом полученные образцы достигают высоких прочностных характеристик посредством их армирования волокнистыми материалами, что существенно усложняет процесс получения изделий и накладывает ряд технологических ограничений, несоблюдение которых может привести к получению неоднородностей в структуре материала, а также данный способ существенно ограничивает возможность адаптивно регулировать размеры конечного изделия и усложняет способы его вторичной переработки и утилизации.Microporous materials can be used to solve problems associated with wastewater treatment. To do this, they must demonstrate sufficiently high physical and mechanical characteristics, both in the mode of continuous exposure and in the mode of cyclic loads. Described in the patent [RU2267346C2, publication date: 01/10/2006, IPC: B01D 9/00, B01D 39/16, B01D 17/02] the method for producing porous reinforced polyvinyl formals allows you to adjust the structure of the material in a wide range of pore sizes, while the resulting samples achieve high strength characteristics by reinforcing them with fibrous materials, which significantly complicates the process of obtaining products and imposes a number of technological restrictions, non-compliance with which can lead to inhomogeneities in the structure of the material, and also this method significantly limits the ability to adaptively adjust the dimensions of the final product and complicates the methods for its recycling and disposal.
Авторы патента [RU125874U1, дата публикации: 20.03.2013 г., МПК: B01D 29/11] предлагают конструкцию фильтрующего элемента на основе микропористого материала из поливинилформаля с развитой пористой структурой, что достигается за счет использования на одном из этапов получения образца зерен крахмала различного размера. На конечную пористую структуру материала влияет, как дисперсность крахмала, так и его химическая природа (способ его модификации) и, как следствие, температурные и временные режимы набухания крахмала в реакционной среде. В патенте приведены данные о возможности использования разработанных фильтров для механической очистки, либо об использовании их для очистки газов от паров воды, однако область их использования остается ограниченной.The authors of the patent [RU125874U1, publication date: 03.20.2013, IPC: B01D 29/11] propose the design of a filter element based on microporous material made of polyvinylformal with a developed porous structure, which is achieved through the use of different starch grains at one of the stages of obtaining a sample size. The final porous structure of the material is influenced by both the dispersion of starch and its chemical nature (the method of its modification) and, as a consequence, the temperature and time regimes of starch swelling in the reaction medium. The patent provides data on the possibility of using the developed filters for mechanical cleaning, or using them to purify gases from water vapor, but the scope of their use remains limited.
В качестве прототипа настоящей группы изобретений выбран микропористый материал и способ изготовления микропористого материала на основе поливинилформаля, включающий в себя этап растворения в воде поливинилового спирта, этап добавления к полученному раствору порообразователя, представленного полисахаридом, этап добавления в полученную смесь сшивающего агента, представленного альдегидом, этап формования и отверждения смеси и этапы промывки и сушки отвержденного материала, при этом в качестве полисахарида используется крахмал с различным размером зерен или декстрин [RU2681906C2, дата публикации: 13.03.2019 г. МПК: B01D 39/16, B01D 39/14, C08L 29/04].As a prototype of the present group of inventions, a microporous material and a method for producing microporous material based on polyvinylformal are selected, which includes the stage of dissolving polyvinyl alcohol in water, the stage of adding a pore-forming agent represented by a polysaccharide to the resulting solution, the stage of adding a cross-linking agent represented by an aldehyde to the resulting mixture, the stage molding and curing of the mixture and the stages of washing and drying the cured material, while starch with different grain sizes or dextrin is used as a polysaccharide [RU2681906C2, publication date: 03/13/2019 IPC: B01D 39/16, B01D 39/14, C08L 29 /04].
Недостатком микропористого материала, изготовленного способом по прототипу, является неизвестность основных свойств получаемого материала, что ограничивает область его использования и существенным образом ухудшает его эксплуатационные характеристики.The disadvantage of microporous material produced by the prototype method is the unknown basic properties of the resulting material, which limits the scope of its use and significantly impairs its performance characteristics.
Техническая проблема, на решение которой направлена группа изобретений, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик микропористого материала.The technical problem that the group of inventions is aimed at solving is the need to improve the performance characteristics of microporous material.
Технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в получении микропористого материала, обладающего сквозной микропористостью и повышенной сорбционной емкостью.The technical result to which the group of inventions is aimed is to obtain a microporous material with end-to-end microporosity and increased sorption capacity.
Дополнительный технический результат, на достижение которого направлена группа изобретений, заключается в получении микропористого материала, обладающего гидрофильностью и способностью к водопоглощению, превышающему на десятичный порядок собственную массу.An additional technical result, which the group of inventions is aimed at achieving, is to obtain a microporous material that is hydrophilic and has the ability to absorb water, exceeding its own weight by a tenth order of magnitude.
Сущность первого изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the first invention from the group of inventions is as follows.
