Способ получения композиционных мембран

(51)5 В О О 39/18, 71/10гСО.1;., ",).11 ч,"1 тпра,ф 4 ,1, 1,1 О 114 САНИЕ ИЗСБРЕК АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕНИЯ л. МЗплоидноуманскоьсдинвн ХИМИИ И ХИ.1 Ии 1-аучно-произе "ПолимерсинИ.И. Ш Р НиГматулли;Ог.1 ПОЗИ.И к Спгрспбу по" мб-.ан, Изоб;.ероцесс полученных мембран, ссоиства и расния за счет ис 1 Ф11 Ъеюае Е,1 ЬНЬ Е римене 1 р1 где СФ, Со вещества в соответстае Пооизв константой по фпрг 1 ул э- концентрации р Г;ипьтрате и исход 1 НО. ястверен НОГО ном растворе Б Бт Ьр ф 1 ль 1 рата, пр 10 щадыо 5 за ии 5 р.где гЛ - ОГ рез;.1 ембрп оаГ Очем дэ ошед ГОЧ р. 11;па, . вски ралигов оп Г 0 стдл Рст БГ ннь Й коу 1 лтетпО 130 ьРетениРгл и ОТКРытиямПРИ ГКНТ СССР(21) 47 б 594/05 (22) 24.07,89 (46) 23,0,92. Бю (71) Институт ко воды им, А.В, Ад водственное об тез(72) М.Т. Брык. Р шова, А,И. Бон и (53) б 77,48,021,21 (5 б) Вь,сокомол 1965, - т.7, В 9,;54) ГП 01"0 Б ПС. УЧЕНИЯОНг ЬХ гр 1 ЕМБРА.57) Изобпетение Отнлучения ко;1 п.- эициотение позволяет уг 11.ония заряж;нг ь х ког 1 позициоулучши., их гяздеплтширить Обпастг 1 их и Изобг стен е ооссспосоор.м получен 1 я коль,ози 1". Онных мембран на основе хим; чески моди 1 ицирован 1 ых целлюлозы и ее пр:изв-дных и может бы гь использовано в процессах р;деления методами ми- ро-, ультра.", ильтрации и обратного осмоса,Целью изобретения является угро,дев ние и,".одесса получения заря,еннь к ког 1- поэиционньх мембран, улучшение их расдспительных свойств пу 1 ем регулироваг ия вели ины и знака заряда пг в,:;,ности Г 10 р и и. рэзгООпв, рясш;1 рег(ие э п 1 сстсй и р 1 к 10 г 1 е н, я г 1 е гл 1р а г 1,пользования в качестве пористого материала микро- и ультрафильтрационных мембоан нг основе целлюлозы и ее эфирос, в качес 1 ее мономеров - акриловую или метакриловую кислоту, ипи И,1 ч-диметиламиноэтипметакрилат, с последующей обработкой целлюлозной мембраны последоэательно растворами соли железа 1 ) концентр,.цией 0,12 и О,3 моль/л и пероксидом водорода 1,4 - 1 8 моль/л ил". рестворог, содержащим соль железаи пероксид водород" концентрацией 0,04-0.0 б и 0,2-0,4 моль/л соответственно, а затем обрабатывают растворог 1 акриловсй или метакрилавс": кислоты ко центрациеи 0,3-1,2 глоль/л, содержае 1 и.1 0,003 - 0,00 б моль/л сол.1 Мора или оасаором М.ч-диметилаглиноэтилме 1 акри,.ата концентрацией 0,3-1,2 моль/л, содерркащим О.".03-0,00 б моль/л соли Мора и 0,004-0,007 триметакрилат триэ 1 анолам.;- на. 4 таол,оточного типа, снабженной магнитнойвал;сй, при скорости вращения 500 о э/ми ч.Задержание определяют по ф,"рг 1 улеВ=(1 ) 00,Со дительнесть характеризуюпроницаемости, вычг 1 Глваемо:;аиант 1 (зб)33. 1, при.еьпь 14 и 15).ОЬ)Сзац ацетатсе 33 а:;азс," м;арзны соСГ)сГИдра Л 1" ВСКИ, ЭВ"усе, Орь)3ьЕЫД Р,",И ООТ Ь РЛСТВП Е05,)4 3( 34;з "С.ь. Гснц" 31 с 10.". О, 12аль/л3 Еь 03 И0 МьН ц 31 Ка "3 Этно ТЕГЕь)атуре, Зао;л мебр:-ну и).;.ывазт г те;ние3 мин В дистил 311 пьва;на Го-е и В 3 д;р)киВаОГ 2,) лГ В раствор 1.) 2 с кг)нен Г.эцией 1,4 и 1,5 валь/л цри 3:ь)343 втайтемпера,ре, после е 0 елбрану в тсчсние Ь лин прамыва:г в дистиллравенайВод з.