Композиция для получения полупроницаемых мембран

 

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБРАН, содержащая поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтнлена, ацетон и осадитель, отличающаяся тем, что, с целью улучшения функциональных свойств мембран, композиция в качестве бсадителя содержит воду и карбоновую кислоту при следующем соотношении компс(нентов, мае.ч.: Ацетбн72-86 Поливинилиденфторид или сополимер виниi лиденфторида и тетрафторэтилена 10-14 (Л С Вода3-6,5 Карбоновая кислота 1-7,5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ((9) ((I) 7 А

:л тк

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВЕЫХ(» :; и АВТОРСЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3294378/23-05, 3491297/23-05 (22) 02«06.81, 23.09.82 (46) 23.10 .88. Бюл. 1(39 (71) Всесоюзный научно-исследователь. ский институт синтетических смол (72) Л.Г.Косицкая, В.Г.Карачевцев

В.К. Беляков, А.И.Бон, В.П.Дубяга, М.В.Козлова и Л.В.Невский (53) 678.743.3(088.8) (56) Тезисы докладов II Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей (12-14 апреля

1977 r.), с.201-205.

Патент Франции У 2333825, кл. С 08 J 9/14, опублик. 1980— прототип. (5l)4 С 08 Ь 27 16 С 08 3 5 18 (54) (57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ПОЛУПРОНК(АЕЖ1Х МЕМБРАН, содержащая поливинилиденфторид или сополимер виннлиденфторида и тетрафторэтилена, ацетон и осадитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью улучшения функциональных свойств мембран, композиция в качестве осадителя содержит воду и карбоновую кислоту при следующем соотношении .компонентов, мас.ч.:

Ацетдн 72-86

Поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена 10-14

Вода 3-6 5

Карбоновая кислота 1-7,5

1086778

Целью данного изббретения является улучшение функциональных свойств мембраны. Поставленная цель достигается тем, что композиция для получе- 45 ния полупроницаемых мембран, содержащая поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена, ацетон и осадитель, в качестве осадителя содержит воду и карбоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Ацетон 72-86

Поливинилиденфторид или сополимер .винилиденфторида и тетрафторэтилена

Вода

Карбоновая кислота

10-14

3-6 5

1-7, 5

Настоящее изобретение относится к области мембранной технологии,конкретно — к композиции для;получения полупроницаемых мембран. Эти.мембраны, устойчивые к агрессивным средам, находят широкое применение в различных отраслях промышленности для тонкой очистки, концентрирования разЛичных жидкостей и газов. 10

Известна композиция для полученйя полупроницаемых мембран в виде полых волокон на основе ацетонорастворимого фторсодержащего сополимера фторлон. Однако, мембраны, полученные 15 на основе этой композиции, имеют недостатки: они коробятся и имеют низкую производительность.

Наиболее близкой по технологической сущности и достигаемому положи- 20 тельному эффекту к заявленной является композиция для получения полупро ицаемых мембран, содержащая поливинилиденфторид или сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена, аце- 25 тон и осадитель при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

Полимер 3-11

Ацетон ." 36-39

Осадитель 18-36

Однако мембраны, полученные на основе данной композиции, имеют довольно широкое распределение пор по размерам и значительную дефектность, что приводит к недостаточно высокой селективности разделения. Кроме того, при использовании этой композиции производительность мембран оказывается недостаточно высокой.

Выбор граничных замечаний заявленного интервала содержания компоиенТоВ обусловлен следующими причинами: при нижних значениях содержания компонентов формовочный раствор имеет низкую вязкость и мембрану с необходимыми свойствами не удается получить; при высших значениях содержания компонентов формовочный раствор имеет черезмерно высокую вязкость, вследствие чего мембраны имеют неоднородную поверхность и повышенную дефЕктность.

Следующие примеры иллюстрируют возможности данного изобретения, Пример 1 (контрольный) .

10,5 r (10,5 мас.ч.) сополимера тетрафторэтилена и винилиденфторида (фторлон 42) растворяют в 87 мп (69,5 мас.ч.) ацетона и затем при перемешивании 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. Результаты испытаний мембраны приведены в таблице.

Пример 2.

14 r (14 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 90,0 мл (72 мас.ч.) ацетона и затем при перемешивании добавляют 6,5 мл (6,5 вес.ч.) воды и

6,8 мл (7,5 мас.ч.) уксусной кислоты. Перемешивание продолжают до растворения высаждающего 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.

12 r (12 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 101,2 мл (81 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 4 мл (4 мас.ч.) воды и 2,7мл (3 мас.ч.) уксусной кислоты. Мембрану формуют как в примере 2.

Пример 4.

9 г (9 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 110,2 мл (88,2 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 2 мл (2 мас.ч.) воды и 0,77мл (0,8 мас.ч.) уксусной кислоты. Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося сопалимера и до.получения гомогенного раствора. Формо1 086 7 вочный раствор фильтруют и обезвоздушивают. Получелный формовочный раствор имеет низкую вязкость, мембрану сформовать не удается.

