Композиция для получения полупроницаемой пористой мембраны

Изобретение относится к составу формовочного раствора для получения нетканого материала методом электроформования и может использоваться для получения водоупорной, воздухо-, паропроницаемой мембраны, а также регулирования комплекса эксплуатационных свойств мембранного материала. Композиция включает, мас.%: полиакрилонитрил 7-9, поливинилидендифторид 9-11, остальное - N,N-диметилацетамид и N,N-диметилформамид, при их соотношении 1:1. Изобретение позволяет повысить функциональные свойства мембран, а именно водоупорность и скорости электроформования. 3 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к составу формовочного раствора, используемого для получения нетканого материала методом электроформования. Изобретение касается составов формовочного раствора, позволяющих получить водоупорную, воздухо-, паропроницаемую мембрану с регулируемым комплексом эксплуатационных свойств. При использовании материала на основе нановолокон из полиакрилонитрил-поливинилидендифторид (ПАН-ПВДФ) достигается комплекс свойств, позволяющих применять материал как селективный фильтр для защитной одежды.

Известна пропиточная композиция на основе сополимера ПВДФ и тетрафторэтилена и/или его смеси с 0.1-2.5 мас.% других фторсодержащих полимеров в ацетоне, воде и пропаноле для полупроницаемой мембраны, где в качестве подложки волокнистых материалов используют материалы на основе полипропилена или капрона. Мембранные свойства тканому или нетканому материалу придаются после пропитки, отжима и сушки. Однако данное решение относится к мембранной технологии разделения жидких систем и не может быть использовано при изготовлении водоупорной, воздухо-, паропроницаемой мембраны методом электроформования (авторское свидетельство SU 1327519, МПК C08J 5/32, B32B 27/12. Полупроницаемая пористая мембрана / В.Г. Карачевцев, А.И. Бон, О.А. Ольховиков, Н.В. Амелина, В.П. Дубяга, В.И. Быстрое и А.Л. Пергамент // заявл. 31.01.85, опубл. 30.07.1991).

Известна пропиточная композиция, состоящая из ПВДФ или сополимера ПВДФ и тетрафторэтилена, ацетона, алифатического спирта, воды и фторированных кислот или спиртов, которой обрабатывают текстильную основу методом пропитки. Обработка тканей композицией придает текстильным материалам полезные функциональные и потребительские свойства - водонепроницаемость, водоотталкивающие свойства, химическую стойкость, прочность, износостойкость при сохранении на высоком уровне паро- и воздухопроницаемости материалов. Мембранные свойства материалу (пористость) придаются после пропитки, отжима и сушки. Однако данное решение также не предназначено для изготовления водоупорной, воздухо-, паропроницаемой мембраны методом электроформования (патент РФ 2064991, МПК D06M 15/256, D06M 13/213, D06M 13/144. Композиция для обработки текстильных материалов / Махмутов Ф.А.; Гурылева А.А.; Полле С.Н.; Романов Б.С.; Харитонов В.Ф.; Воронов А.Ф.; Минаев Н.Н.; Коломиец Н.А. // заявл. 30.11.1992, опубл. 10.08.1996).

Известна пропиточная композиция на основе ПВДФ и тетрафторэтилена для формирования структуры мембран с необходимыми характеристиками из раствора полимера в кетонном растворителе (ацетон, метилэтилкетон), в состав которого введен осадитель для данного полимера, в данном случае вода и ее смеси с алифатическими спиртами. Такой формовочный раствор наносится фильерой на полированную стеклянную пластину и сушится при контроле давления паров растворителя (т.н. метод "сухого формования"). Этим методом удается получить мембраны с размерами пор от 0.030 до 0.008 мкм. Мембраны имеют ярко выраженную асимметричную структуру, причем для мембран с наименьшими порами сторона, обращенная к воздушной атмосфере, характеризуется размером пор в 2.5-3 раза меньшим, чем сторона, обращенная к подложке. Для получения мембран с размером пор меньшими, чем 0.008 мкм использован метод "мокрого формования", по которому после непродолжительного подсушивания раствором аналогичного состава (водный раствор алифатического спирта), после чего сформированная мембрана высушивается на воздухе. Данное решение относится к области создания мембран для химических источников тока, конкретно, мембран с высокой проницаемостью по кислороду, и совершенно не пригодно для электроформования (патент РФ 2111047, МПК B01D 69/00. Пористая мембрана с пониженной паропроницаемостью // Махмутов Ф.А.; Козлова Е.В.; Васильева И.М. // заявл. 22.11.1996, опубл. 20.05.1998).

