Способ получения мембраны

Союз Советских Социапистических Республик) 0 3,0 3.7 23) Приорите Государственный комитет СССР по пелам изобретений и открытий(31) 7007570 Опублико ран УЙК 678. 84но 25.02.80. Бюллетеньликования описания 25.02 та опу Иностранцы Ран Бушию, Альбер Фа.изобретени Ал ьфб Ино страни аяРон-Пуленкг алкильные (мебутил и циклогек ктери сти че окая (в циклогексанон евышать 50 смэ/г 200 см Э/г. где тил снл вяэ при ире Н Н и НЗ - этил, пропил, радикалы. Хара о ст ь поли меро в 25 оС) должна прпочтительно 701Изобретение предназначено для получения гаэоразделит ельных мембранИз ве стен спо со б получени я мембран нанесением раствора поливинилтри" метилсилана в хлорбенэоле на подлож"5 ку с последуюшей сушкой при комнатной температуре и течение 2 ч, а затем 1 ч при 70 С. Известные мембраны имеют проницаемость порядка 10 см э/смсмм рт. ст (11.Целью изобретения является получение мембраны с коэффициентом диффузии в 100 раз большим, чем у " известных, при той же разделитель- . ной спо со бн о сти .15В качестве материала для изготовления мембран служат полимеры и со-полимеры (со стиролом), например винилтриорганосиланы типа 2Для получения мембраны виниловый полимер растворяют в смеси трех ор- ганических соединений, два из кото- рых являются растворителями с различаюшимися не менее чем на 30 С,температурами кипения, а одно с температурой кипения не менее, чем нао30 С выше температуры кипения наиболее легко кипяшего растворителя - нерастворителем исходного полимера.В качестве растворителей в смесях используют хлорированнйе алифатические и ароматические углеводороды: дихлорметан, хлороформ, ди- и тетрахлорэтилен, хлор- и дихлорбензол,Нерастворителями являются спирты (метиловый, этиловый, н-, изо- и трет-бутиловый), вода и кетоны (ацетон, метилэтилкетон, циклогексанон).Соотношение компонентов в смеси подбирают так, чтобы полимер не растворялся, не набухал в смеси высококипяшего растворителя и нерастворителя. Количество легкокипяшего растворителя составляет 10-70 вес.Ъ.Раствор полимера в указанных смесях слоем 0,5 мм наносят на стеклянную или металлическую подложку, испаряют при температуре не выше его температуры кипения 25-100 легкого,09 1 16 3,лотного слоя анизотропной мембраны определвнения ее проницаемости с проницаемостьюпо отношению к кислороду.Таблица 2Толщина путем ср полимер ется ходногоДавление, атм 5 Скорость, л/ч 5 ржаниеородаащеннои,и б 41 ф 5 435 4 5 растворителя и коагулируют образовавшуюся пленку нерастворителем до максимальной экстракции растворителей, затем пленку сушат при температуре не выше 100 С, Получают пористую мембрану, толщиной 30-500 мк, обладающую хорошей механической прочностью и имеющую большую селективную проницаемость для таких газов как водород, гелий, кислород, азот, метан, углекислый гаэ, окись углерода.Пример 1, Враствор 20 г поливинилтриметилсилана в смеси.50 г хлорбензола и 58 г дихлорметана добавляют 32 г изобутанола, смесь слоем толщиной 500 мк наносят на стеклянную пластинку, после испарения при комнатной температуре примерно 45 г дихлорметана (7 мин) иоявления пленки основу погружают на 5 мин в ванну с метиловым спиртом, После сушки на воздухе в течение 2 ч получают мембрану толщиной 200 мк.П р и м е р 2, По аналогичной примеру 1 методике, испаряя легкий растворитель в течение 1 мин (удаляется 30 г), получают мембрану толщиной 170 мк.