Способ изготовления мембранного элемента

(1)5 В 01 Р 67/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Изобрет нию мембра кретно к с бранных эл вано пол химич еск о лен ти ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЕИБРАННОГОЭЛЕИЕНТА(57) Изобретение касается изготовле ние относится к изготовленных аппаратов, а более конпособам изготовления мемементов, и может быть исв медицинской, электронной, и других отраслях промышЦель изобретения - повышение производительности мембранного элемента.Указанная цель достигается за счет того, что при изготовлении мембранного элемента, включающем стадии облучения полимерной пленки потоком тяжелых ионов, .формирования в ней пористой структуры путем физико-химической обработки облученной пленки и прикрепления к пленке сепаратора, стадию прикрепления сепаратора осуществляют до формирования пористой структуры.Под действием потоков тяжелых ионов в пленке возникают каналы радиационного повреждения (треки). Воздействие потока тяжелых ионов осуществляют в вакуумных камерах циклотрпца,801699560 А 1 2ния мембранных аппаратов, Целью изобретения является повышение производительности мембранных элементов. Спосо состоит в том, что тонкую полимерную пленку подвергают облучению тяжелыми ионами в циклотроне. Затем прикрепляют к пленке сепаратор и осуществляют физико-химическую обработку. Воздействие потока тяжелых ионов на пленку можно осуществлять между операцией крепления к ней сепаратора и физико- химической обработкой. 1 з,п.ф-лы, 1 табл. в процессе перемотки ленточной пленки с бобины на бобину.Физико-химическая обработка включает операции ультрафиолетового облучения, травления ленточной пленки в растворе щелочи, например в ИаОН, и последующую нейтрализацию в кислоте, например в СНСООН, промывку в воде и сушку потоком горячего воздуха. В процессе этой обработки пленка разматывается с бобины, огибает направляющие и транспортирующие валики, расположенные по всему пути прохождения ленточной пленки через ванны травления, нейтрализации, промывки и сушильные камеры.В качестве полимерней пленки используют лавсановые (полиэтилентерефталевые)полиамидцые, полиимидные и другие материалы толщиной 10 мкм. В процессе физико-химической обработки ультрафиолетовое облучение усиливает деструкцию полимерной пленки в треках, а последующее травление превращает их в цилиндрические отверстия, 1699560т,е. Формируется пористая структура пленки или, собственно, мембрана.Третья стадия процесса - скрепление пленки с сепаратором. Такой сепа ратор содержит рельейы, отверстия и друг"ие конструктивные элементы в виде каналов сред, контуров герметизации коллекторных систем, которые в единстве с самой мембранной представляют мембранный элемент, как основную конструктивную единицу мембранного аппарата.Сепараторы, могут быть изготовлены из тех же пленок толщиной 50- 15 200 мкм путем объемной штамповки, вакуум-формования, литья под давлением или на высечных штампах.для создания высокоэЮЮективных мембранньгх элементов требуется использовать полимерные пленки возможно меньшей толщины, так как производительность Юильтрации обратно пропорциональна толщине пленки. Особенно эЮЮективны поэтому ультратонкие5 мембраны толщиной 1-5 мкм.Однако при уменьшении толщины пленки резко падает еепрочность и возрастает вероятность ее повреждения и разрыва во время операции облучения потоком тяжелых ионов, при перемотке пленки в процессе операции Физико-химической обработки и при сборке мембранных элементов и самих аппаратов. В наибольшей мере пненка теряет свою прочность при травлении, в процессе которого ее ,прочность снижается в 5-10 раз в сравнении с первоначальной прочностью.Крепление сепаратора к ленточной пленке до операции Юизико-химичес- . кой обработки позволяет использовать тонкие и ультратонкие пленки, так как сепаратор создает нечто вроде упрочняющего, армирующего пленку элемента. Такая пленка лучше защищена от повреждений, допускает более высокие режимы рабочих давлений, меньше повреждается во время операции сборки мембранных аппаратов.Ц наконец, воздействие потоком тяжелых ионов, осуществляемое между операцией крепления сепаратора и Юизико-химической обработкой дает возможность перейти к ультратонким пленкам, получить мембранные элементы с 55 высокой производительностью Юильтрования. Такие пленки позволяют не только увеличить скорость Физико-химической обработки, но и повысить производительность процесса воздействияпотоком тяжелых ионов (для этого требуются ионы с меньшей энергией), И вданном случае упрочнение пленки прикреплением сепаратора полезно, особен-.но для ультратонких пленок, тем более,что после воздействия тяжелых ионовпрочность пленки падает на 10-30%.П р и м е р 1. Лавсановую пленкутолщиной 10 мкм подвергают воздействию тяжелых ионов в вакуумной камере циклотрона Ув процессе ееперемотки со скоростью 0,5 м/с. Затемоблучают ультраЮиолетовым Светом,Цосле этого с помощью бутилметакрилатного клея приклеивают к пленкесепаратор, изготовленный заранее излавсановой пленки толщиной 100 мкмна высечном штампеПриклейку осуществляют после предварительной обработкипленки активатором (толуилендиизоциаонат) при температуре 110-120 С и давлении 0,5"1,0 кгс/см 2. После этого.пленку с приклеенным сепаратором подвергают Юизико-химической обработке(травлению в НаОН (20%) 6 мип,г: 60 С), нейтрализации в уксуснойкислоте (3%), промывке водой и сушкегорячим воздухом 60 С). Готовые мем".бранные элементы передают на участоксборки мембранных .устройств.П р и м е р 2. Операции проводятяо примеру 1, но в такой последовательности. Сначала к лавсановой пленке толщиной 3 мкм приклеивают сепаратор, а затем последовательно осуществляют операции воздействия тяжелых ионов, облучения ультрафиолетовым светом, Аизико-химической обработки и другие по примеру 1.Результаты исследований, полученные известным и предлагаемым способами, приведены в таблице.Как видно из таблицы, по сравнению с известным предлагаемый способпозволяет повысить производительность .процесса изготовления мембранныхэлементов, улучшить их качество,уменьшить толщину пленки и перейтик созданию Фильтров на основе ультратонких пленок. Формула изобретения1. Способ изготовления мембранного элемента, включающий операции облучения полимерной пленки потоком тяжелых ионов, Юормирования в ней пористой структуры путем Юизико-хими1699560 Наличиеповреждений Способ Скорость пере- Скоростьмотки пленки травления,в циклотроне, м/см/с олщиналенки,мкм 0,1 До 5 шт, на 1 пог.м. 0,5 ИзвестныйПредлагаемый12 0,2 0,8 0,5 0,5 Нет 8 3 Составитель А. СвитцовТехРед М,Дидык Корректор М Самборская Редактор Н. Химчук Заказ 4419 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5в Производственно-издательский комбинатПатент"г.ужгород, ул. Гагарина, 101 ческой обработки облученной пленкии прикрепления к пленке сепаратора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения производительностимембранного элемента, прикреплениесепаратора к пленке осуществляют до формирования в ней пористой структуры,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что облучение полимерной пленки потоком тяжелых ионов проводят после прикрепления сенараторак пленке.1