Способ изготовления микропористого материала на основе поливинилацеталя включает в себя этап растворения в воде поливинилового спирта, этап добавления к полученному раствору полисахарида, этап добавления в полученную смесь альдегида, этап формования и отверждения смеси, этап промывки отвержденного материала и этап сушки отвержденного материала. В отличие от прототипа на этапе растворения в воде поливинилового спирта раствор перемешивают при помощи механической мешалки, вращающейся со скоростью 70–90 об/мин, в полученную смесь, содержащую раствор поливинилового спирта и полисахарида, дополнительно вводят амфифильное вещество, а перед вводом в смесь альдегида, ее охлаждают, и вместе с альдегидом дополнительно вводят в смесь кислоту из ряда протонных кислот.A method for producing a microporous material based on polyvinyl acetal includes the stage of dissolving polyvinyl alcohol in water, the stage of adding a polysaccharide to the resulting solution, the stage of adding an aldehyde to the resulting mixture, the stage of molding and curing the mixture, the stage of washing the cured material and the stage of drying the cured material. Unlike the prototype, at the stage of dissolving polyvinyl alcohol in water, the solution is stirred using a mechanical stirrer rotating at a speed of 70–90 rpm, an amphiphilic substance is additionally introduced into the resulting mixture containing a solution of polyvinyl alcohol and a polysaccharide, and before introducing the aldehyde into the mixture , it is cooled, and together with the aldehyde, an acid from a series of protic acids is additionally introduced into the mixture.
Сущность второго изобретения из группы изобретений заключается в следующем.The essence of the second invention from the group of inventions is as follows.
Микропористый материал на основе поливинилацеталя для разделения компонентов водных суспензий и эмульсий и очистки воды от механических примесей и растворенных в ней органических и элементоорганических веществ содержит воду, поливиниловый спирт, полисахарид и альдегид. В отличие от прототипа микропористый материал дополнительно содержит амфифильное вещество и кислоту из ряда протонных кислот, а общее соотношение компонентов составляет, масс.%:Microporous material based on polyvinyl acetal for separating the components of aqueous suspensions and emulsions and purifying water from mechanical impurities and organic and organoelement substances dissolved in it contains water, polyvinyl alcohol, polysaccharide and aldehyde. Unlike the prototype, the microporous material additionally contains an amphiphilic substance and an acid from a series of protic acids, and the total ratio of components is, wt.%:
при этом, в случае необходимости изготовления образца микропористого материала, объем которого составляет 120 и более литров, концентрация амфифильного вещества в микропористом материале составляет от 1,35 до 8,1 масс.%.Moreover, if it is necessary to produce a sample of microporous material, the volume of which is 120 liters or more, the concentration of the amphiphilic substance in the microporous material ranges from 1.35 to 8.1 wt.%.
Целевым продуктом способа по группе изобретений является микропористый материал на основе полифинилацеталя с развитой системой сквозных пор, имеющих равномерное распределение по объему материала и размер 80–120 мкм, обладающий гидрофильностью и способностью к водопоглощению, превышающему на десятичный порядок собственную массу.The target product of the method according to the group of inventions is a microporous material based on polyphenyl acetal with a developed system of through pores, having a uniform distribution over the volume of the material and a size of 80–120 microns, having hydrophilicity and the ability to absorb water, exceeding its own weight by a tenth order.
Для растворения поливинилового спирта в воде, она может быть предварительно нагрета до температуры 85–95°С, а после добавления к ней спирта температура раствора может поддерживаться на этом же уровне. Предварительный нагрев воды и поддержание температуры раствора на уровне не ниже 85°С необходимо для того, чтобы обеспечивать возможность более полного растворения в воде поливинилового спирта. Предварительный нагрев воды и поддержание температуры раствора на уровне не выше 95°С обусловлено температурой кипения воды. Процесс растворения в воде поливинилового спирта должен сопровождаться постоянным перемешиванием при помощи механической мешалки, вращающейся со скоростью 70–90 об/мин. При этом превышение скорости перемешивания раствора выше 90 об/мин может привести к таким негативным последствиям как увеличение размера пор, что в свою очередь ухудшает способность материала к водопоглощению, а перемешивание раствора со скоростью ниже 70 об/мин приведет к увеличению длительности процесса растворения спирта. Длительность перемешивания, сопровождающего процесс растворения спирта в воде, может составлять от 3,5 до 4,5 часов и варьироваться в этих пределах в зависимости от выбранных температуры раствора и скорости перемешивания.To dissolve polyvinyl alcohol in water, it can be preheated to a temperature of 85–95 ° C, and after adding alcohol to it, the temperature of the solution can be maintained at the same level. Preheating the water and maintaining the temperature of the solution at a level not lower than 85°C is necessary in order to ensure the possibility of more complete dissolution of polyvinyl alcohol in water. Preheating water and maintaining the temperature of the solution at a level not higher than 95°C is determined by the boiling point of water. The process of dissolving polyvinyl alcohol in water should be accompanied by constant stirring using a mechanical stirrer rotating at a speed of 70–90 rpm. In this case, exceeding the speed of mixing the solution above 90 rpm can lead to such negative consequences as an increase in pore size, which in turn impairs the ability of the material to absorb water, and stirring the solution at a speed below 70 rpm will lead to an increase in the duration of the alcohol dissolution process. The duration of stirring that accompanies the process of dissolving alcohol in water can range from 3.5 to 4.5 hours and vary within these limits depending on the selected solution temperature and stirring speed.
