Мембранна технология - модерен метод за разделяне на смеси и разтвори, използващи тънки филми - мембрани. Тези технологии са приоритет в химическата технология, както се използва за пречистване и разделяне на смеси, използвани в химическата промишленост, нефтохимическата промишленост, биотехнологиите. Те са намерили приложение в строителната индустрия за производство на покриви и покрития, в медицината, за да се създаде "изкуствена кожа", фармакология, като начин за осигуряване на стерилността на инжекционни разтвори, за вода и канализация, високо ниво на водата чистота, и в хранително-вкусовата промишленост (филтрация на вино, бира, водка, освежаване сокове) [8].

Днес, мембранни технологии са разделени на "стари" и "нови технологии" поколения. Чрез Technology "стари" поколение включва микрофилтриране (MF), ултрафилтриране (UF), обратна осмоза (RO), и електродиализа (ED). Така UV, MF и RO имат общо наименование - baromembrane процеси, т.е. процеси, които се провеждат под натиск. Съгласно технология "нови" поколение разбере отделяне на газ (GR), первапорация (PV), мембрана дестилация (MD) и разделяне чрез течна мембрана (LM) [5,10].

За всеки процес на отделяне изисква различен мембрана. Обикновено, те са разделени от присъствието на порите (порест / непорест) и присъствието на субстрата (симетричен - не се поддържа / асиметричен - с нетъкан плат субстрат). Освен това, ако порестата мембрана, за всеки процес на отделяне изисква определен размер на порите за улавяне на вещества с различни структури и размери (вж. Таблица 1).

Основни характеристики процеси baromembrane

Процеси UV и МФ са широко използвани при пречистването и обезсоляване на природни води (R. Н. морски) за обработка на вода и за пречистване на промишлени отпадъчни води и процеса разтвори когато обезвреждане на вода, които могат до голяма степен да реши проблема за предотвратяване на замърсяване. И тъй като защитата на околната среда от замърсяване - Една от основните задачи на човечеството, е важно да се изследвания и развитие на процесите и UV MF. Ето защо, ние смятаме този процес по-подробно.

Процеси UV и МФ са най-подобни на конвенционалните филтруване и се провежда под разликата в налягането между разтворът се филтрува и филтратът се от двете страни на полупропусклива преградна мембрана. За UV и MF важно размер на порите и разпределението на порите в рамките на дебелината на мембраната.

Основата за получаване на мембрани са полимери. В този случай, мембраните имат определени ясни изисквания:

1. способност висока разделяне (селективност);
2. В висока специфична продуктивност (пропускливост);
3. Химическа устойчивост на околната среда обща система;
4. характеристики неизменност по време на работа;
5. Достатъчна механична якост;
6. Ниски разходи.

Въз основа на тези изисквания, полимерите от които са образувани мембраните трябва да има такива характеристики като висока химична и термична устойчивост, еластичност, електропроводимост и elektropronitsaemost, реакцията с вода и други разтворители, безвредност [5,9,10].

В научната и патентната литература описва получаването на мембрани от различни полимери: целулозни естери (целулозен ацетат, нитроцелулоза и техни смеси), полиестери, алифатни и ароматни полиамиди, полисулфони, полиимиди, ароматни polyamidoimides, полипропилен, флуорирани полимери, поливинил алкохол и неговите съполимери, акрилонитрил кополимери, полиестер карбонат, полиуретан и др.

В промишлен мащаб като полимери за получаване на микро- и ултрафилтрация мембрани са широко използвани целулозни етери, полисулфони, полиетерсулфони, полиамиди, съполимери на акрилонитрил, поливинилиден хлорид, флуорирани полимери. Тези полимери имат достатъчно висока химическа устойчивост на агресивни среди, достатъчна термична стабилност и не се променят свойства по време на работа.

Трябва да се отбележи, че полимери като полисулфонът и полиетерсулфон не се използват толкова отдавна, но вече успя да се наложи в положителна посока на мембранна технология на пазара [3,4,9].

Полиетерсулфони - полисулфони второ поколение, те позволяват да се получи термопластични материали с работни температури продължителна работа 200 ° С и по-горе. Те се получават чрез взаимодействие на 4,4-dioksidifenil сулфон като алкална сол с 4,4'-dihlordifenilsulfonom. В резултат на тази реакция, полученият полимер има ароматен пръстен, и достатъчно твърди отношения сулфо-група, която има положителен ефект върху температурата на встъкляване на полимера (вж. Фиг.1).

Фигура 1. Структурна формула полиетерсулфон

Полиетерсулфон (PES) - не-армиран аморфен полимер, чиито основни характеристики са неговите високи термични, електрически и механични свойства, които са типични за кристален полимер. Полиетерсулфони имат висока устойчивост на висока температура хидролиза, химикали и пара.

