Композиционные мембраны для микро- и ультрафильтрации на основе полиакрилонитрила и пористых пленок полиэтилена

• Автор: Олифиренко, Алексей Сергеевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 135 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г ЛАВА 1. Обзор литературы.

1.1. Полимерные ультрафильтрационные мембраны и способы их получения

1.2. Получение ультрафильтрационных мембран из полярных полимеров методом мокрого формования.

1.2.1. Развитие методов получения ультрафильтрационных мембран.

1.2.2. Влияние условий формования на морфологию и транспортные свойства ультрафильтрационных мембран

1.2.3. Влияние постобработки на структуру и свойства ультрафильтрационных мембран

1.3. Методы модификации поверхности пористых полиэтиленовых пленок.

1.3.1. Химические методы модификации поверхности полиэтилена.

1.3.2. Методы модификации поверхности полиэтилена с использованием излучений

1.3.2.1. Виды излучений, используемых для модификации полиэтилена.
1.3.2.2.Модификация излучением с высокой и средней энергией
1.3.2.3. Обработка низкотемпературной плазмой.
1.4. Влияние химического строения поверхности полиэтиленовых пленок на их адгезионные и транспортные
свойства
1.4.1. Поверхностные свойства пористых мембранных материалов
1.4.2. Связь между химической структурой полимерных пленок и их сорбционной активностью.
1.4.3. Влияние поверхностной энергии полимерных пленок
на их транспортные свойства.
1.5. Постановка задачи исследования.
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования
2.1 Получение пористых пленок полиэтилена.
2.2 Модификация полиэтиленовых пленок холодной плазмой.
2.2.1. Плазма барьерного разряда в стационарном режиме.
2.2.2. Плазма барьерного разряда в динамическом режиме
2.2.3. Радиочастотная плазма
2.3 Получение композиционных мембран
2.4 Методы исследования пористой структуры мембран
2.5 Определение механических характеристик
2.6 Методы изучения поверхностных характеристик образцов
2.7 Измерение адгезионных свойств композиционных мембран.
2.7.1. Изучение расслаивания при линейной деформации
2.7.2. Метод отслаивания под углом
2.7.3. Измерение адгезионной прочности при деформации сдвига
2.7.4. Косвенные метод оценки адгезии метод вздутия
2.8 Определение транспортных характеристик композиционных мембран
ГЛАВА 3. Влияние добавки олигомерного окисленного полиэтилена
ОкПЭ на структуру и свойства пористых пленок
ЗЛ. Влияние добавки на морфологию пористых полиэтиленовых пленок.
3.2.Кристаллическая структура модифицированных
пленок
3.3. Влияние модификации добавкой ОкПЭ на поверхностные свойства пленок.
3.4. Транспортные характеристики модифицированных пористых пленок .
3.5. Исследование механических характеристик пористых пленок
ГЛАВА 4. Модификация пористых полиэтиленовых пленок холодной
плазмой.
4.1. Влияние обработки холодной плазмой на поверхностные свойства пленок.
4.1.1. Статический режим
4.1.2. Динамический режим.
4.2. Изменения в химической структуре образцов в результате обработки низкотемпературной плазмой барьерного разряда в динамических условиях
4.3. Изучение морфологии пленок, модифицированных плазмой.
4.4. Исследование адгезионных свойств полиэтиленовых пленок, обработанных холодной плазмой.
4.5. Изменения механические свойств ПЭ подложек в результате обработки плазмой
ГЛАВА 5. Композиционные мембраны полиакрилонитрил
полиэтилен ПАНПЭ.
5.1. Фильтрационные характеристики мембран ПАНПЭ, полученных методом мокрого формования.
5.2. Пористая структура мембран ПАНПЭ
5.3. Морфология композиционных мембран ПАНПЭ
5.4. Методы регулирования структуры слоя полиакрилонитрила на пористых подложках
5.4.1. Влияние температуры коагуляционной ванны на транспортные свойства мембран
5.4.2. Влияние состава коагуляционной ванны на транспортные свойства мембран
5.4.3. Изменения фильтрационных характеристик после термической обработки
5.5. Исследование механических свойств композиционных мембран
5.5.1. Прочностные характеристики мембран.
5.5.2. Адгезионная прочность композиционных мембран
Заключение
Выводы
Список литературы