Концентрация поливинилового спирта в микропористом материале составляет от 7 до 10 масс.%. В случае если концентрация поливинилового спирта в микропористом материале будет меньше нижней границы установленного диапазона, то это приведет к увеличению пористости и снижению прочностных характеристик материала. В случае если концентрация поливинилового спирта в микропористом материале будет больше верхней границы установленного диапазона, то это приведет к снижению пористости и формированию материала более высокой плотности и прочности. Следствием таких структурных изменений будет снижение проницаемости, сорбционной емкости и повышение усадки изделия при отверждении материала.The concentration of polyvinyl alcohol in the microporous material ranges from 7 to 10 wt.%. If the concentration of polyvinyl alcohol in a microporous material is less than the lower limit of the established range, this will lead to an increase in porosity and a decrease in the strength characteristics of the material. If the concentration of polyvinyl alcohol in a microporous material is greater than the upper limit of the established range, this will lead to a decrease in porosity and the formation of a material of higher density and strength. The consequence of such structural changes will be a decrease in permeability, sorption capacity and an increase in shrinkage of the product during curing of the material.
Добавляемый к полученному раствору полисахарид, может быть представлен крахмалом или карбоксиметилцеллюлозой, а также их смесью. Добавление к раствору полисахарида, как правило, сопровождается увеличением объема смеси, в связи с чем для перехода к следующим этапам выполнения способа могут ожидать стабилизации ее объема.The polysaccharide added to the resulting solution can be represented by starch or carboxymethylcellulose, as well as a mixture of them. The addition of a polysaccharide to a solution, as a rule, is accompanied by an increase in the volume of the mixture, and therefore, before moving on to the next stages of the method, stabilization of its volume can be expected.
Концентрация полисахарида в микропористом материале составляет от 5 до 8 масс.%. В случае если концентрация полисахарида в микропористом материале будет меньше нижней границы установленного диапазона, то это приведет к снижению пористости и нарушению ее регулярности. В случае если концентрация полисахарида в микропористом материале будет больше верхней границы установленного диапазона, то это приведет к увеличению объемной доли пористости и увеличению размера пор.The polysaccharide concentration in the microporous material ranges from 5 to 8 wt.%. If the concentration of the polysaccharide in the microporous material is less than the lower limit of the established range, this will lead to a decrease in porosity and disruption of its regularity. If the concentration of the polysaccharide in the microporous material is greater than the upper limit of the established range, this will lead to an increase in the volume fraction of porosity and an increase in pore size.
Амфифильное вещество, добавляемое в полученную смесь по окончании увеличения ее объема, может быть представлено лаурил- или лауретсульфатом натрия. При этом амфифильное вещество может быть введено в смесь в виде порошка или водного раствора. Добавление в смесь амфифильного вещества обеспечивает регулярность пористой структуры с узким распределением пор по размерам по всему объему материала в изделии.The amphiphilic substance added to the resulting mixture after its volume has been increased can be sodium lauryl or sodium laureth sulfate. In this case, the amphiphilic substance can be introduced into the mixture in the form of a powder or an aqueous solution. The addition of an amphiphilic substance to the mixture ensures a regular porous structure with a narrow distribution of pore sizes throughout the entire volume of material in the product.
Концентрация амфифильного вещества в микропористом материале составляет от 0,5 до 3 масс.%. В случае необходимости изготовления образца микропористого материала, объем которого составляет 120 и более литров, концентрация амфифильного вещества в микропористом материале может быть увеличена в 2,7 раза, то есть составлять от 1,35 до 8,1 масс.%, что обеспечивает сохранение структурной прочности образца микропористого материала при увеличении его объема. В случае если концентрация амфифильного вещества в микропористом материале будет меньше нижних границ установленных диапазонов, то это приведет к расслоению компонентов системы в процессе отверждения, увеличению пористости и нарушению регулярности пористой структуры материала по высоте изделия. В случае если концентрация амфифильного вещества в микропористом материале будет больше верхних границ установленных диапазонов, то это приведет к снижению пористости и сорбционных свойств, и повышению деформационно-прочностных свойств материала, вследствие формирования структуры с замкнутыми порами.The concentration of the amphiphilic substance in the microporous material ranges from 0.5 to 3 wt.%. If it is necessary to manufacture a sample of microporous material, the volume of which is 120 liters or more, the concentration of the amphiphilic substance in the microporous material can be increased by 2.7 times, that is, from 1.35 to 8.1 wt.%, which ensures the preservation of the structural strength of a microporous material sample with increasing volume. If the concentration of an amphiphilic substance in a microporous material is less than the lower limits of the established ranges, this will lead to separation of the system components during the curing process, an increase in porosity and disruption of the regularity of the porous structure of the material along the height of the product. If the concentration of an amphiphilic substance in a microporous material is greater than the upper limits of the established ranges, this will lead to a decrease in porosity and sorption properties, and an increase in the deformation-strength properties of the material, due to the formation of a structure with closed pores.