Чрез полиетерсулфони механични свойства включват висока якост на опън, якост на огъване и коефициент на еластичност. Тези полимери, устойчиви на топлинна и термооксидативната деградация, за излагане на радиация. Сляпа имате 20 - 30% повече от поликарбонати и полиамиди. Полиетерсулфони, устойчиви на минерални киселини, основи, солеви разтвори, алкохоли, алифатни въглеводороди, масла, естери, смазващи вещества, обаче, хлорирани въглеводороди, амидни разтворители и те разтварят. Кетони, естери, ксилен и причинява напукване на полимера.

Леене температура над температурата за образуване на по-голямата част от други термопластични продукти, така PES може да се използва при високи температури без деформация.

Полиетерсулфони имат много малко свиване, което е еднакво по време на формоване. Коефициентът на топлинно разширение на два пъти по-малко, отколкото повечето термопласти, който позволява производството на тези части на сложна конфигурация, с малки допуски в размерите. Точно както е прозрачен и добре стерилизирани, тя е била използвана в медицината [7,8].

Именно тези качества и ще позволи да се направи на ПЕС мембрана, която да отговаря на повечето от изискванията, посочени по-горе. Въпреки това, поради съпротивлението на водата на полимерната мембрана от тях е хидрофобна, т.е. не е способен навлажнява с вода и следователно не е в състояние на пречистване на водни разтвори. Във връзка с тази област на мембраната намалява приложение PES. Този проблем може да бъде решен по три начина:

1. въвеждане в предене разтвор на хидрофилни полимерни мембрани на поливинил пиролидон (PVP);
2. сулфониране на изходния полимер;
3. лечение на мембраната в плазмата.

Тези процедури дават възможност да се повиши хидрофилността на няколко пъти мембрана, която от своя страна влияе положително му адсорбция капацитет. Третият метод се използва рядко, тъй като поддържането на степента на хидрофилност на цялата площ на мембраната е доста трудно.

Въвеждането на PVP се използва доста широко в Русия и в чужбина, както и PVP е съвместим с ПЕС и повече хидрофилни. При този метод леене на фазово разделяне на мембраната дава по-добър резултат от образуване на разтвор на поливане в който повечето от поливинилпиролидон се отстранява чрез промиване с вода. Промяната в структурата на PES мембрана чрез въвеждане в него PVP е показано на фиг. 2.

Сулфонирането, от своя страна, позволява влизане в структурата на самия полимер хидрофилни групи, като се избягва добавянето на добавки gidrofilizuyuschih. Активиран мембрана не променя свойствата си, но производство технология доста сложно: ПЕС се разтваря в сярна киселина, последвано от утаяване на сулфониран полимер от разтвор като влакна. Влакното след това се подлага на пълно промиване от киселина и се суши до напълно отстраняване на влагата. По този начин степента на сулфониране може да бъде по-висока от 3%.

Фигура 2. а) Структура полиетерсулфон membranydo хидрофилизация. б) Структура полиетерсулфон membranyposle хидрофилизация чрез въвеждане на PVP.

Освен порьозността и естеството на порите на основните характеристики за MF мембрани и UV включват контактен ъгъл и точката на кипене на пробив.

Контакт ъгъл на мембраната осигурява индикация на хидрофобността или хидрофилността на филма. В този случай, по-малките омокрящи ъгълът, толкова по-хидрофилността на мембраната [1,2,4].

Пробив точка балон - това е минималното налягане на газ, необходимо за извличане на течност от порите на диаметъра на мембраната. Този показател дава индикация за целостта (отсъствие на дефекти в структурата на мембраната, което може да повлияе неблагоприятно разделянето на смес) на мембраната и разпределението на неговия размер на порите.

Както се вижда от експерименталните данни, след въвеждането в структурата на PES PVP пробив точка на увеличаването на балон почти два пъти, и сулфонирани увеличава от 4.2-4.8 бара, което предполага, че модифицираната мембрана става по-силно и ще продължи по-дълго ,

PES мембрана може да бъде оформен по различни начини. Това позволява да се променя размерът на порите от 1 пМ до 0.2 микрона с дебел мембрана 80-130 микрона. Мембраната ще има poristostost 70-80% [2,3,6].

По този начин, откриването и производството на полиетерсулфон мембрана на този полимер, е пробив в областта на мембранна технология, защото на няколко предимства:

• тясно разпределение размер на порите, което води до висока селективност мембрани и висока способност за задържане на колоидни частици от различно естество и бактерии, което е особено важно в фармакологични;
• Използвайте полиетерсулфон мембрана за филтриране на широка гама от течни при нормални и повишени температури поради високата механична якост и широка гама от работни температури (до 125 ° С);
• добра химическа устойчивост в голям диапазон от стойности на рН (1-13), което дава възможност за регенериране и химична филтрация на корозивни течности за различни отрасли;
• устойчивост на окислители включително хлор (в концентрация от 50-200 мг / л) [6,8,9].

От тези данни следва, че полиетерът - ново поколение от полимер. Той отговаря на всички необходими изисквания, материалите от нея са широко използвани. Точно както е добре изложени на промяната. Това е, което дава тласък за по-нататъшни изследвания и развитие.

Свързани статии

• Използването на геотекстил в крайградските зони, компанията е европейската пътна техника