Композиция для получения полупроницаемых мембран

 

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБРАН, содержащая поливинилидейфторид или сополимер винили денфторида и тетрафторэтилена, ацетон и алифатический спирт, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения функциональных свойств мембран , композиция дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Ацетон 63-83 Поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторзтилена10-14 i Алифатический спирт4-16. (Л С Вода.3-7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11}

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4-16

3-7 (21) 3329915/23-05, 3491298/23-05 (22) 14.08.81 23.09.82 (46) 23.10.88. Бюл. к- 39 (7 1) Всесоюзный научно-исследователь ский институт синтетических смол (72) Л,Г.Косицкая, В.К.Беляков, В.Г.Карачевцев, А.И.Бон, В.П.Дубяга, E.Ï.Øèðîê0â и Л.В.Невский (53) 678.743.3(088.8) (56) Тезисы докл. II Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей. 12, 14.04.77, с.201"205.

Патент Франции к- 2333825, кл. С -08 3 9/14, опублик. 1980. (54)(57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБРАН, содержащая поливинилидейфторид или сополимер ви(51)4 С 08 Ь 27/16, С 08 J 5/18 нилиденфторида и тетрафторэтипена, ацетон и алифатический спирт, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения функциональных свойств мембран, композиция дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ацетон 63-83

Поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена 10-14

Алифатический спирт

Вода.

1080446

Изобретение относится к области мембранной технологии, а именно к композициям для получения полупроницаемых мембран. Эти мембраны в силу сво- 5 ей устойчивости к действию агрессивных сред находят широкое применение в различных отраслях промышленности, например в электронной, химической для тонкой очистки, концентрирования и т,п. различных жидкостей и газов.

Известна композиция для получения полупроницаемых мембран в виде полых волокон на основе фторсодержащего15 сополимера.

Однако мембраны, полученные на основе этой композиции, коробятся и имеют низкую пористость.

Наиболее близкой к изобретению по 20 технической, сущности и достигаемому эффекту является композиция для получения полупроницаемых мембран на ос-. нове поливинилиденфторида или сополимера винилиденфторида и тетрафтор- 25 этилена, содержащая растворитель— ацетон и осадитель — иэопропиловый спирт при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Полимер 3-11

Растворитель 36-69

Осадитель 18-36

Однако мембраны, полученные на основе данной композиции, имеют доволь- 35 но широкое распределение пор по размерам и значительную дефектность, что приводит к недостаточно высокой селективности разделения. Кроме того, при использовании этой композиции про-40 изводительность мембран оказывается недостаточно высокой.

Целью изобретения являетея улучшение функциональных свойств мембран.

Поставленная цель достигается тем, 45 что композиция для получения полупроницаемых мембран, содержащая поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена, ацетон и алифатический спирт, дополнительно

50 содержит воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилиденфторид или сополнмер винилиденфторида и тетрафторэтилена 10-14

Ацетон 63-83

Апифатический спирт 4-16

Вода 3-7

Выбор граничных значений интервалов содержания компонентов обусловлен следующими причинами: при более низких значениях содержания компонентов формовочный раствор имеет низкую вязкость и мембрану с необходимыми свойствами не удается сформовать, при более высоких значениях содержания компонентов формовочный раствор обладает черезмерно высокой вязкостью, вследствие чего мембраны имеют неоднородную поверхность и повышенную дефектность.

Пример 1 (контрольный). 10,5 r (10,5 мас.ч.) сополимера тетрафторэтилена и винилиденфторида (фторлон Фт 42) растворяют в 87 мл .(69,0 мас,ч.) ацетона и затем при пе-. ремешивании добавляют 25 мл (20 мас.ч.) изопропилового спирта. Формовочный раствор фильтруют, обезвоздушивают, с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. Результатьгиспытаний мембраны приведены в таблице.

Пример 2. 10 г (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 103,7 мл (83 мас.ч.) ацетона и затем при перемешивании добавляют 3 мл (3 мас.ч.) воды и 5 мл (4 мас.ч.) пропанола. Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося сополимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют, обезвоздушивают; с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. Результаты испытаний мембраны приведены в таблице.

Пример 3.14 г (14 мас.ч.) еополимера Фт 42 растворяют в 78,7 мл (63 мас.ч.) ацетона и затем при перемешивании добавляют 7 мл (7мас.ч.) воды и 20 мл (16 мас.ч.) пропанола.

Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося сополимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют,обезвоздушивают; с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. Результаты испытаний мембраны приведены в таблице.

Пример 4. 9 r (9 мас.ч.) со-. полимера Фт 42 растворяют в 107,5 мл (86 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 2 мл (2 мас.ч.) воды и 3,75 мл (3 мас.ч.) пропанола.

Перемешивание продолжают до растворе10804

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в композиции в качестве осадителя смеси алифа45 тического спирта с водой позволяет значительно повысить производительность мембран. Такие мембраны имеют узкое распределение пор по раэния высаждающегося сополимера и до получения гомогенного раствора. Полученный формовочный раствор имеет низкую вязкость, мембрану не удается сформовать.

Пример 5. 15 r (15 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 75 мл (60 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 8 мл (8 мас.ч.) воды и 21,2 мл (17 мас.ч.) нропанола.

Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося сополимера и до получения гомогенного раствора. Полученный формовочный раствор имеет высо- 1r кую вязкость, вследствие чего мембраны имеют неоднородную поверхность и повышенную дефектность.

Пример 6. 10 r (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 85 мл (68 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 7 мл (7 мас.ч.) воды и 18,8 мл (15 мас.ч.).изопропилового спирта. Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося 25 сополимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют, обезвоздушивают, с помощью. фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. з0

Результаты испытаний мембраны приведены в таблице.

Пример 7. 10 r (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 85 мл (68 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 7 мл (7 мас.ч.) воды и 18,8 мл (15 мас.ч.) этанола..

Мембрану формуют .как в примере 6.

Пример 8. 10 г (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 85,6 мл 40 (68,5мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 7 мл (7 мас.ч.) воды и 18, I мл (14, 5 мас. ч. ) бутилово- го спирта. Мембрану формуют как в примере 6.

Пример 9. 10 r (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 98,7мл (79 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 5 мл (5 мас.ч.) воды и 8,5 мл (6 мас.ч.) пропанола.Мембрану формуют как в примере 6;

Пример 10. 10 r (10 мас.ч,) полимера поливинилиденфторида (Фт 2) 4 6 растворяют в 10 мл (80 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 5 мл (5 мас.ч.) воды и

6,2 мл (5 мас.ч.) пропанола. Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося полимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют, обеэвоэдушивают, с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнат-. ной температуре. Результаты испытаний мембраны приведены в таблице., Пример 11. 10 r (10 мас.ч.) полимера Фт 2 растворяют в )12,5 мл (81 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 5,0 мл (4 мас.ч.) пропанола и 5 мл (5 мас.ч.) воды.

Мембрану формуют как в примере 10.

Пример 12. 10 г (10 мас,ч.) полимера Фт 2 растворяют в 86,2 мл (69 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 5 мл (5 мас.ч.) воды и 20,0 мл (16 мас.ч.) пропанола.

Мембрану формуют как в примере 10.

В примерах используется винилиденфторид и сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена,содержащий

60-100 мол. . винилиденфторида. В примере 2 содержание фтора в сополимере фт 42 равно 68, это .соответствует

60 мол. . винилиденфторида. В примере

3-9 концентрация фтора имеет средние значения — от 65 до 67, что соответствует 78-63 мол. винилиденфторида. В- примерах 10-.12 используется

100 винилиденфторид, концентрация фтора 55 .

D макс мерам, так как -- — — = 1,6-2,2, вмессР то 4 1 у мембран, полученных из известной композиции.

1 080446

Пример

Полимер СоотношеСвойства мембран ние спирта и воды

Dср, нм

Пористость, 7

Проницаемость по бутанолу, л/м ч

«0 ю

Dep

D макс, нм

32 4,1

100 2,0

210 2,2

Фт 42

2 Фт 42

3 Фт 42

134

58

200

1,33

750

460

2,28

4 Фт 42

5 Фт 42

6 Фт 42

62 400

2,14

800

420

2,14

7 Фт 42

8 Фт 42

9 Фт 42

650

1650

2,07

470

700

400

1,2

150

10 Фт 2

11. Фт 2

12 Фт 2

220

1,0

150

220

0,8

200

270

3,2

Редактор Н.Сильнягина

Корректор Л. Патай

Техред Л. Сердюкова

Заказ, 4895

Тираж 434 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 низкая вязкость формовочного раствора высокая вязкость формовочного . раствора

220 1,8

220 1,9

300 1,6

200 2,0

116 1,9

115,8 1,9

129 2;1