Технология и свойства модифицированных полимерных мембранных материалов на основе ацетатов целлюлозы

• Автор: Потехина, Лариса Николаевна
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 169 с. : ил.

Оглавление
Введение.

1. Современное состояние проблемы и задачи исследования.

1.1 Методы фильтрации жидких смесей

1.1.1 Классификация фильтрационных методов

1.1 .Классификация мембранных материалов и мембран

1.2. Анализ технологий получения полимерных фильтрационных

мембранных материалов и методов регулирования их

параметров
1.2.1. Сырье для производства полимерных фильтрационных мембранных материалов и методы его модификации
1.2.2. Анализ методов и технологий получения и модификации полимерных растворов и мембранных фильтрационных материалов
1.3 Цель и задачи исследования
2. Исследование характеристик полимерного сырья на основе модифицированных диацетагов целлюлозы ДАЦ.
2.1 Объекты и методы исследования
2.2 Результаты опытов по физикохимической модификации ДАЦ.
Анализ экспериментальных данных
3. Технология получения и свойства модифицированных формовочных полимерных смесей.
3.1 Объекты и методы исследования.
3.2 Структура и свойства формовочных полимерных растворов и
смесей.6
4. Исследование структуры и свойств модифицированных фильтрационных
материалов и мембран
4.1 Технологические особенности получения модифицированных
фильтрационных материалов на основе ДАЦ
4.2 Определение и анализ пористости модифицированных фильтрационных мембранных материалов
4.3 Прочностные характеристики фильтрационных материалов и мембран
4.4 Исследование процесса набухания модифицированных фильтрационных мембранных материалов из ДАЦ в водной среде
4.5 Проницаемость и селективность мембран.
4.6 Использование результатов экспериментальных исследований для разработки математической модели мембранной фильтрации
жидких смесей.
Основные выводы.
Список литературы


Задерживание мембраной растворенных (или иным образом диспергированных) частиц при барофильтрации происходит по ряду причин: во-первых, из-за того, что размер частиц превышает размер пор в поверхностном слое мембраны; во-вторых, вследствие адсорбции частиц поверхностью и порами мембраны. Однако многие экспериментальные данные показывают, что адсорбционные процессы играют существенную роль при баромембранной фильтрации [-]. За счет адсорбции задерживаемых веществ на поверхности пор происходит частичная их блокировка, сужение эквивалентного проходного сечения и увеличение фактической селективности мембран. При этом соотношение радиусов пор мембраны и радиусов задерживаемых ингредиентов определяется зависимостью Ферри (см. Разделение растворов методом обратного осмоса происходит под действием перепада давления по обе стороны мембраны, превышающего осмотическое давление разделяемой системы. Обычно разделению подвергают водные растворы веществ с относительно малой молекулярной массой (в большинстве случаев растворы электролитов). Термодинамика процесса обратного осмоса подробно разработана одним из основоположников метода — Рейдом и изложена в работе []. МФ, УФ, НФ, принципиально отличны от механических процессов фильтрования, так как при их осуществлении образуется не осадок, как при обт>емном фильтровании, а лишь два раствора (концентрат и пермеат) с разной концентрацией примесей. Образование осадка на мембранах не желательно во избежание их засорения и снижения эффективности работы. Использование мембранных методов создает предпосылки для организации малоотходных технологий при получении продукции различного назначения [-]. Поэтому они находят широкое применение в различных отраслях промышленности, в частности, в пищевой, химической, фармацевтической и др. Мембрана состоит из фильтрационного материала и подложки, которая выполняет роль несущей конструкции, придавая мембране необходимую прочность и долговечность. Эффективность мембранных процессов находится в непосредственной зависимости от свойств мембран и присущих им характеристик. Различают следующие способы получения полимерных мембран: формование из растворов полимеров; образование полиэлектролитных комплексов; образование пор в полимерах с помощью ядерных частиц и последующего выщелачивания продуктов деструкции полимера; осаждение на пористой подложке продуктов плазменной полимеризации в тлеющем разряде. Известны мембраны в виде плоских пленок, пленок цилиндрической формы, соединенных с пористой основой, покрытий, нанесенных на поверхность различного профиля, полых волокон. По структуре все полимерные мембраны подразделяются на монолитные (плотные) и пористые. В монолитных мембранах отсутствуют поры постоянных размеров, а проницаемость обеспечивается системой «дырок» флуктуационной природы. Для этих мембран характерна диффузионная проницаемость компонентов разделяемых систем. Поры в этих мембранах могут быть изолированными друг от друга или образуют лабиринтообразную систему связанных между собой каналов. Поскольку разделение одних и тех же смесей может происходить как по мембранному принципу, так и по принципу закупорочной фильтрации, необходимо отметить, что к полупроницаемым относятся только те материалы, которые обеспечивают разделение смесей на поверхности материала; поры мембран должны быть недоступными для проникновения задерживаемого компонента (рис. Наоборот, в объемных фильтрах (бумага, картон и др. Важным требованием, предъявляемым к мембранам, является жесткость структуры фильтра, гарантирующая задержание частиц только определенного размера. Широко используются асимметричные мембраны, у которых плотность полимера в поверхностном слое существенно отличается от плотности полимера в остальном слое (рис. Рис. Рис. Если в этом случае поверхностный слой является монолитным, то мембрану в целом следует относить к монолитным. Плотный слой мембраны определяет ее задерживающую способность (селективность) по отношению к компоненту смеси, а пористая ее часть служит субстратом, выполняющим роль несущей подложки.