Альдегид, добавляемый в смесь, может быть представлен формальдегидом, пропаналем или бутаналем и т.д. Ввод в смесь альдегида сопровождается предварительным охлаждением смеси, что необходимо для ингибирования химической реакции до достижения равномерного распределения реакционно-способных компонентов системы в объеме. Охлаждение смеси могут производить до температуры 35–45°С, что обеспечивает необходимое время (не менее 20 минут) для розлива реакционной смеси в формы изделий.The aldehyde added to the mixture may be formaldehyde, propanal or butanal, etc. The introduction of aldehyde into the mixture is accompanied by preliminary cooling of the mixture, which is necessary to inhibit the chemical reaction until a uniform distribution of the reactive components of the system in the volume is achieved. The mixture can be cooled to a temperature of 35–45°C, which provides the necessary time (at least 20 minutes) for filling the reaction mixture into product forms.
Концентрация альдегида в микропористом материале составляет от 3 до 8 масс.%. В случае если концентрация альдегида в микропористом материале будет меньше нижней границы установленного диапазона, то это приведет к недостаточному ацеталированию поливинилового спирта. В этой связи материал будет характеризоваться низкой степенью сшивки. В случае если концентрация альдегида в микропористом материале будет больше верхней границы установленного диапазона, то это приведет к формированию плотной пространственной сетки химических связей и значительным усадочным деформациям, а также к необходимости после синтеза промывки материала от излишков альдегида.The aldehyde concentration in the microporous material ranges from 3 to 8 wt.%. If the aldehyde concentration in the microporous material is less than the lower limit of the established range, this will lead to insufficient acetalation of polyvinyl alcohol. In this regard, the material will be characterized by a low degree of cross-linking. If the concentration of aldehyde in a microporous material is greater than the upper limit of the established range, this will lead to the formation of a dense spatial network of chemical bonds and significant shrinkage deformations, as well as the need to wash the material from excess aldehyde after synthesis.
После ввода в смесь альдегида в нее добавляют кислоту из ряда протонных кислот, что обеспечивает полноту протекания процесса ацеталирования. Кислота из ряда протонных кислот может быть представлена серной, уксусной, азотной.After introducing the aldehyde into the mixture, an acid from a number of protic acids is added to it, which ensures the completeness of the acetalation process. An acid from a series of protic acids can be represented by sulfuric, acetic, and nitric.
Концентрация кислоты в микропористом материале составляет от 3 до 8 масс.%. В случае если концентрация кислоты в микропористом материале будет меньше нижней границы установленного диапазона, то это приведет к медленному протеканию процесса ацеталирования и возможному расслоению компонентов системы в процессе отверждения, что может сказаться на равномерности распределения пор в изделии. В случае если концентрация кислоты в микропористом материале будет больше верхней границы установленного диапазона, то это приведет к слишком быстрому отверждению, что скажется на равномерности структуры материала и приведет к необходимости после синтеза очистки изделия от излишков кислоты.The acid concentration in the microporous material ranges from 3 to 8 wt.%. If the acid concentration in the microporous material is less than the lower limit of the established range, this will lead to a slow acetalization process and possible separation of the system components during the curing process, which may affect the uniformity of pore distribution in the product. If the acid concentration in the microporous material is greater than the upper limit of the established range, this will lead to too rapid curing, which will affect the uniformity of the material structure and will lead to the need to clean the product from excess acid after synthesis.
Ввод в смесь альдегида и кислоты должен сопровождаться постоянным перемешиванием смеси при помощи механической мешалки в течение 25–35 мин.The introduction of aldehyde and acid into the mixture should be accompanied by constant stirring of the mixture using a mechanical stirrer for 25–35 minutes.
После добавления в смесь всех необходимых ингредиентов осуществляют ее формование, то есть перенос ее в форму и герметизацию смеси внутри формы, и ее последующее отверждение. Отверждение смеси может быть произведено при температуре окружающей среды, составляющей 60°С, в течение 8–10 часов.After adding all the necessary ingredients to the mixture, it is molded, that is, it is transferred into a mold and the mixture is sealed inside the mold, and its subsequent hardening. The mixture can be cured at an ambient temperature of 60°C for 8–10 hours.
После отверждения смеси ее подвергают промывке для удаления из смеси непрореагировавших компонентов (кислота, альдегид), а также компонентов, обеспечивающих формирование необходимой структуры (амфифильного вещества и полисахарида). Промывку отвержденной смеси могут осуществлять при избыточном давлении, составляющем 1–3 атм. Промывку могут производить в течение 8–15 минут. Для промывки может быть использована вода.After the mixture has hardened, it is washed to remove unreacted components from the mixture (acid, aldehyde), as well as components that ensure the formation of the required structure (amphiphilic substance and polysaccharide). Washing of the cured mixture can be carried out at an excess pressure of 1–3 atm. Washing can be done within 8–15 minutes. Water can be used for rinsing.
После промывки полученный микропористый материал подвергают сушке до удаления остатков влаги и промывочной жидкости из материала. Сушку могут производить при комнатной температуре, которая может варьироваться в диапазоне 19–22°С. Также сушку могут производить при минимальной относительной влажности воздуха, что обеспечивает сокращение времени сушки.After washing, the resulting microporous material is dried until residual moisture and washing liquid are removed from the material. Drying can be done at room temperature, which can vary in the range of 19–22°C. Drying can also be carried out at a minimum relative humidity, which reduces drying time.
