Способ получения полиамидных мембран

 

Использование: получение химически стойких мембран из кристаллизующихся и жидкокристаллических полимеров. Сущность изобретения: в 4-8% -ный раствор в диметилацетамиде кристаллизующегося или жидкокристаллического полимера вводят при 0-25 С окись этилена или пропилена в количестве 5-40% от массы полимера. Раствор наносят на подложку и погружают в воду при температуре 10-80С. Затем мембрану отмывают. Производительность мембраны до 160 л/м²·ч, она выдерживает до 20 перегибов на 180.

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к способам получения пористых полимерных мембpан, и может быть использовано для производства химически стойких мембран из жидкокристаллических и кристаллизующихся полимеров.

Известен способ получения мембран, включающий растворение полимера, нанесение раствора на антиадгезионную подложку, погружение подложки с раствором в осадитель, отделение мембраны от подложки и промывку мембраны.

Способ не позволяет получать высокопроизводственные мембраны из кристаллизующихся полимеров.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения полиамидных мембран, включающий раствоpение полимера, в амидном растворителе с добавлением хлорида кальция или лития, введение в раствор модифицирующих добавок (глицерина, спирта), нанесение слоя раствора на подложку, погружение подложки со слоем раствора в осадительную ванну, коагуляцию и промывку мембраны.

Проницаемость мембран, полученных данным способом, невелика. Способ не позволяет использовать химически стойкие жидкокристаллические и кристаллизующиеся полиамиды и получать гофрируемые мембраны.

Цель изобретения - повышение проницаемости и улучшение гофрируемости мембран при сохранении селективности.

Поставленная цель достигается использованием в качестве модифицирующей добавки окиси этилена или пропилена, которую вводят при 0-25^оС в количестве 5-40 мас. % от массы полимера, а коагуляцию и промывку ведут при 10-80^оС.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение.

П р и м е р 1. Получают ультрафильтрационную мембрану из кристаллизующегося линейного однотяжного полиамида: поли-5(6)-амино-2(п-аминофенил)бензимидазол-терефталамида. Полимер растворяют следующим образом. В колбу загружают 93,5 г диметилацетамида (ДМАА) и 2.5 г хлористого лития. Соль растворяют перемешиванием раствора в течение 20 мин. Затем в раствор соли вводят 4 г полимера и перемешивают раствор 3 ч при 20-30^оС. После получения гомогенного раствора полимера его термостатируют при 25^оС и в колбу при перемешивании в течение 60 мин добавляют порциями 1 г модификатора - окиси пропилена (25 мас. % ).

Модифицированный в растворе при 25^оС полимер снижает вязкость с 20 до 15 Па ˙с и не образует сшитого геля.

Раствор фильтруют, обезвоздушивают выдержкой 10 ч и наносят на стекло мажущей щелевой фильерой слоем 16, -200 мкм. Подложку со слоем раствора погружают в ванну с водой на 60 с при 20^оС. После коагуляции мембрану снимают с подложки и промывают водой 24 ч при 40^оС.

Оценивают проницаемость мембраны по воде при 1,5 атм и определяют точку пузырька мембраны. Проницаемость мембраны 140 л/м² ˙ч˙ атм. Точка пузырька 12,8 атм. Точка пузырька не уменьшается после 15 перегибов мембраны на 180^о.

П р и м е р 2. Получают ультрафильтрационную мембрану из поли-5(6)-амино-2(п-аминофенил)бензамидазолтерефталамида по примеру 1, но в качестве модифицирующей добавки вводят 1 г окиси этилена. Окись этилена и раствор полимера перед модификацией охлаждают до 0^оС и перемешивают после совмещения при 0^оС в течение 48 ч. После модификации раствор нагревают до 20^оС в течение 60 мин, фильтруют, выдерживают для удаления пузырьков формуют мембрану по примеру 1 с промывкой при 10^оС.

Производительность - 160 л/м² ˙ч˙ атм, точка пузырька 12,6 атм. Мембрана выдерживает 20 перегибов на 180^о.

П р и м е р 3. Получают ультрафильтрационную мембрану из поли-4,4¹-диаминодифенилсульфонтерефталамида по примеру 1, но на 89,5 г диметилацетамида берут 2,5 г хлористого лития и 8 г полимера. В раствор полимера вводят 3,2 г (50 мас. % ) окиси пропилена при 25^оС в течение 60, мин.

Коагуляцию мембраны в ванне с водой и промывку ведут при 25^оС.

Производительность мембраны 280 л/м² ˙ч ˙атм точка пузырька 6 атм. Выдерживают 13-14 перегибов.

П р и м е р 4. Получают мембрану по примеру 1, но в раствор полимера вводят 0,2 г окиси этилена при 10^оС. Промывку ведут в воде при 80^оС.

Производительность мембраны 120 л/м² ˙ч ˙атм. Мембрана имеет точку пузырька 16 атм и выдерживает 8 перегибов.

П р и м е р 5 (сравнительный). Получают мембрану по известному способу из формовочного раствора следующего состава, г: поли-4,4¹-диаминодифенилсульфонтерефтала- мид 8, хлористый литий 2,5, диметилацетамид - 89,5, этиленгликоль 5.

Производительность - 160 л/м² ˙ч˙ атм. Точка пузырька 4,8 атм. Число перегибов на 180^о без изменения точки пузырька 2-3. (56) Дубяга В. П. и др. Полимерные мембраны. М. , Химия, 1981, с. 117-118.

Ott M. , Rodicker H. , Uber die Herstellung Asymmetrischer Ultrafiltrationsmembranen aus aromatischerm Polyamid nach dem Phuseninver sionsprinzip.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАМИДНЫХ МЕМБРАН, включающий растворение полимера в амидном растворителе, содержащем хлорид лития, введение в раствор модифицирующих добавок, нанесение слоя раствора на подложку, погружение подложки со слоем раствора в осадительную ванну с водой, отделение мембраны от подложки и ее промывку, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности и улучшения гофрируемости мембран при сохранении их селективности, в качестве модифицирующей добавки используют окись этилена или пропилена, которую вводят в 4 - 8% -ный раствор жидкокристаллического или кристаллизующегося полиамида при 0 - 25^oС в количестве 5 - 40% от массы полимера, а температура воды в осадительной ванне и при промывке равна 10 - 80^oС.