Композиция для формования мембранных фильтров

(51)5 В 01 О 71/56 ТЕ цию н мемб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физико-органической химии АН БССР(56) Заявка Франциийз 2576904, кл, С 08 0 69/28, опублик, 1985. Авторское свидетельство СССРМ 1699490,кл. В 01 О 13/04, 1989,Авторское свидетельство СССР М 1234405, кл. С 08 ) 5/22, 1984 - прототип. Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается разработки полимерного состава для получения полимерных мембранных фильтров с высокими техническими характеристиками, которые могут найти применение для разделения и очистки жидкостей и газов в различных областях промышленности, в медицине, микробиологии и т.д. Известен полиамидный материал с повышенной эластичностью за счет использования димерных жирных кислот в качестве катализатора. Однако, получе-.ние мембранных фильтров таким способомневозможно вследствие того, что процесс проводится под давлением в автоклаве. Известна сополиамидная композиция для мембранного фильтра с повышенной эластичностью, включающая в свой состав модификатор 2-аминопиридин ий-ди-(о-оксифен ил ен) борат, однако введение 2-аминопиридиний-ди-(о-окси-фен илен) бората в предлагаемую компози, .Ж 1771802 А 1(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ МЕМБРАННЫХ ФИЛЬТРОВ(57) Сущность изобретения: композиция содержит поликапроамид 12-13 О, хлорид лития 8 - 10, гексаметилтриамид фосфорной кислоты 0,5 - 0,7, поли(2-(триметиламмонийметилэтиленгликоль)1 хлорид 1,5-9,0 (, и апротоннцй органический растворитель до 100%. Компоненты тщательно перемешивают при 90-120 С, охлаждают и деаэрируют.2 табл,ривело к повышению эласгичност ран.Наиболее близким по технической сущности является полимерный состав для получения микрофильтрационных мембран при следующем соотношении компснентов, мас,: поликапроамид 10 - 20, хлор лд лития 7 - 16, гексаметилтриамид фосфорнс й кислоты 0,5 - 5. апротонный органический раство-4 ритель - остальное. Однако мембраны, 4 получаемые из этого состава, не обладают ф высокими механическими характеристика- СО ми. С Развитие мембранной технологии предполагает выпуск фильтров мембранчого типа с высокой фильтрующей повер частью, что достигается гофрированием, скручиванием, складыванием и т.д. Мембранных фильтров, Для изготовления филь рующих устройств требуются мембраны с высокими механическими характеристиками - и"очностью и эластичностью.Вторым положительным моментом введения поли (2-триметиламмонийм "тил:. и 3 17718021,5 - 9,0 ленгликоль хлорида в поливочный раствор является получение мембран с поверхностным зарядом, Решение проблемы удаления бактерий с помощью микрофильтрационных фильтров возможно в результате разработки мембран с регулируемым поверхностным зарядом, Установлено, что большинство мик(оорганизмов заряжено, поэтому, созДавая заряд нэмембране, можно регулировать средство микроорганизмов или частиц к поверхности мембран.Целью изобретения является повышение механических характеристик мембранных фильтров,Сущность изобретения заключается в том, что полимерная композиция для мембранного фильтра, включающая поликапроамид, хлорид лития, гексаметилтриамид фосфорной кислоты и апротонный органический растворитель, содержит поли 2-(три- метиламмонийметилзтиленгликольЦ хлорид при следующем соотношении компонентов, мас. : поликапроамид 12-13 хлорид лития 8-10 гексаметилтриамид фосфорной кислоты 0,5-0,7 поли 2-(триметилам- монийметилэтиленгликоль апротонный органический растворитель остальное, Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемая полимерная композиция отличается от известного технического решения тем, что дополнительно содержит поли 2(триметиламмонийметилэтиленгликоль) хлорид (1,5-9,0) мас %Соединение поли 2-(триметиламмонийметилэтиленгликоль) хлорид, формулы -о-сн;ск+ С 12 М 3 впервые: . синтезировано авторами предлагаемого изобретения и в литературе указанное соединение и его свойства не описаны.Изобретение иллюстрируется следующими примерами;П р и м е р 1. Синтез поли 2-(триметиламмонийметилэтиленгликоль) хлорида (ПТАЗГ),а) К 92,5 г (1 г моль) эпихлоргидрина, растворенного в 30 мл четыреххлористого углерода, прибавляют при охлаждении 7,1 г (0,05 г моль) эфирата трехфтористого бора,Раствор полимера промывают водой до нейтральной реакции, сушат над М 9304, Послеотгонки. летучих соединений с выходом83,0 г (89,8)ь) получают полимер - вязкое5 желтое масло с молекулярной массой 580,что соответствует 6-кратному весу мономера, Полимер ограниченно растворяется валифатических спиртах.б) 50 г (0,5 г-моль) полученного пол 10 имера кипятят в запаянной ампуле с 370 г(1,0 г моль) 16 ф 6-ного спиртового растворатриметиламина до образования однородной массы в течение 48 часов, После охлаждения избыток триметиламина и спорт15 отгоняют, Образуется остаток - вязкая маслянистая масса. Выход 78,9 г (96,1 о ). Найдено, : й 8,78. Вычислено, %: й 9,23.