Пористые материалы на основе трехфазных смесей полимеров

• Автор: Матвиенко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Содержание
Содержание

Список принятых сокращений

Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1 Полимерные пористые материалы. Способы создания и области применения

1.1.1 Пористые пленки.

1.1.2 Пористые волокнистые материалы.

1.2 Типы морфологий смесей полимеров. Методы прогнозирования типа морфологии.

1.2.1 Факторы, влияющие на морфологию смесей полимеров.

1.2.2 Формирование взаимно непрерывных структур в смесях полимеров

1.2.3 Морфология многокомпонентных смесей полимеров
1.2.4 Трхкомпопеитные смеси с независимым распределением фаз
1.3 Методы определения межфазного натяжения
1.3.1 Метод формы лежащей капли или газового пузырька
1.3.2 Метод максимального давления в газовом пузырьке или капле
1.3.3 Метод распада жидких цилиндров.
1.3.4 Метод вращающейся капли или газового пузырька
1.4 Объекты и методы исследования
1.4.1 Объекты исследования.
1.4.2 Методы исследования
Глава 2. Прогнозирование оптимальной морфологии и выбор компонентов тройных смесей полимеров на основании межфазных характеристик
2.1 Прогнозирование типа фазовой структуры и выбор полимерной системы
2.2 Измерение межфазного натяжения в системах полимеров при
повышенных температурах
Глава 3. Исследование морфологии бинарных и тройных полимерных систем. Регулирование степени дисперсности.
3.1 Морфология бинарных смесей ПВБПП
3.2 Морфология тройных смесей
3.2.1 Смеси ПВБПППС с содержанием матрицы ПП мае. .
3.2.2 Смеси НВБПППС с содержанием матрицы ПП мае. .
3.2.3 Смеси ПВБПГ1ПС с содержанием матрицы ПП мае.
Глава 4. Получение пленочных и волокнистых пористых материалов и изучение их характеристик.
4.1 Пористые пленки.
4.2 Пористые волокна
Список литературы


Для получения мембран могут быть использованы все виды синтетических материалов: от неорганических (керамики, стекла или металлов) до органических (все виды полимеров). Основным требованием при разработке этих материалов является получение структуры мембраны с морфологией, соответствующей данному процессу разделения. Выбор материала мембраны определяет методику приготовления, получаемую морфологию и сам принцип разделения. Если ограничиться твердыми синтетическими мембранами, то можно выделить два типа мембран: симметричные и асимметричные. К симметричным относятся мембраны, толщина которых лежит в пределах от до 0 мкм и сопротивление массопереносу определяется общей толщиной мембраны. Уменьшение толщины мембраны приводит к увеличению скорости транспорта. Появление асимметричных мембран, как уже отмечалось, явилось прорывом в промышленном применении мембран. Эти мембраны состоят из очень плотного поверхностного слоя или покрытия толщиной от 0,1 до 5 мкм, лежащего на пористой подложке толщиной от до 0 мкм. Эти мембраны сочетают высокую селективность плотной мембраны с высокой скоростью массопереноса очень тонкой мембраны. Сопротивление массопереносу определяется в большей степени или полностью тонким поверхностным слоем. Также можно получить композиционную мембрану, которая фактически является асимметричной мембраной с покрытием из другого материала. Поскольку в композиционниой мембране поверхностный слой и подложка созданы из различных полимерных материалов, каждый такой слой может быть оптимизирован независимо. Нанесение тонкого плотного слоя на асимметричную мембрану можно осуществить различными методами, например, методом погружения, межфазной полимеризацией, полимеризацией в разделительном слое и плазменной полимеризацией [2,3]. Пористые мембраны содержат фиксированные поры размером 0,1- мкм для микрофильтрации или 2-0 нм для ультрафильтрации. Селективность в основном определяется размером этих пор, тогда как материал играет роль в таких явлениях, как адсорбция и возможные химические превращения в условиях реального применения и очистки мембран. Это означает, что требования к полимерным материалам определяются не только проницаемостью и селективностью, но также их химическими и термическими свойствами. Главной проблемой в ультрафильтрации и микрофильтрации является уменьшение потока из-за концентрационной поляризации и загрязнения мембран. Следовательно, выбор материала в первую очередь основан на возможности предотвращения загрязнения и очистки мембраны после отложения на ней осадков. Для получения синтетических мембран применяется ряд различных методов. Некоторые из них могут быть использованы для приготовления как органических (полимерных), так и неорганических мембран. Наиболее важные методы — это спекание, растяжение (вытяжка), травление ядерных треков, выщелачивание из пленки, инверсия фаз и нанесение покрытий [6]. Спекание. Этот достаточно простой метод позволяет получить пористые мембраны как из органических, так и из неорганических материалов. Метод включает прессование порошка, содержащего частицы данного размера, и нагрев при повышенных температурах. Требуемая температура зависит от используемого материала. При этом частицы спекаются по точкам их контактов, формируя пространственный каркас с сообщающимися порами. Для этого метода может быть применен широкий круг материалов, таких, как порошки полимеров (полиэтилен, политетрафторэтилен, полипропилен), металлы (нержавеющая сталь, вольфрам), керамика (оксиды алюминия и циркония), графит (углерод) и стекла (силикаты). Размер пор в получаемой мембране зависит от размера частиц и от распределения частиц по размерам в порошке. Чем уже распределение частиц по размерам, тем уже распределение пор по размерам в получаемой мембране. Метод позволяет получать поры размером от 0,1 до мкм, причем нижний предел определяется минимальным размером используемых частиц. Пористость полимерных мембран обычно низка, в области от до % или немного выше, тогда как у пористых металлических фильтров она может достигать %. С помощью спекания могут быть получены только микрофильтрационные мембраны [7].