Группа изобретений может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».A group of inventions can be made from known materials using known means, which indicates its compliance with the patentability criterion of “industrial applicability”.
Группа изобретений характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что в полученную смесь дополнительно вводят амфифильное вещество, а перед вводом в смесь альдегида, ее охлаждают, и вместе с альдегидом дополнительно вводят в смесь кислоту из ряда протонных кислот, что обеспечивает формирование сквозной пористой структуры материала с узким распределением пор по размерам, равномерность структуры по объему изделия, изотропию свойств материала и стабильность формы и размеров изделия.The group of inventions is characterized by a set of essential features previously unknown from the prior art, characterized in that an amphiphilic substance is additionally introduced into the resulting mixture, and before the aldehyde is added to the mixture, it is cooled, and together with the aldehyde, an acid from a series of protic acids is additionally introduced into the mixture, which ensures the formation of a through porous structure of the material with a narrow distribution of pore sizes, uniformity of the structure throughout the volume of the product, isotropy of the properties of the material and stability of the shape and size of the product.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в получении микропористого материала, обладающего сквозной микропористостью и повышенной сорбционной емкостью, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики микропористого материала.Thanks to this, the technical result is achieved, which consists in obtaining a microporous material with end-to-end microporosity and increased sorption capacity, thereby improving the performance characteristics of the microporous material.
Группа изобретений обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».The group of inventions has a set of essential features previously unknown from the prior art, which indicates its compliance with the “novelty” patentability criterion.
Из уровня техники не известен пористый материал, который за счет представленного состава помимо присущих ему уникальных для данного класса материалов механических характеристик, таких как высокая прочность на разрыв, устойчивость к механическим повреждениям, а также высокая способность к многократным обратимым деформациям без снижения важных для эксплуатации характеристик, обладал бы сквозной микропористостью и повышенной сорбционной емкостью, что существенным образом расширяет возможности использования полученного материала. Ввиду этого группа изобретений соответствует критерию патентоспособности «изобретательский уровень».No porous material is known from the prior art, which, due to the presented composition, in addition to its inherent mechanical characteristics that are unique for this class of materials, such as high tensile strength, resistance to mechanical damage, as well as a high ability to undergo repeated reversible deformations without reducing characteristics important for operation , would have end-to-end microporosity and increased sorption capacity, which significantly expands the possibilities of using the resulting material. In view of this, the group of inventions meets the patentability criterion of “inventive step”.
Изобретения из группы изобретений связаны между собой и образуют единый изобретательский замысел, что свидетельствует о соответствии группы изобретений критерию патентоспособности «единство изобретения».Inventions from a group of inventions are interconnected and form a single inventive concept, which indicates that the group of inventions meets the patentability criterion of “unity of invention.”
Группа изобретений поясняется следующими фигурами.The group of inventions is illustrated by the following figures.
Фиг.1 — Таблица, отражающая условия получения микропористого материала.Figure 1 - Table reflecting the conditions for obtaining microporous material.
Фиг.2 — Изображение структуры микропористого материала, полученное электронным микроскопом.Figure 2 - Image of the structure of a microporous material obtained by an electron microscope.
Фиг.3 — Таблица результатов испытаний для определения энергетических характеристик поверхности и сорбционной емкости образцов микропористого материала.Figure 3 - Table of test results to determine the energy characteristics of the surface and sorption capacity of samples of microporous material.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути группы изобретений ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая группа изобретений ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.To illustrate the possibility of implementation and a more complete understanding of the essence of the group of inventions, a variant of its implementation is presented below, which can be changed or supplemented in any way, while the present group of inventions is in no way limited to the presented variant.
Пример 1Example 1
Для получения 1 кг микропористого материала брали 705 мл воды, помещали ее в емкость, снабженную нагревательным элементом и механической мешалкой, нагревали до температуры 90°С и добавляли к ней поливиниловый спирт с высоким содержанием в нем гидроксильных групп в количестве 80 г, после чего устанавливали скорость мешалки на 80 об/мин и перемешивали в течение 4 часов при поддержании температуры раствора 90°С. Далее к раствору добавляли 70 г полисахарида, представленного крахмалом (К), и перемешивали, что сопровождалось увеличением объемов смеси. По окончании увеличения объемов смеси в нее вводили амфифильное вещество, представленное лаурилсульфатом натрия (Л), в количестве 15 г. Далее полученную смесь охлаждали до 40°С и вводили в нее альдегид, представленный формальдегидом (Ф), в количестве 70 г, а также дополнительно вводили кислоту из группы протонных кислот, представленную серной кислотой (С), в количестве 60 г, и перемешивали получившуюся смесь в течение 30 минут. После этого полученную смесь помещали в форму, герметизировали ее и ожидали отверждения смеси в течение 10 часов при поддержании температуры окружающей среды 60°С. Затем отвержденный материал высвобождали из формы и подвергали промывке при избыточном давлении 2 атм в течение 10 минут после чего промытый материал подвергали сушке при комнатной температуре и относительной влажности воздуха, составляющей 20 %, до удаления остатков влаги.To obtain 1 kg of microporous material, 705 ml of water was taken, placed in a container equipped with a heating element and a mechanical stirrer, heated to a temperature of 90°C and polyvinyl alcohol with a high content of hydroxyl groups in it was added in an amount of 80 g, after which it was set stirrer speed to 80 rpm and stirred for 4 hours while maintaining the solution temperature at 90°C. Next, 70 g of polysaccharide, represented by starch (K), was added to the solution and stirred, which was accompanied by an increase in the volume of the mixture. After increasing the volume of the mixture, an amphiphilic substance represented by sodium lauryl sulfate (L) was introduced into it in an amount of 15 g. Next, the resulting mixture was cooled to 40°C and the aldehyde represented by formaldehyde (F) was introduced into it in an amount of 70 g, as well as an additional acid from the group of protic acids, represented by sulfuric acid (C), was added in an amount of 60 g, and the resulting mixture was stirred for 30 minutes. After this, the resulting mixture was placed in a mold, sealed, and the mixture was allowed to cure for 10 hours while maintaining an ambient temperature of 60°C. Then the cured material was released from the mold and washed at an excess pressure of 2 atm for 10 minutes, after which the washed material was dried at room temperature and a relative humidity of 20% until residual moisture was removed.
