Особенности диффузии и сорбции паров воды и этанола в сульфонатсодержащих ароматических полиамидах

• Автор: Нидченко, Ольга Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.
Глава I. Процессы трансмембранного переноса газов и паров в полимерных мембранах.
1.1. Основные закономерности транспорта низкомолеку- 8 лярных веществ в полимерных мембранах.
1.2. Сорбция низкомолекулярных веществ в полимерах. 12.
1.3. Особенности диффузии и сорбции молекул ьцо в раз- I г личных полимерных материалах.
1.4. Первапорационный метод разделения жидких смесей
1.5. О проницаемости газов и паров воды в полимерных
мембранах. %

Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Определение сорбционных параметров ароматических 48 полиамидов.
2.2.2. Определение эффективного коэффициента диффузии
2.2.3. Определение коэффициента проницаемости газов и паров воды через полимерные мембраны.
Глава 3. Особенности диффузии и сорбции молекул воды и этанола в ароматических полифениленфталамидах с сульфокис-лотными группами в звеньях.
3.1 Влияние концентрации ионогенных групп в ароматиче- 62.
ских полиамидах СП-1 на диффузию и сорбцию молекул воды.
3.2. Влияние ионной формы и конфигурации полимерных
цепей на сорбцию и диффузию паров воды в ароматических поли-

амидах с двумя сульфокислотными группами.
3.3. Особенности диффузии и сорбции паров воды в полимер- 90 ных пленках из СП-2-ДАДСК в и+ форме.
Глава 4. Проницаемость ароматических полифениленизофталами- 95 дов с двумя сульфокислотными группами по отношению к газам (о0,
!ц, со2, сн4) и парам воды.
Выводы.
Список литературы.

ВВЕДЕНИЕ-
Развивающиеся в последние годы мембранные методы разделения смесей могут найти широкое применение в современной химической технологии. Одним из важных направлений использования мембранной технологии является дегидратация органических растворителей и осушка газов. Успешное решение данной проблемы в значительной степени связано с разработкой мембран, обладающих высокой селективностью разделения и проницаемостью по отношению к воде.
Известны полимерные мембраны, предназначенные для этих целей. Это мембраны на основе поливинилового спирта (фирма "в.я.т."), полиакриловой кислоты ("ка1еер"), природных полисахаридов ("вкзб"} и др. Однако эти мембраны обладают рядом недостатков. Например, мембрана фирмы "е.н.т" является чувствительной к составу питающей водно-органической смеси: ее селективность падает с уменьшением концентрации воды. Для композитной мембраны на основе полиакриловой кислоты наблюдается ухудшение разделительных свойств в процессе эксплуатации и т.д.
В течение последних лет в Лаборатории мембранных процессов ШФХМ им. Л.Я.Карпова и АО "Полимерсинтез” (г.Владимир) проводится комплексное изучение физико-химических свойств сульфонатсодержащих ароматических полиамидов, являющихся перспективными материалами для разработки на их основе высокоселективных и высокопро-ницаемых первапорационных мембран. Разработаны способы синтеза полиамидов, в которых варьируется конфигурационное строение цепи, концентрация ионогенных групп, а также вид противоиона. Особенностью исследуемых ароматических полиамидов является то, что они содержат несколько типов центров взаимодействия с молекулами

кая- компонента В.
Для объясненния первапорационных процессов был предложен ряд математических и физико-химических моделей [62-70]. В соответствии с сорбционно-диффузионной моделью селективность процесса первапорационного разделения можно определить из соотношения [33-37];
Р1/Р2=31/32 П1/В2=ао V
где р и р
Исходя из приведенной оценки селективности ПВ процесса полимерные материалы, используемые в процессе, разделяют на две категории [33]: I) "работающие" по сорбционному механизму (для них выполняется неравенство 1да0 > ХдО), 2) "работающие" по диффузионному механизму (1даа < ХдО ).
В том случае, когда легкопроникающее вещество является специфически взаимодействующим с материалом мембраны, то она работает по сорбционному механизму. Среди таких мембран- мембраны типа "зутрХех" [39] и первапорационные мембраны с селективным слоем из сульфонатсодержащих ароматических полиамидов [40-46].
Для мембран, работающих по диффузионному механизму, решающую роль играет такой фактор как геометрические размеры молекул: легкопроникающими являются компоненты с меньшими размерами молекул. По такому механизму работают, например, мембраны из стеклообразных полимеров (полиимидов [47], полиакрилояитрила [48з и