Формирование и структура полупроницаемых полимерных пленок, получаемых методом электрополимеризации

• Автор: Карпенко, Максим Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 174 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Основные сведения о мембранных процессах.

1.2. Электрохимическая полимеризация электрополимеризация.

1.2.1. Понятия, основные типы реакций и механизм

электрополимеризации.

1.2.2. Применение элсктрополимеризации

1.2.2.1. Сенсоры и антикоррозионные покрытия

1.2.2.2. Мембраны для мембранных методов разделения.

1.3. Методы исследования мембран и полимерных пленок.

1.3.1. Методы сканирующих электронной и атомносиловой микроскопии
1.3.2. Методы оптической микроскопии
1.4. Использование оптической микроскопии i i
для изучения и наблюдения электрохимических процессов.
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА.
2.1. Характеристики веществ и приготовление растворов.
2.2. Формирование полимерных пленок хметодом ЭП
и их исследование.
2.3. Исследование микробиологической деструкции
полимерных пленок.
2.4. Приготовление и испытание хмембран для первапорации
2.5. Определение ультрафил ьтрационных свойств исследуемых полупроницаемых пленок.
Глава 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ ПЛЕНОК.
3.1. Особенности электрополимеризации КОМПОЗИЦИИ
2.
3.2. Определение характеристик электросинтезированных полимерных пленок методами микроскопии
3.2.1. Структура электросинтезированных пленок.
3.2.2. Морфология электросинтезированных пленок
3. 2. 3. Топография поверхности электросинтезированных пленок
Глава 4. I I ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ЭЛЕКТРОПОЛИМЕРИЗАЦИИ ВОДНОГО РАСТВОРА АКРИЛАМИДА, ФОРМАЛЬДЕГИДА, Ы,ЫМЕТИЛЕНБИСАКРИЛАМИДА.
4.1. Микроскопическое исследование кинетики
ЭП формирования полимерной пленки
4.2. Индукционный период пленкообразования.
4.3. Исследование процесса постполимеризации.
4.4. Изменение плотности полимера в процессе электрохимической полимеризации.
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННЫХ И ПЕРВАПОРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ И БИОДЕГРАДАЦИИ ПОЛИМЕРНЫХ ПЛЕНОК, ПОЛУЧАЕМЫХ
ЭЛЕУКТРОПОЛИМЕРИЗАЦИЕЙ АКРИЛАМИДА, ФОРМАЛЬДЕГИДА, Ы,ЫМЕТИЛЕНБИС АКРИЛ АМИДА.
5.1. Ультрафильтрационные свойства исследуемых
полупроницаемых пленок
5.2. Первапорационное разделение смеси водаэтанол
5.3. Биодеградация полимерных пленок
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Около двух веков назад было замечено, что содержание этанола в. Это противоречило явлениям, наблюдаемым при обычном испарении с открытой поверхности, когда более летучий компонент этанол испаряется быстрее, чем вода и, следовательно, его содержание при хранении должно было бы уменьшаться. В то время такое необычное поведение было приписано особенной пористости глиняных сосудов, которая способна изменить обычную летучесть компонентов. Первые качественные результаты по разделению смесей углеводородов и спиртов испарением через мембраны на основе каучуков были опубликованы в г. Л. Каленбергом, а первые количественные данные по разделению смесей органических жидкостей с использованием микропористой стеклянной перегородки в качестве мембраны опубликованы в г. Д. Хедербаумером и К. Каммермейером. Однако серьезное внимание исследователей эта область мембранного разделения привлекла лишь на рубеже х годов. В качестве мембран использовались гомогенные сплошные полимерные пленки, причем для большого числа органических смесей были получены высокие потоки и степени разделения. В частности, цикл работ был проведен Р. Байнингом с сотрудниками, получившими несколько патентов, включая патенты на конструкцию модуля и технологию изготовления мембран. Тем не менее этот метод не получил в то время промышленного применения. Первые практические успехи в этой области относятся к началу х годов и связаны с изготовлением германской фирмой вБТ специально разработанной композиционной мембраны на основе сшитого поливинилового спирта, нанесенного на пористую подложку из полиакрилонитрила. Такая мембрана оказалась весьма эффективной для обезвоживания водноорганических смесей методом ПВ. Ряд инженерных фирм, сначала в Западной Европе, а затем в Японии, приступили к выпуску промышленных установок на базе ОРТмембраны . Первапорация это процесс, в котором жидкость при атмосферном давлении контактирует с входной поверхностью мембраны, а на противоположенной стороне мембраны пермеат удаляется в виде паров с низким парциальным давлением. Низкое парциальное давление пара достигается либо путем использования газаносителя, либо вакуумного насоса. Мембрана действует как барьер между двумя фазами жидкостью и паром, причем считается, что фазовый переход происходит на всем протяжении от входа в мембрану до образования пермеата. Существенно, что процесс ПВ включает три последовательные стадии селективная сорбция на входной поверхности мембраны селективная диффузия через мембрану десорбция в парообразную фазу на выходной поверхности. Главные области приложения первапорации разделение водноорганических смесей и разделение смесей органических веществ. Причем наиболее изученной областью является выделение воды из органических растворителей и их смесей, что наиболее важно для практики. В этом направлении много работ посвящено обезвоживанию этанола . Основной метод получения полимерных мембран 2, включая УФ, ОО и первапорационые, это инверсия фаз процесс, посредством которого полимер контролируемым способом переводится из раствора в твердое состояние. Образование твердой фазы часто инициируется с помощью перехода из одной жидкой фазы в две. На определенной стадии этого распада в одной из фаз образуется твердая фаза полимера. С помощью контроля за начальной стадией фазового перехода может быть получена мембрана с необходимой морфологией, т. УФ, так и непорисгые ОО и ПВ мембраны. Концепция инверсии фаз включает широкий круг различных методик, таких, как испарение растворителя, осаждение с контролируемым испарением, термическое осаждение, осаждение иод действием паровой фазы, осаждение путем погружения. Наиболее простая методика приготовления мембран способом инверсии фаз это осаждение испарением растворителя. По этой методике полимер растворяется, и раствор полимера наносится на соответствующую подложку, которая может быть пористой например, нетканый полиэфирный материал или непористой металл, стекло. С конкретными способами изготовления УФ, ОО и ПВ мембран, основанными на инверсии фаз, можно ознакомиться в следующих публикациях .