Примеры 2–7 получения микропористого материала реализовывали аналогично примеру 1 в соответствии с данными, указанными в Табл. 1. Проведенные эксперименты заключались в следующем:Examples 2–7 of obtaining microporous material were implemented similarly to example 1 in accordance with the data indicated in Table. 1. The experiments performed were as follows:
На этапе 1 растворения в воде поливинилового спирта осуществляли изменение массового соотношения воды и спирта, а также осуществляли изменение скорости мешалки и длительность перемешивания.At stage 1 of dissolving polyvinyl alcohol in water, the mass ratio of water and alcohol was changed, and the stirrer speed and mixing duration were also changed.
На этапе 2 ввода в раствор полисахарида осуществляли изменение типа полисахарида и его количество. В частности, помимо крахмала, использовались такие полисахариды, как картофельный и кукурузный крахмал (К) и карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ).At stage 2 of introducing the polysaccharide into the solution, the type of polysaccharide and its quantity were changed. In particular, in addition to starch, polysaccharides such as potato and corn starch (K) and carboxymethylcellulose (CMC) were used.
На этапе 3 ввода в смесь амфифильного вещества осуществляли изменение типа амфифильного вещества и его количество. В частности, помимо лаурилсульфата натрия (Л), использовалось такое амфифильное вещество, как лауретсульфат натрия (Т).At stage 3 of introducing an amphiphilic substance into the mixture, the type of amphiphilic substance and its amount were changed. In particular, in addition to sodium lauryl sulfate (L), an amphiphilic substance such as sodium laureth sulfate (T) was used.
На этапе 4 ввода в смесь альдегида и кислоты из группы протонных кислот осуществляли изменение типа вводимого альдегида и типа кислоты, а также изменяли их количество и длительность перемешивания. В частности, в качестве альдегида, помимо формальдегида (Ф), использовались также пропаналь (П) и бутаналь (Б). В качестве кислоты из группы протонных кислот, помимо серной кислоты (С), использовались также такие кислоты, как уксусная (У) и азотная (А).At stage 4 of introducing an aldehyde and an acid from the group of protic acids into the mixture, the type of introduced aldehyde and the type of acid were changed, and their quantity and mixing duration were also changed. In particular, in addition to formaldehyde (P), propanal (P) and butanal (B) were also used as an aldehyde. As an acid from the group of protic acids, in addition to sulfuric acid (C), acids such as acetic acid (U) and nitric acid (A) were also used.
На этапе 5 формования и отверждения изменений не осуществляли.No changes were made during molding and curing step 5.
На этапе 6 промывки отвержденного материала осуществляли изменение избыточного давления промывки и длительность процедуры промывки.At stage 6 of washing the cured material, the excess pressure of the washing and the duration of the washing procedure were changed.
На этапе 7 сушки промытого материала осуществляли изменение температуры окружающей среды, при которой производилась сушка.At stage 7 of drying the washed material, the ambient temperature at which drying was carried out was changed.
Полученный по примеру 1 образец исследовали с помощью сканирующего электронного микроскопа для получения изображения микропористой фазовой структуры со сквозной топологией пор (Фиг.2). The sample obtained in example 1 was examined using a scanning electron microscope to obtain an image of a microporous phase structure with a through pore topology (Figure 2).
Полученные по примерам 1–7 образцы микропористого материала подвергали испытаниям для определения энергетических характеристик поверхности материала, и определения значений сорбционной емкости материала.Samples of microporous material obtained in examples 1–7 were tested to determine the energy characteristics of the material surface and determine the sorption capacity of the material.