Ьарант 2 (таГ)л. 2, гример 12), Образсцацетатцеллолззой ме;брзнь Со средьнл;,г; др:вличе киг рзд 3,03 л пор 23,6 н;, вьдЕрь)Кива 01 Е ТСЧЕ ИВ 0 " П 0; КаЛНВТРО 310 П,ратур - ;сгео",з ГВСЗ-,рГ; с гэнснтрацией ка. Гзнен гав 0,06 и 0,3 ма; /лСааЕЕТСТСЕ.ь 0, ПОСЛ: ЧСГО МЕЛ;)ВН/ В ТЕчеиз 6 мин прамываот В дистил 3,рованнай соде.Стэдиа Гр:витой Полимсризации акР 1 ЛОЭ.Х 3 ЛОНО ЕРОВ ПРГОДЯ 1 ПОСЛ С0СИь Я М Е 1 б р:. Н, 0 б Е С ц Е1 Е а С Щ Е Г 0 М З 3:гц .Вльнуа скорг сть гр:Гитой па имеоиза, 1(тзбь 3. 3).П р и л е р 1,Татцел;3 олознуо . ембрзнь го срз,"и.1 гидравл;цеск;л о.Саь Пор 23,6 НМ ПОСЛЕ СКИСЛСНИя ПаВар.з ту 1 вь д",о,:ьелот т;., 3, пр" м О10) в 0,41 о;30-., ", еС:.дср)КЗВЗМ 4 10 ЛЗЛЬ/Л Са .И 1,;Ооа, Етг"ене 30 с, пг)с,;.:, с а мсмбрану ГГГ ; 30,)С Г 1 Ь .Ь 3 Р ВНаьь ВО,ЬО.О:" ГЧ". Раяме; 1)ана и," еет се; гидр:.ел 3 В;,йрадус пор 15,5 нм, ка стантаз зпьр.,-цаеласти 1,1 О м /м . с 1 чПа призаДВГ;ани Г=:з 1 згла. с .1 з.ь /,ел.Г)ааО с е 3пО вара У ь О)1 )033 Наяраствора;л акри.а; ой к,слоге, =. з ало3 ЫХ уСЛс;) "ЯХ 1001 ТЕ )ь,с Г ЛЬТСТЬ.П р и .в р 7 ",Цза ць)лл.лаз). з;лскбрцу Са Срвднь, М ГидЗ ЗиыЕСК 13, 0;,31) 23, 3 ь , Г;аьь-" НЧВ,-вььр , .; ,а а".3 льз3.;ь.: ) 3 л, .,а.", .;3 в 3,л4 1Гальл са 1 ь)ра. в еьенсВад )ь. 10 ь. ьь 1 Я; Е; 3,. ;З .:; СГсдНьЗ 3 ьь,ЗСИ ь 1;,.дьлуьз Гр ь 1, Нь1к н.;Онта пь:Р:,".Воси 1.Г)3 10 1 м/л с1 акриловай кислсц ы, В аалагицных условюх дае те хке результа)ьь,П р и м е р 3. Дцс)атцелльалознуо мембрану со средим гидравли вским рздиуссм пор 5,0 н после о;исления го вариать 1 ь.,И 2 СаГЛВСНО ацИСВННЫМ рвжиЛВМ ВЫдор)вваат (таб. 3, приер 10) в 0,55 М рас варе зкрилоеай .слоы. сьэдер .зцем 5 х.3к О лОль/л сали Мора, ь Течение 1 мин,10 после чего ме 1 брану прамыва)ат дистилл,- раванной Водой. Палученая мембранаИМЕЕТ СРЕДНий Г;РГ)ВСЛ 1 ЕСКИй РаДИУС ПОР3,3 нм и при рабоче давлеии 1,0 МПзобладае г и роиз вод пель нос гыс) 1,06 10" л/Гл35 с цри задср;кании 3 аС 1, аз 504, УаС 2, определяемого пэ расВорал канцентрзциь1 10 лаль,л, 81,88 и 20 , Оот Гьетстванно.П р и : е р 4. Ацетатцелолознуомембрану со сродни, гидравлическим20 радиусом пар 5,0 нм по ле окисленияца варианту 1 или 2 согласнос цисанным рахки,",ам Вьдери ваот (табл, 3,прилор 36) В 0,4 М р.створе Г),И-диметилаЛ 33 ОЗТ 13 ЛЕтаКРИЛата, СОДСР)КВЦСГЛ тРИМЕ 25 такрилат триэтаноламина и соль 11 ора,концентрация которых составляет 0,014 и0,004 моль/л соответственна, в течение43 мин, после чего мелбран, црс .ываот дистил,ироеан Ой водой, Пал/че 33 вя мелзраа имеет средн й гидра;личоскИй радиусГар 3, 2 нь ь и р рабае 1 д 3 ВЕниь 1,0 Г,Паобладает гроизводител. Ос Гь 0 1,0 10з зк /34 С Прй "Здво)КЗН;3 И ВС 1, 1 аС 4,ГЛьС 12, опредляемого по раствора. конг.Р рацией 1 ,0 мо ь/л. 61,66 " .86 " соо В ственна,Способ газволяет сократить длительн сть Гроцессз от 1,75 ч до 30 мин 3,ь 3,5раза) рез 0 у: =ньшить рабочее дзелеи;лП Ь) .1 С 0 Е С. 0И В ЗИ И Сл а О 0;И Р Е ;) 3 Л и ЗО аС Рных гад с 16 - 13 до 0,5 - 1,0 1.1 Пз (в 16 - 36 раз)пр", уг еличении произвс;, тель 0-.ти м)лб.