Известна композиция (Патент КНР CN 102008903 (A). Yufeng Zhang; Jia Liu; Zhangcheng Wu; Liang Wang; Hongwei Zhang. Lyotropic liquid crystal-blended microporous film and preparation method thereof. Заявл. 09.10.2010. Опубл. 13.04.2011) для получения лиотропной жидкокристаллической микропористой пленки, использующейся в качестве фильтра от биологических загрязнителей воды, на основе следующих составных частей (в масс. %): пленкообразующий полимер 25-40, производное целлюлозы 0.5-10, органический растворитель 40-73.5 и добавку 1-10. В качестве пленкообразующего полимера используются поливинилиденфторид, полисульфон, полиэфирсульфон, ацетат целлюлозы или полиакрилонитрил, в качестве растворителя N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, или N,N-диметилсульфоксид. Однако данная композиция в связи с высокой концентрацией полимера более 25% не может быть использована для получения мембраны методом электроформования.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению является известная композиция ПАН-ПВДФ, с соотношением компонентов 1:3, для получения нетканого материала методом электроформования из смеси растворителей N,N-диметилформамид (ДМФА) - ацетон (АЦ) с соотношением компонентов 7:3, для сепаратора-носителя электролита литиевых батарей (Gopalan A.I., Santhosh P., Manesh K.M., Nho J.H., Kim S.H., Hwang C-G., Lee K-P., Development of electrospun PVdF-PAN membrane-based polymer electrolytes for lithium batteries. J. Membr. Sci., 2008, 325(2), p. 683-690). Однако полученный нетканый материал обладает повышенной хрупкостью и низкой водоупорностью (прототип).

Задачей изобретения является разработка композиции, предназначенной для получения полупроницаемой пористой мембраны методом электроформования.

Техническим результатом является создание мембран с улучшенными функциональными свойствами: водоупорностью и скоростью электроформования.

Поставленная задача решается тем, что композиция для получения полупроницаемой пористой мембраны включает полиакрилонитрил, поливинилидендифторид и N,N-диметилформамид, дополнительно содержит N,N-диметилацетамид, при следующем соотношении компонентов, масс. %: 7-9 ПАН и 9-11 ПВДФ, остальное - N,N-диметилацетамид (ДМАА) и N,N-диметилформамид, при их соотношении 1:1.

Пример.

Приготовление формовочных растворов осуществляли последовательным растворением навески ПАН в течение 1…2 час при 50…60°С и навески ПВДФ в течение 1,5…3 час при 75…85°С в 250 мл растворителя состава согласно табл. 1 при перемешивании на магнитной мешалке в конической колбе. Полученные растворы смеси полимеров ПАН и ПВДФ охлаждались в естественных условиях до комнатной температуры и переливались в кювету для электроформования. Основные параметры электроформования: напряжение на капилляре U=70…75 кВ, ток I=0,04…0,05 мА, межэлектродное расстояние h=160…180 мм. Температура финишной обработки мембраны 100…160°С, давление прижимного валка 1…6 атм. Оптимальная температура обработки мембраны составляла 110…115°С. Свойства формовочных растворов приведены в табл. 2.

Мембраны сушат, снимают с подложки и испытывают. Результаты испытаний мембраны приведены в табл. 3.

Анализ приведенных результатов свидетельствует, что по водоупорности, скорости формования и относительному удлинению заявляемая композиция превосходит прототип.