Испытания для определения энергетических характеристик поверхности проводились методом сидячей капли. В хоте этих испытаний на горизонтальную поверхность микропористого материала наносят каплю тестовой жидкости диаметром 4 мм, фотографируют, а на полученном изображении измеряют краевой угол смачивания θ (°). В качестве тестовых жидкостей использовали: полиэтиленгликоль, глицерин, воду. Далее полученные значения θ используют при определении по уравнению Оуэнса-Вендта дисперсионной составляющей γ D s (мДж/м2), полярной составляющей γ P s (мДж/м2) и общей поверхностной энергии γ s (мДж/м2) микропористого материала, выступающего в качестве смачиваемой поверхности:Tests to determine the energy characteristics of the surface were carried out using the sessile drop method. In these tests, a drop of test liquid with a diameter of 4 mm is applied to the horizontal surface of a microporous material, photographed, and the contact angle θ (°) is measured from the resulting image. The following test liquids were used: polyethylene glycol, glycerin, and water. Next, the obtained values of θ are used to determine, using the Owens-Wendt equation, the dispersion component γ D s (mJ/m 2 ), the polar component γ P s (mJ/m 2 ) and the total surface energy γ s (mJ/m 2 ) of the microporous material, acting as a wetted surface:
1 + cosΘ = , 1 + cosΘ = ,
где γ D lv и γ P lv - дисперсионная и полярная составляющие поверхностного натяжения тестовой жидкости γ lv , (мДж/м2).where γ D lv and γ P lv are the dispersion and polar components of the surface tension of the test liquid γ lv , (mJ/m 2 ).
Испытания для определения значения сорбционной емкости проводились эксикаторным методом. Сущность эксикаторного метода заключается в приведении предварительно высушенных до постоянной массы образцов микропористого материала к равновесному состоянию в паровоздушной среде замкнутого объема эксикатора (активность водяного пара составляла p/ps = 1) с последующим определением сорбционной емкости путем взвешивания образцов.Tests to determine the value of sorption capacity were carried out using the desiccator method. The essence of the desiccator method is to bring samples of microporous material, pre-dried to a constant weight, to an equilibrium state in a steam-air environment of a closed volume of a desiccator (water vapor activity was p/p s = 1), followed by determination of the sorption capacity by weighing the samples.
Более конкретно в ходе испытаний в эксикатор помещали образцы 1–7 исследуемого микропористого материала массой 50 г и воду в открытой чаше. После выдержки образцов в парах воды в закрытом эксикаторе в течение 48 ч определяли абсолютное увеличение массы каждого образца материала ∆m = m – m 0, г, где m 0 – исходная масса образца, г, m – масса образца по окончании испытаний, г.More specifically, during the tests, samples 1–7 of the microporous material under study weighing 50 g and water in an open bowl were placed in a desiccator. After keeping the samples in water vapor in a closed desiccator for 48 hours, the absolute increase in the mass of each material sample was determined ∆ m = m – m 0 , g, where m 0 is the initial mass of the sample, g, m is the mass of the sample at the end of the tests, g.
Сорбционную емкость a (%) каждого материала определяли как:The sorption capacity a (%) of each material was determined as:
Результаты испытаний приведены в таблице, изображенной на Фиг.3.The test results are shown in the table shown in Figure 3.
По результатам исследований с помощью сканирующего электронного микроскопа, было установлено, что образец микропористого материала, полученный по примеру 1, обладал развитой системой сквозных пор, а также регулярным распределением пор по объему материала, при этом размер пор был минимальным и составлял 80–120 мкм.Based on the results of studies using a scanning electron microscope, it was found that the sample of microporous material obtained according to example 1 had a developed system of through pores, as well as a regular distribution of pores throughout the volume of the material, while the pore size was minimal and amounted to 80–120 μm.
По результатам испытаний проводимых для определения энергетических характеристик поверхности было установлено, что все образцы обладали удовлетворительными характеристиками, соответствующими целевому образцу, при этом высокие значения поверхностной энергии, позволяют охарактеризовать полученные материалы как гидрофильные, то есть обладающие способностью к смачиванию.Based on the results of tests carried out to determine the energy characteristics of the surface, it was found that all samples had satisfactory characteristics corresponding to the target sample, while high values of surface energy make it possible to characterize the resulting materials as hydrophilic, that is, having the ability to wet.
Развитая система сквозных пор в материале и их малый размер обеспечили увеличение удельной площади сорбционной поверхности материала, что в совокупности с его гидрофильностью, позволило достичь удовлетворительных показателей сорбционной емкости, соответствующих показателям целевого образца (a = 1000–1200%), для каждого из исследуемых образцов материала.The developed system of through pores in the material and their small size ensured an increase in the specific sorption surface area of the material, which, together with its hydrophilicity, made it possible to achieve satisfactory sorption capacity indicators corresponding to the indicators of the target sample ( a = 1000–1200%), for each of the studied samples material.
Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в получении микропористого материала, обладающего сквозной микропористостью и повышенной сорбционной емкостью, тем самым улучшаются эксплуатационные характеристики микропористого материала.Thanks to this, the technical result is achieved, which consists in obtaining a microporous material with end-to-end microporosity and increased sorption capacity, thereby improving the performance characteristics of the microporous material.