Продукт растворим в воде, спирте, ацетамиде. ДМСО, ДМФА.20 П ри м е р 2, Приготовление поливочного раствора. содержащего поли 2-(триметиламмонийметилэтиленгликоль 3 хлорид,Готовят раствор, содержащий 12 мас, Жполиамида ПА(ОСТ 6-06-09-76), 9 мас,хло 25 рида лития, 0,5 мас,о гексаметилтриамидафосфорной кислоты (ТУ 6-09-41-16-75)(ДМАА), 0,75 мас,поли 2-(триметиламмонийметилэтиленгликольИ хлорида. Раствор30 хорошо перемешивают при 90 - 120 С в течение 30 мин. Затем полученную смесь охлаждают до 20"С и деаэрируют, С помощьющелевой фильеры с фиксированнь,м зазо. ром раствор наносят на антиадгезионную35 подложку и погружают в воду на 3-5 мин,Сформованную мембрану отмывают водойот остаточного растворителя и сушат прикомнатной температуре. Производительность мембран определяют при 20 С и дав 40 лении 1 атм. Составы поливочныхрастворов, содержащие модифика 1 ор и безнего, приводятся в табл,1,Физико-механические характеристикимембран определяют по стандартным мето 45 дикам на приборе УМИВ. Результаты исследований мембран приведены в таблице 1.Из табл.1 видно, что при введении поли 2(триметиламмон ийметиленгликоль) хлорида в количестве 1.5-9 мас,% происходит50 увеличение прочности и эластичности мем.бран, Прочность увеличивается на 20 - 40,а эластичность в 1,5-3,5 раза. При этом производительность фильтрации мембран даже несколько увеличивается, но средний55 размер пор остается практически постоянным. Наличие заряда на поверхности мембраны устанавливается определениемэлектрокинетического потенциала. Электрокинетический потенциал определяетсяметодом потенциала течения, Измерение1771802 1,5 - 9,0 Таблица Состав лоливоцного раствора)масА Иембрана Удлинениеприраврыве, в Точкалуэырька) Ратм Проивводию ,тельность фильт,ра" ЦИИ) Прочностьлри рвврыве) ь Полимер, ЬС 1 пдгмп птАЗГ диАА100 мл/мин смв 36,-4,0 2,935 2,8-Э,4 3,03,6 Э 2 Э,8 3,4 в 4,1 4,4 4,9 5,2 57 5,0 4,2 5)1 5,65 4 у 5,8 4,о 2 б,о 32,2 Э 6,8 34,3 31,5 20,7 34,1 34,9 31,8 33,8 26,3 1 контр,25,0 27,5 37,7 69 3 58,7 36,9 Э 6,8 УО,1 28,2 69,0 19)1,77,75 уу,о 75,5 72,3 69,3 66,3 74,4 70,8 78,0 71,3 78,3 9 0,751,5Э,о .б,о9,012,03,06,01,56,0 12 9 0,5 9 о,5 9 0,7 9 о,у 9 0,7 9 о,б 9 о,у 8 0,510 0,7 9 0,7 56 контр.7 12 12 2,93,3 3,03,4 8 контр. 13,5 2,9-3,4 3)1-3,5 3,6-40 12 1 О 11 сравн. 12 в ввв вататютю и атаеввитавтаВ потенциала течения проводят при 3-хдавлениях в области 10-30 см рт.ст, По полученным данным находят потенциал течения, значение которого используется для расчета величины электрокинетического потенциала по уравнению Гельмгольцаа-Смолуховского. Результаты исследований представлены в табл,2, Из табл.2 следует, что мембраны, модифицированные поли 2 триметиламмонийметилэтиленгликоль) хлоридом в количестве 3,0-12,0 мас.ф), имеют положительный электрокинетический потенциал в кислой, нейтральной и щелочной среде. Тогда как у контрольной мембраны в щелочной среде (рН 10,5) электрокинетический потенциал меняет знак на противоположный, Отрицательный электрокинетический потенциал имеют при рН 10,5 мембраны, содержащие 0,75 и 1,5 мас.ПТАЭГ. В кислой (рН 3,75) и нейтральной(рН 5,6) средах все мембраны заряжены положительно, Однако по абсолютной величине заряда модифицированные мембраны превосходят контрольную мембрану. У мембран, содержащих 3,0-9,0 мас,ф 6 ПТАЗГ, величина электрокинетического потенциала практически постоянная как в нейтральной, так и в щелочной среде. Большая абсолютная величина положительного заряда модифицированных мембран и постоянство знака заряда в области 3,7- 10,5 рН обеспечит высокую степень очистки этими мембранами различных препаратов, как в кислой, нейтральной, так и в щелочной среде. Таким образом, осуществление данногсизобретения позволит получить микрофильтрационные мембраны с положительным зарядом на поверхности и обладающие вы сокими механическими характеристиками;прочностью и эластичностью. Высокие механические характеристики позволят использовать эти мембраны для получения фильтровальных элементов с высокой филь трующей поверхностью, а наличие зарядана поверхности мембран позволит расширить область применения модифицированных мембран и использовать их для задержки частиц, величина которых значи тельно меньше размера пор мембран.Формула изобретения Композиция для Формования мембранных фильтров, содержащая поликапроамид, хлорид лития, гексаметилтриамид фосфор ной кислоты и апротонный органическийрастворитель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических характеристик фильтров, она дополнительно содержит полиЩтриметиламмонийметилэтилен гли коль хлорид при следующем соотношениикомпонентов, мас,вд:поликапроамид 12-13.хлорид лития 8-10;гексаметилтриамид30 Фосфорной кислоты 0,5-0,7;поли 2.(триметиламмо- нийметилэтиленгликольЯхлоридапротонный органи 35 ческий растворитель- остальное.17718028Таблица 2ЭлектрокинетическиЯ потенциал микрофильтрационных мембранСоставитель И.ДевнинаРедактор Техред М,Моргентал Корректор С.Пекакаэ 3796 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гага