Получение и свойства полимерных трековых мембран, модифицированных радиационной прививочной полимеризацией

• Автор: Штанько, Надежда Ивановна
• Шифр специальности: 02.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава1. Литературный обзор
1.1. Полимерные трековые мембраны
1.2. Физико-химические основы модифицирования полимерных трековых мембран путём радиационной прививочной полимеризации
1.2.1. Действие у-излучения на полиэтилентерефталат
1.2.2. Действие у-излучения на полипропилен
1.3. Радиационная прививочная полимеризация по методу предварительного облучения полимеров на воздухе (пост-радиационная прививочная полимеризация)
1.3.1. Преимущества и недостатки прививочной полимеризации, инициируемой распадом пероксидных групп (пероксидный метод)
1.3.2. Образование пероксидных соединений в полимерах
под действием ионизирующего излучения
1.3.3. Кинетика прививочной полимеризации, инициированной пероксидными группами
1.4. Прямой метод радиационной прививочной полимеризации
1.5. Структура и свойства поверхности радиационно-привитых полимеров
1.5.1. Структура поверхности
1.5.2. Свойства поверхности
1.7. Использование радиационной прививочной полимеризации
для модифицирования трековых мембран
Глава II. Объекты и методы исследования
2.1. Трековые мембраны, используемые в работе
2.2. Свойства мономеров и полимеров, используемых для радиационной прививочной полимеризации
2.3. Методики измерения параметров исходных и
модифицированных трековых мембран
2.4. Методика облучения мембран у-излучением
2.5. Очистка мономеров и растворителей
2.6. Методики прививочной полимеризации
2.7. Методика исследования набухания привитого полимера
2.8. Методика исследования распределения привитого полимера
по объёму подложки рентгеноспектральным анализом
2.9. Изучение температурного отклика модифицированных мембран кондуктометрическим методом
2.10. Математическая обработка экспериментальных результатов
прививочной полимеризацией 2-метил-5-винилпиридина
3.1. Радиационная прививочная полимеризация 2-метил-5-винилпиридина на трековых мембранах
3.2. Исследование микроструктуры поверхности привитых мембран методом электронной микроскопии

3.3. Распределение привитого полимера по объёму трековой мембраны
3.4. Изменение пористой структуры трековых мембран в процессе радиационной прививочной полимеризации
3.5. Гидрофильные и электроповерхностные свойства мембран, модифицированных поли-2-метил-5-винилпиридином
3.5.1. Набухание привитых трековых мембран
3.5.2. Контактный угол смачивания трековых мембран
3.5.3. Электроповерхностные характеристики привитых трековых мембран
3.6. Водопроницаемость привитых трековых мембран
3.7. Химическая стойкость и прочностные свойства модифицированных мембран
Глава IV. Получение трековых мембран с контролируемой
проницаемостью на основе “умных” полимеров
4.1. Радиационно-прививочная полимеризация Ы-изопропил-акриламида на трековых мембранах прямым методом
4.2. Использование пероксидного метода для получения термочувствительных трековых мембран
4.3. Исследование микроструктуры привитых поли-Ы-изопропил-акриламидом трековых мембран методом электронной микроскопии
4.4. Исследование температурного отклика термочувствительных трековых мембран кондуктометрическим методом
4.5. Водопроницаемость термочувствительных трековых мембран
механизма задержки соединений Ге(Ш) при фильтрации водных
растворов
Выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы.
К настоящему времени разработана технология получения трековых мембран (ТМ) на основе нескольких полимеров. Мембраны данного типа получают облучением полимерных плёнок ускоренными тяжёлыми ионами и последующей химической обработкой. Отличительными свойствами ТМ являются узкое распределение размеров пор и низкая сорбционная способность, что обеспечивает ситовый механизм разделения при фильтрации дисперсных систем. Благодаря этим свойствам ТМ находят широкое применение в процессах разделения и очистки жидких и газообразных сред, а также в аналитических работах. Физико-химические свойства ТМ определяются материалом матрицы, т. е. видом полимера, из которого изготовлена мембрана.
Ряд практических задач требует направленного изменения свойств мембран, а именно увеличения гидрофильности поверхности с целью повышения смачиваемости и водопроницаемости, изменения электроповерхностных свойств, придания способности ТМ реагиоовать заданным образом на изменение условий окружающей среды (температура, pH, электрическое поле, ионная сила, состав раствора и т. д.).
Актуальность работы состоит в том, что модифицирование трековых мембран может существенно расширить сферу их возможного применения, благодаря значительному изменению поверхностных характеристик мембран, гидрофильных свойств и возможности изменения размеров пор под действием внешних условий.
Разработка методов гидрофилизации полиэтилентерефталатных (ПЭТФ) мембран особенно актуальна, когда речь идёт о малых (<0.1 мкм) размерах пор. В случае полипропиленовых (ПП) мембран, материал которых гидрофобен, их использование для фильтрации водных растворов требует гидрофилизации мембраны независимо от диаметра пор.
В последние годы большое внимание исследователей привлекают так называемые “умные материалы” (smart or intelligent materials) водорастворимые полимеры и гидрогели, способные реагировать на небольшие изменения во внешней среде заранее запрограммированным

разработаны фирмами “АМФ Кюно” (фильтры Дзета-Плюс) и “Пол тринити микро” (Ы 66 Посидайн) [102].
В работах [103,104,105,106] авторами получены заряженные мембраны с помощью метода радиационной прививочной полимеризации с использованием различных мономеров и иследованы их свойства.
Несмотря на значительное число работ по использованию радиационной прививочной полимеризации для получения полимерных мембран, количество работ по применению РПП для модифицирования трековых мембран исчисляется только отдельными отрывочными исследованиями.
В последние годы появилось несколько работ по модифицированию свойств полимерных трековых мембран. Так, РПП стирола на трековые мембраны из лавсана позволила получить химически стойкие ТМ, которые можно использовать для фильтрации агрессивных жидкостей [113, 114, 115]. Прививка стирола на ТМ из полиимида была исследована в работе [120, 126].
В работе [123] исследовалось влияние различных параметров (поглощённая доза, концентрация мономера и ингибитора гомополимеризации, время прививки) на РПП метилметакрилата в треках тяжёлых ионов во фторполимерах.
Радиационная прививочная полимеризация использовалась для гидрофилизации поверхности полимерных трековых мембран. Для этих целей обычно применяли Ы-винилпирролидон, акриламид, акриловую кислоту и др. [91, 92, 93, 94]. Степень гидрофильное™ очень зависит от способа проведения прививочной полимеризации (концентрация привитых цепей на поверхности) и достигает предела при определённой величине степени прививки (полное покрытие поверхности) [1].
В работе [50] наблюдали увеличение гидрофильное™ поверхности ПЭТФ трековых мембран при радиационной прививке Ы-винилпирролидона при значительном сохранении пористости и фильтрующей способности мембран по отношению к растворам белков. Пористость модифицированных мембран меньше пористости исходных на 3-5%, однако, фильтрующая способность изменяется незначительно. Установлено, что модифицирование мембран прошло не только по внешней поверхности, но и по внутренней