Пример 5.

15 r (15 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 87,5 мл (70 мас.ч.). ацетона, затем при перемешивании добавляют 7 мл (7 мас.ч.) воды и 7,7 мц (8 мас.ч.) уксусной кислоты.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. Полученный формовочный раствор имеет высокую вязкость, вследствие чего мембраны имеют неоднород 20 ную поверхность и повышенную дефектность.

Примерб.

10 r (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 100 мл (80 мас.ч.) ацето-25

На, затем при .перемешивании добавляют 5 мл (5 мас.ч.) воды и 3 мл (3 мас.ч.) пропионовой кислоты. Мембрану формуют как в примере 5.

Пример 7.

10 r (10 мас.ч.) сополимера Фт-42 растворяют в 102,5 мл (82 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добав- ляют 5 мл (5 мас.ч.) воды и 3 мл (3 мас.ч.) масляной кислоты.

Мембрану формуют, как в примере 5.

Приме р8.

10 г (10 мас.ч.) сополимера

ФТ-42 растворяют в 100 мл (80 мас.ч.)

40 ацетона, затем при перемешивании добавляют 4 мл (4 мас.ч. ) воды и 5,8мл (6 мас.ч.) уксусной кислоты.

Мембрану формуют, как в примере 5.

Пример 9.

10 r (! О мас.ч. ) сополимера Фт 42 растворяют в 107,5 мл (86 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 3 мл (3 мас.ч.) воды и 0,9мл (1 мас,ч.) уксусной кислоты.

Мембрану формуют, как в примере 5.

78

П р и и е р 10.

10 г (10 мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 106,2 мл (85 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 4 мл (4 мас.ч.) воды и 0,9 мл (1 мас.ч.) уксусной кислоты.

Мембрану формуют, как в примере 5.

Пример 11.

10 г (.1О мас.ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 98;7 мл (79 мас.ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 4 мл (4 мас.ч.) воды и 6,3 мл .(7 мас.ч.) уксусной кислоты.

Мембрану формуют как в примере 5.

П и м е р 12.

10 r (10 мас.ч.) полимера поливини." лиденфторида (Фт 2) растворяют в

103,7 мл (83 мас.ч.) ацетона и затем при перемешивании добавляют 6 мл (6 мас.ч.) воды и 0,9 мл (1 мас.ч.) уксусной кислоты. Перемешивание продолжают до растворения высаждающего полимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют, обезвоздушивают, с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. Результаты испытаний мембрачы приведены в таблице.

В примерах используется винилиденфторид и сополимер винилиденфториде и тетрафторзтилена, содержащий

60-100 мол.Х винилиденфторида. В примере 2 содержание фтора в сополимере Фт 42 равно 68Х, зто соответствует 60Х мол. винклиденфторида. В примерах 3-1 1 концентрация фтора имеет средние значения от 65 до 67Х, что соответствует 78-63Х мол. винилиденфторида, В примере 12 используется

100Х винилиденфторида, концентрация фтора 59Х.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в композиции в качестве осадителя смеси воды с карбоновой кислотой позволяет.значительно повысить производительность мембран. Такие мембраны имеют узкое распределение пор по размерам, так ! макс как — — "- 1 5-2 7.

0 э э ° ср

1086 778

» 1 и

< I с» о

И!И

° — 01 00

»» л л

»» о х сч о л о о сч сч

P 1

qI а о

v o с!! 0Î а м и

1 Е!

=I х

О О О О О О

0О СЧ О О Л М

С 4 «М М х

Х а I

3 !31"

Ц I Å I E

»о (ч о о и х о х х а о о л сч а r « -«а ш

Ц (б

Х о

»0

1

I о о о о о

О OO 0O O Л

-Г о о Л О м сч о о сч о о сч о

Г л л со с n oo r л о о о и о

1 л л »» »» л л л л л л л о сч о о м «о о

Е х о !

„"

1 сч сч сч сч N сч сч сч сч с J сч

««« -«« -«« -Г «с4

e e e e e e e e e e e

1 !»

1 % сч м «л о л со сл о х о а

И о

И о

gl I E

v M о а о о 1 д I

v 1

1 — — — — — — »

I с! (ч Л о о ц

z o

0) х с0 cd

Ц E Х х о о а о-I !Х !«"

1

Э

Ж х

04 н

OXE х о

Е о 6v оох

umx

1

Г с0 а о

IXI

Г сч «Е» о о

М сс сб

С4 о с» о р о о

Е о, о в

»0

&»

СГ О O О сч о л о

Х х х о

Г» о х р о

Ф о

Е а о

Г 00 «C!» Ch «»О л л л Ф л л

СЧ - СЧ»- С 4

e ««o o r o с! ю л о о сО л