Claims (24)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2818729C1 true RU2818729C1 (en) | 2024-05-03 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292223C2 (en) * | 2004-03-16 | 2007-01-27 | Институт физической химии Российской академии наук (научное учреждение) | Porous polyvinylformal preparation method |
| CN102093657A (en) * | 2010-12-13 | 2011-06-15 | 谭明宁 | Cellulose ether modified polyvinyl formal sponge and preparation method thereof |
| CN102921312A (en) * | 2012-11-01 | 2013-02-13 | 北京市射线应用研究中心 | Polyvinyl formal filtering membrane and preparation method thereof |
| RU2012130889A (en) * | 2009-12-21 | 2014-01-27 | Ою Биоконсалт | FILTERING MATERIAL FOR SEPARATION OF HYDROPHILIC SUBSTANCES FROM ALL-POSSIBLE HYDROPHOBIC LIQUIDS OR GASES AND METHOD OF PREPARING THIS MATERIAL |
| CN107652464A (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 克林纳奇（荆州）高分子科技有限公司 | A kind of polyvinyl formal sponge cloth and its preparation method and application |
| RU2681906C2 (en) * | 2015-07-21 | 2019-03-13 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СПбГАУ) | Method for obtaining filter element based on a porous polyvinylformal |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2292223C2 (en) * | 2004-03-16 | 2007-01-27 | Институт физической химии Российской академии наук (научное учреждение) | Porous polyvinylformal preparation method |
| RU2012130889A (en) * | 2009-12-21 | 2014-01-27 | Ою Биоконсалт | FILTERING MATERIAL FOR SEPARATION OF HYDROPHILIC SUBSTANCES FROM ALL-POSSIBLE HYDROPHOBIC LIQUIDS OR GASES AND METHOD OF PREPARING THIS MATERIAL |
| CN102093657A (en) * | 2010-12-13 | 2011-06-15 | 谭明宁 | Cellulose ether modified polyvinyl formal sponge and preparation method thereof |
| CN102921312A (en) * | 2012-11-01 | 2013-02-13 | 北京市射线应用研究中心 | Polyvinyl formal filtering membrane and preparation method thereof |
| RU2681906C2 (en) * | 2015-07-21 | 2019-03-13 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СПбГАУ) | Method for obtaining filter element based on a porous polyvinylformal |
| CN107652464A (en) * | 2016-07-25 | 2018-02-02 | 克林纳奇（荆州）高分子科技有限公司 | A kind of polyvinyl formal sponge cloth and its preparation method and application |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | Morphological and swelling behavior of cellulose nanofiber (CNF)/poly (vinyl alcohol)(PVA) hydrogels: poly (ethylene glycol)(PEG) as porogen | |
| Gemeinhart et al. | pH-sensitivity of fast responsive superporous hydrogels | |
| US5494940A (en) | Low density materials having high surface areas and articles formed therefrom | |
| Yan et al. | Macro/microporous silk fibroin scaffolds with potential for articular cartilage and meniscus tissue engineering applications | |
| Yang et al. | The permeation performance of polyacrylonitrile/polyvinylidine fluoride blend membranes | |
| Lv et al. | Three-dimensional fibroin/collagen scaffolds derived from aqueous solution and the use for HepG2 culture | |
| Dinu et al. | Composite IPN ionic hydrogels based on polyacrylamide and dextran sulfate | |
| CN1730141A (en) | Process for preparing co-mixed polyethersulfone platform complex film | |
| CN108409988B (en) | Preparation method of spongy macroporous polyvinyl alcohol hydrogel | |
| Sun et al. | A new PEGDA/CNF aerogel-wet hydrogel scaffold fabricated by a two-step method | |
| CN101224392A (en) | Fabricating method of fiber powder modified polymer microporous film | |
| Zeng et al. | Characterization of highly interconnected porous poly (lactic acid) and chitosan-coated poly (lactic acid) scaffold fabricated by vacuum-assisted resin transfer molding and particle leaching | |
| Solis et al. | The effect of the printing temperature on 4D DLP printed pNIPAM hydrogels | |
| RU2818729C1 (en) | Method of producing microporous material based on polyvinyl acetal and microporous material based on polyvinyl acetal for separation of components of aqueous suspensions and emulsions and purification of water from mechanical impurities and dissolved organic and organoelement substances | |
| CN110698719A (en) | Preparation of polyvinyl alcohol-based hydrogel | |
| JP5176370B2 (en) | Porous carbon body and production method thereof. | |
| Zuo et al. | Preparation and characterization of blend membranes of polyurethane and superfine chitosan powder | |
| Gao et al. | Trail of pore shape and temperature-sensitivity of poly (N-isopropylacrylamide) hydrogels before and after removing Brij-58 template and pore formation mechanism | |
| Cernencu et al. | 3D double-reinforced graphene oxide–nanocellulose biomaterial inks for tissue engineered constructs | |
| Zhang et al. | Preparation and characterization of composite membranes of polysulfone and microcrystalline cellulose | |
| Lu et al. | Emulsion-templated porous polymers: drying condition-dependent properties | |
| Zuo et al. | Effects of polyvinylpyrrolidone on structure and performance of composite scaffold of chitosan superfine powder and polyurethane | |
| JP2020026511A (en) | Spherical porous resin and method for producing the same | |
| US3784490A (en) | Microporous vinyl chloride polymers and method of making the same | |
| Kaemkit et al. | Fabrication of low cost alumina tube through agar gelcasting for membrane microfiltration |