П р и м е р 3. Используя сополимер винилтриметилсилана с винилдиметилпропилсиланом по примеру получают .мембрану толщиной 160 мк.П р и м е р 4. В раствор 100 г, поливинилметилсилана, полученного в присутствии катализатора - металлического лития, в смеси 300 г дихлорметана и 250 г хлорбензола добавляют 160 г иэобутанола, после чего смесь через фильеру, находящуюся на расстоянии 0,35 мм отЪ вращающегося барабана, подают наего поверхность, Часть барабана погружена в метнловый спирт. Скоростьвращения барабана устанавливают такой, чтобы раствор находился нао,воздухе 73 с (23 С), а в метаноле10 мин. Сушку пленки ведут на группе валков при 30 С, толщина полученных изделий 190-210 мк.П р и м е р 5. Готовят раствор10 г поливинилтриметилснлана в 45 смсмеси хлороформа и хлорбенэола равных объемов и 20 смэ изобутанола.Выливают раствор на стекляннуюпластинку, образуется жидкая плЕнкатолщиной 0,5 мм. Сушат на воздухев течение 5 мин при 2 3 С, погружаютзатем в этанол на 8 С с н сушат.Получают мембрану с толщиной плотного слоя 0,32 мк, селективностькислород/азот составляет 1,8, про ницаемость по кислороду 12,47 хх 10 ." см э/смсмм рт. ст . и поазоту 6,74 х 10 5 смэ/смс мм рт.ст.Проницаемость по отношению кразличным газам полученных по 25 указанным примерам мембран даны втабл.1.В табл. 2 и 3 показано влияниедавления газа перед мембраной искорости его прохода через мембрануна обогащение кислородом воздушныхсмесей (использовали мембрану примера 4 с поверхностью 500 см) . Вовсех случаях расход прошедшего черезмембрану воздуха составлял 1 от.объема поступившей в ячейку смеси. Аналогичные результаты для азотнс - водородных смесей даны в табл.4 (температура ячейки - 13 фС) .Таблица 1718001 Таблиц а 3 Скорость при11 атм, л/ч 13 13 13 13 13 13 12,6 11,3 Содержаниекислорода висходной смеси (до мембраны), % 21 20 185 16 125 98 5 35 Содерж ани екислорода вобогащенной смеси, В 44,4 43,5 42 40 37 38 28 26 Таблица 4 Давлениеперед мембраной, атм 21 21 21 21 16 13 Давлениепосле мемФбраны, атм 16 11 6 3 3 3 Скорость,л/ч 44 72 134 220 165 110 Содержаниеводородав исходнойсмеси, Ъ 80 80 80 85 84,7 84,7 Содержание водорода вобогащеннойй смеси,Ъ 89,5 . 90,5 92,5 92,5 95,8 96,8 Составитель Р, ВакарРедактор О. Кузнецова Техред Н,Ковалева КорректорИ. Муска Тираж 810 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, й, Раушская,наб , д. 4/5 ыеметтевющюветштиттФЯЖМвюй йФщцщ Филиал ППППатент, г. ужгород, ул . Проектная, 4Заказ 9865/70 Формула изобретения раствор винилового полимера указанСпособ получения мембраны нанесе- ного состава в смеси двух раствонием на подложку раствора винилового 4 О рителей - хлорироваиных углеводорополимера обшей Формулы дов, - разница температур кипениякоторых 30-90 фС и нерастворителя с"АВК" ,=, - -СНу-СН - температурой кипения выше температу.ущыифН " 1 Я,ры кипения низкокипяшего растворителя и после сушки обрабатывают алиФатическим спиртом с последующейНа.:. - : - :.-;-:.-.-."-. где В й и В - алкилвные ради- сушкой.2 Экалы,в органических растворителях с Источники инФормации,последую 1 лей сушкой, о т л и ч а ю- принятые во внимание при экспертизеш и й с я тем, что, с целью увели 1. Патент Франции 9 1567175,чения коэФФициента диФФуэии газов кл, В 01 0 13/00, опублик. 0804.69через мембрану, на подложку наносят (прототип) .