Композиция для получения полупроницаемой пористой мембраны методом электроформования, включающая полиакрилонитрил, поливинилидендифторид и N,N-диметилформамид, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит N,N-диметилацетамид при следующем соотношении компонентов, мас.%: 7-9 полиакрилонитрила и 9-11 поливинилидендифторида, остальное - N,N-диметилацетамид и N,N-диметилформамид при их соотношении 1:1.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термоформованным изделиям, в частности к термоформованным стаканам, включающим боковую стенку, состоящую из полимера на основе пропилена, содержащего ароматический сложный диэфир замещенного фенилена, выбранный из группы 3-метил-5-трет-бутил-1,2-фенилендибензоата и 3,5-диизопропил-1,2-фенилендибензоата и характеризующуюся значением мутности от 1 до 10% при измерении в соответствии с ASTM D 1003.

Изобретение относится к способу изготовления гибридной протон-проводящей мембраны, включающему синтез полианилина в протонообменной мембране во внешнем электрическом поле, при плотности тока 40-100 А/м2 проводят насыщение мембраны ионами анилиниума из 0,01-0,001 М раствора анилина на фоне 0,005 М раствора серной кислоты в течение 15-180 минут.

Настоящее изобретение относится к модифицированным полиоксиалкиленамином сульфированным блок-сополимерам, содержащим: а) сульфированный блок-сополимер, содержащий два полимерных концевых блока А, по существу не содержащих функциональных групп сульфоновой кислоты или сульфонатного эфира, и один полимерный внутренний блок В, содержащий приблизительно от 10 до 100 мол.% функциональных групп сульфоновой кислоты или сульфонатного эфира из расчета на число чувствительных к сульфированию мономерных звеньев блока В, и b) полиоксиалкиленамин в количестве приблизительно от 0,6 до 2 моль-эквивалентов аминных групп на моль функциональных групп сульфоновой кислоты или сульфонатного эфира сульфированного блок-сополимера; где полиоксиалкиленамин представляет собой соединение формулы R1-(О-А)x-NH2, где R1 представляет собой C1-C18-алкил или амино-С2-С4-алкилен, А представляет собой в каждом случае С2-С4-алкилен и x представляет собой число от 2 до 100.

Изобретение относится к поверхностным пленкам композитов, в частности к поверхностным пленкам для армированных полимерматричных композитных структур, способу их получения.

Изобретение относится к технологиям получения селективно проницаемых фильтрационных мембран на основе ацетатов целлюлозы. Такие мембраны могут быть использованы для выделения и концентрирования из многокомпонентных жидких смесей отдельных веществ с широким диапазоном молекулярных масс (ММ=0,1÷103 кДа) баромембранными методами (ультра-, нано- и обратноосмотические фильтрационные технологии) в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности, а также при водоподготовке и водоочистке.

Изобретение относится к ламинированной мембране для использования в центральном блоке вентиляционной системы с рекуперацией энергии для обмена теплом и паром между двумя независимыми входящим и выходящим воздушными потоками без их перемешивания.

Изобретение раскрывает полимерные формы ионных жидкостей PFIL на основе полибензимидазола (РВТ) и способ синтеза таких полимерных форм ионных жидкостей. Изобретение также относится к использованию полимерных форм ионных жидкостей на основе PBI и мембран из них для сорбции, фильтрации и разделения газов.

Изобретение относится к способу снижения проницаемости мембраны по отношению к ионам ванадия. Способ включает введение катионного поверхностно-активного вещества, по меньшей мере, в часть поверхности мембраны и внутреннюю часть мембраны инкубацией мембраны в водный или водно-солевой раствор, содержащий катионное поверхностно-активное вещество или смесь катионных поверхностно-активных веществ.

