Микрофильтрационные мембраны на основе полиамида 6 с высокими и стабильными характеристиками

• Автор: Окулов, Кирилл Валерьевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Мембраны и мембранные процессы

1.1.1 Мембрана. Классификация мембран

1.1.2 Важнейшие характеристики мембран

1.1.3 Мембранные процессы

1.2. Получение полимерных мембран

1.2.1 Способы получения полимерных мембран

1.2.2 Полимеры для производства мембран
1.2.3 Влияние различных характеристик полимера на свойства мембраны
1.3 Методы интенсификации процесса получения микрофильтрацион-
ных мембран
1.3.1 Улучшение порометрических характеристик мембран
1.3.2 Повышение механических характеристик мембран
1.3.3 Интенсификация процесса формования мембраны
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика объектов исследования
2.2 Характеристика химических материалов
2.3 Технология метода мокрого формования
2.4 Лабораторная установка для приготовления формовочного раствора
2.5 Методика приготовления формовочного раствора
2.6 Методика измерения вязкости формовочных растворов
2.7 Методики определения порометрических характеристик мембран
2.7.1 Размера пор

2.7.2 Производительность мембраны
2.8 Методика определения прочностных свойств плоской мембраны
при растяжении
2.9 Измерение толщины мембраны
2.10 Рентгеноструктурный анализ полимеров и готовых мембран
2.11 Электронно-микроскопическое исследование мембран
2.12 Математическая обработка результатов
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВОЧНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕМБРАН
СО СТАБИЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
3.1 Исследование влияния условий приготовления формовочного раствора на порометрические свойства мембраны
3.1.1 Влияние концентрации полиамида в формовочном растворе
3.1.2 Влияние температуры приготовления формовочного раствора
3.1.3 Влияние температуры выдержки формовочного раствора
3.1.4 Влияние времени хранения формовочного раствора
3.1.5 Влияние скорости вращения мешалки
3.2 Построение математической модели
3.3 Определение оптимальных условий приготовления формовочных растворов
4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК ПОЛИАМИДА 6 НА ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕМБРАНЫ
4.1 Влияние относительной вязкости исходного полимера
4.2 Влияние молекулярной массы полиамида
4.3 Влияние добавок в составе полиамида
4.4 Влияние степени кристалличности полиамида

4.5 Влияние марки полиамида 6 на структуру мембраны
4.6 Влияние марки полимера на физико-механические характеристики
мембраны
5. ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ В ПРОИЗВОДСТВО
5.1 Получение мембраны с увеличенной скоростью формования
5.2 Получение мембраны с повышенными механическими характеристиками
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Нитроцеллюлоза была первым синтетическим полимером, нашедшим применение для производства синтетических мембран. Микрофильтрационные мембраны из нитроцеллюлозы более хрупкие, чем аналогичные мембраны из полиамида, полисульфона или некоторых акриловых полимеров. Вследствие высокой растворимости нитроцеллюлозы в различных растворителях, мембраны из этого материала, вероятно, можно использовать только для водных растворов.
Ацетатцеллюлоза обладают лучшими пленкообразующими свойствами по сравнению нитроцеллюлозой. Мембраны из ацетатцеллюлозы имеют такое же широкое применение во многих из тех областей, где используют мембраны из целлюлозы. Также как и мембраны из нитроцеллюлозы, такие мембраны нельзя использовать при температурах выше 75 °С [7]. Ацетатцеллюлозные мембраны не устойчивы к действию щелочей, они полностью омыляюгся с образованием гид-ратцеллюлозы при взаимодействии концентрированных растворов щелочей при нормальной температуре и их разбавленных растворов при повышенной температуре. Существенным недостатком ацетагцеллюлозных мембран является их низкая механическая прочность и недостаточная эластичность.
Несмотря на ряд существенных недостатков, таких как узкий рабочий диапазон температуры, высокая чувствительность к воздействию органических веществ, мембраны на основе производных целлюлозы практически не превзойдены по совокупности трех основных показателей: производительность, задерживающая способность и стоимость [7].
Ацетаты целлюлозы находят применение для изготовления мембран, используемых в процессах ультрафильтрации, гиперфильтрации и электродиализа. Кроме того, полые волокна из ацетацеллюлозы, являющиеся протомембраннами, после деацетилиования превращаются в целлюлозные и могут быть использованы в диализе.
2. Мембраны на основе фторуглерода
Тефлон - торговое наименование политетрафторэтилена.