ран в 20-35 раз и сохранении садесадер)канич. Спосоз позвал.;ет легко регулироатьь граз леры пср ме лбра)ы при изменении времени приеи 1 ой цол,м; )иза:и ил.1 концентрации мансмерз и использованииисходных ор,стсх мзтериалов с различным размерапар, что позволяет создаатьЗа;)я:КЕН;3330 К МцааьцИС)ц ЫЕ МЕМбрВНЫдвя л .ро-ульрз,;ьтрац,1; брзгцаГО С)СЛОСЗ, Ф,аЛС Га С, ГЕ 3 ОД пав Ва.ЯО 1 СО 3;вззт;С 1 ьгьзн 3 к ", палсчитель 3333Ть ьь ОтрИЦВ 1 ЬГ 3 ЗЗ ьЗМ ПОВрк 30 И1706674 рану посл."ло:ательно обрабатывают раствором соли железа (11) концепт озции С,12- 03 тлоль/л и пс-.оксида водорода 1,- -моль/л или раствором, содержащим соль 5 железа (11 Ц и пероксид водорода концентрациейй 0.04-0,С 6 и 0,2-0,4 моль/л соответственно, а затем подвергают обработке раствором акрилооой лли метакриловой кислот концентоацией 0,3 - 1,2 моль/м, со держащим 0,003-0,006 моль/л соли Мора.лли раствором Г 1,й-диметиламиноэтилметакрилата концентрацией 0,3 - 1.2 моль/л, содержащим 0,003-0,006 моль/л соли Мора и 0,004-0,007 моль/л триметакрилата триз таноламинэ. Таблица 1 20 20 2 3 10 20 20 25 20 .25 12 13 2 0,12 0,12 0,12 0.12 0 12 013 1,4 1,4 25 1,6 1 6 0.6 43 1,8 1,С 2,0 Примечанимембрэ ы со средникислоты в течение 5 м. Данные получены при использ гидравлическим радиусом поо 23 н в растворе мономера концант сти пористого целлюлоз: ого .атериэла полимерного слоя, включающий химически инициированную привитую пслимеризацию акриловых мономеров при обработана материала раствором железа, пероксид, водорода и ономера, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения процесса получения заряженных комгозиционных мембран, улучгоания их разделительных свойств и рэсгоирения областей их применения, в качестве пористого материала используют микро- и ультрафильтрационные мемораны на основе целлюлозы и ее зфиров, о качсстве мономеров - акрилоаую или метакрилооую кислоты или И,й-диметиламинозтилматакрилгт, целлюлозную мембднии ацатзтцаплюлоз 1,ойнм:; прививке а рилоеойцией 0,6 моль/л.1706674 Таблица 2 П р и м е ч а н и е. Данные получены при ной мембраны со средним гидравлическим р акриловой кислоты в течение 5 мин в ра 0,6 моль/л. диусом пор 23,6 нм и прививке воре мономера концентрацией.Т с;ГСЭ ФФОЮ СЧ СЧ- СЧ СЧ С 4Ж СЭ О) И 1 й оса СЧ С сГ М ССЭСЧ 4 П СЭ СЧСЧ СЧас Г Ст с О С: О О-- ф-- О О - - ф- - О О О О О О.ъ О У ЬС 1Ю (Л Ю сО СОЮ Ю СГ г Сл РСф, ". , С С С,ф 4 4"ГЧ СЧ (ф 4 СЧ С+4 ГЧ СЧ СЧ СЧ СЧ Г 4 О С 14 Ю О: с- (Ч лс" О ф.г.3 О. с- СР с 1 Л (Г) с- СЧ .Ч СЧ С 4 С 4 Г 4 СЧ Л сЧ Сц С Л Г) Л Л Л СЮ (О .Э Сф Г Г СЧ СЧ СЧ О- ( О ч 1Щ( о л гм (Я СЧ СО сл бо сО й,7 О,б - 1,0 с 3 10 58 Пэлии 1," и Г ) ЭЯ ПРс . ОЛ;КИТЕЛЬ 1 ост ь получн ня мем Гр:фк, ч Конь 1 сктрд я мокомеРсЭ, ,Эс.Удтаридл г 1 одложки аря,1 ге 11 гэ раны Тип получаемых мемб рдкИспольдуем., е павле ния пои ж-:ссолива 11 И 1 ,1 с". КОНСтсЭ Нта П ПОН, ЦаЕМ сти м/м с Г.1 Па Солевдл",1: .ание, "Отрицдтельнь ирд;носсмэтические Таблица 4ре.лдгдемь 1 йд с ГЛИКРО- И УЛЬ ГРсЭфИЛЬТрационные мембраны на основе целл 1 олиозы иее эфировОтр.1 цзтел ьныи, поло- .КИТЕЛЬНЫЙ, СМЕсДДННЫ 1Обрдтноосмотические н; ";ого давления ультра- и микроф 1 ьтры0,5 - 1,0