Изобретение относится к полимерным мембранам для низко- или высокотемпературных полимерных топливных элементов. Протонопроводящая полимерная мембрана на основе полиэлектролитного комплекса, состоящего из: а) азотсодержащего полимера, такого как поли-(4-винилпиридин) и его производные, полученные посредством алкилирования, поли-(2-винилпиридин) и его производные, полученные посредством алкилирования, полиэтиленимин, поли-(2-диметиламино)этилметакрилат)метил хлорид, поли-(2-диметиламино)этилметакрилат)метил бромид, поли-(диаллилдиметиламмоний) хлорид, поли-(диаллилдиметиламмоний) бромид, б) Нафиона или другого нафионподобного полимера, выбранного из группы, включающей Flemion, Aciplex, Dowmembrane, Neosepta и ионообменные смолы, содержащие карбоксильные и сульфоновые группы; в) жидкой смеси, включающей растворитель, выбранный из группы, включающей метанол, этиловый спирт, н-пропиловый спирт, изопропиловый спирт, н-бутиловый спирт, изобутиловый спирт, трет-бутиловый спирт, формамиды, ацетамиды, диметилсульфоксид, N-метилпирроллидон, а также дистиллированную воду и их смеси; в которой молярное отношение азотсодержащего полимера к Нафиону или нафионподобному полимеру находится в пределах 10-0,001.

Изобретение относится к способу получения полимерных пленок с пористой градиентной структурой и может быть использовано в качестве разделительных мембран, покрытий, электроизоляционных, гидрофобных и защитных материалов для устройств радио- и микроэлектроники, деталей оптических систем, межслойной изоляции, применяемых в области точного приборостроения.

Настоящее изобретение относится к способу получения бутанола, который имеет важное промышленное значение как исходное сырье для получения химических и фармацевтических продуктов, а также в качестве растворителя и топлива.

Изобретение относится к извлечению кислых компонентов из газовых потоков, таких как попутные газы из скважин или дымовые/выхлопные газы с использованием мембран, содержащих макромолекулярный самоорганизующийся полимер.
Изобретение относится к области мембранной технологии. Способ получения мембраны включает нанесения полисульфона или полиэфирсульфона на подложку, представляющую собой нетканый материал, с получением ультрафильтрационного слоя и формования ультратонкого полимерного селективного слоя из ароматического полиамида на поверхности ультрафильтрационного слоя.
Изобретение относится к мембранной технологии и может найти широкое применение для очистки и разделения воды и водных растворов в пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности, при опреснении морской воды, биотехнологии, при создании особо чистых растворов.
Изобретение относится к мембранной технологии, в частности к получению антибактериальных полимерных мембран, и может быть использовано для очистки воды и водных растворов в пищевой, фармацевтической отраслях промышленности, в медицине.

Изобретение относится к области получения пористых полимерных мембран и может быть использовано для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, биохимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области прикладной электрохимии и используется при разделении электродных пространств в щелочных электролизерах для разложения воды на водород и кислород.
Настоящее изобретение относится к полимерным протонпроводящим композиционным материалам. Описан полимерный протонпроводящий композиционный материал, включающий полимерную линейную матрицу, представляющую собой водный 2-9% раствор поливинилового спирта, содержащий наночастицы серебра размером 20-100 нм в концентрации 40-100 мг/л и диспергированный в ней протонпроводящий твердый электролит в виде фосфорно-вольфрамовой кислоты и пластификатора в виде глицерина при следующем соотношении компонентов, мас.%: водный раствор поливинилового спирта 38-69, фосфорно-вольфрамовая кислота 19-50, глицерин остальное.

Изобретение относится к составу формовочного раствора для получения нетканого материала методом электроформования и может использоваться для получения водоупорной, воздухо-, паропроницаемой мембраны, а также регулирования комплекса эксплуатационных свойств мембранного материала. Композиция включает, мас.: полиакрилонитрил 7-9, поливинилидендифторид 9-11, остальное - N,N-диметилацетамид и N,N-диметилформамид, при их соотношении 1:1. Изобретение позволяет повысить функциональные свойства мембран, а именно водоупорность и скорости электроформования. 3 табл., 7 пр.

Наверх