Влияние добавки на морфологию пористых полиэтиленовых пленок. Влияние модификации добавкой ОкПЭ на поверхностные свойства пленок. Транспортные характеристики модифицированных пористых пленок . ГЛАВА 4. Влияние обработки холодной плазмой на поверхностные свойства пленок. Динамический режим. Изучение морфологии пленок, модифицированных плазмой. Исследование адгезионных свойств полиэтиленовых пленок, обработанных холодной плазмой. ГЛАВА 5. ПАНПЭ. Фильтрационные характеристики мембран ПАНПЭ, полученных методом мокрого формования. Прочностные характеристики мембран. Список литературы. Полимерные мембраны п мембранные процессы широко используются в современной химической технологии. Спектр мембранных материалов огромен, т. Наиболее востребованным процессом в лабораторной практике и промышленности является ультрафильтрация. Используемые для нее мембраны имеют размер пор от до А 0. Да, водоросли, одноклеточные микроорганизмы, цисты, бактерии и вирусы. Такие мембраны широко применяются для подготовки высокочистой воды в полупроводниковой, фармацевтической и пищевой промышленности, в биотехнологии и переработке отходов. Рост использования мембранных систем во всех отраслях промышленности составляет более 5 в год, а в такой интенсивно развивающейся отрасли, как водоочистка, 1. Все эти факторы стимулируют развитие мембранных технологий и разработку более эффективных мембранных материалов и процессов. Для производства ультрафильтрационных мембран чаще всего используются такие полимерные материалы, как полиакрилонитрил, полисульфон и сложные эфиры целлюлозы. Как правило, ультрафильтрационные мембраны получают методом мокрого формования, в основе которого лежит процесс инверсии фаз. Этот метод дает возможность производить высокопористые мембраны и регулировать размеры их пор в широком интервале. В качестве подложек для ультрафил ьтрационных мембран используют микропористые материалы, обладающие высокими прочностными характеристиками, как правило, это нетканые полиэфирные материалы или полисульфоновые асимметричные подложки. Однако ПЭ пленки гидрофобны, что ограничивает их использование в работе с водными растворами. Гидрофилизация пористых ПЭ пленок является сложной задачей, т. Более эффективным методом является обработка низкотемпературной плазмой, которая затрагивает только тонкий поверхностный слой образца. Использование пористых ПЭ пленок в качестве подложек для мембран из нолиакрилонитрила дает возможность получить композиционные материалы, сочетающие прочность и эластичность подложек с высокой селективностью мембранного компонента. В связи с этим разработка способов получения новых эффективных композитных мембран с улучшенными механическими свойствами при использовании методов нанесения тонкого слоя полиакрилонитрила на прочные макропористые подложки является важной и актуальной задачей. Разработка способа модификации пористой полиэтиленовой пленки с целью повышения ее гидрофильности и адгезионных свойств. Получение композиционных ультрафильтрационных мембран с фильтрующим слоем полиакрилонитрила на пористой полиэтиленовой подложке методом инверсии фаз. Изучение влияния условий формирования фильтрующего слоя полиакрилонитрила. Методы исследовании. Для изучения химической структуры поверхности пленок использовали методы. ИК и рентгеновской фотоэмиссионнои спектроскопии. Надмолекулярную структуру образцов изучали методом рентгеновского рассеяния Морфологию поверхности композиционных мембран исследовали методом сканирующей электронной микроскопии. Гидрофильность пористых пленок оценивали по изменению контактных углов смачивания методом сидячей капли. Механические характеристики образцов определяли, с помощью кривых напряжениедеформация. Адгезионные свойства композиционных мембран определяли методами отслаивания под углом градусов, деформации сдвига и методом вздутия. Объектами исследования являлись пористые полиэтиленовые пленки, полиакрилонитрильные мембраны и композиционные мембраны, полученные нанесением полиакрилонитрила методом мокрого формования из раствора на полиэтиленовые подложки.