Способ получения ионитовой мембраны
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (я) 4 С 08 J 5/22
gCKOO
„13
ЩХ." дщфоПЗИ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 384 1680/23-05
{22) 14.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. Ф 25 (7 1) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского (72) В.Д. Гребенюк, Г.З. Нефедова, P Ä. Чеботарева, К.П. Брауде и Б.К. Вейсов (53) 161.183. 123.2(088.8) (56) Патент США || - 4026783, кл. С 25 С 13/08, опублик. 1977.
Патент США Ф 3647086, кл. В 01 L 39/16, опублик. 1972. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНИТОВОИ МЕМБРАНЪ|, включающий аминирование хлорсульфированной пленки из интерполимера полиэтилена и структурирован. ного полистирола, отмывку пленки и последующее омыление сульфохлоридных групп .раствором щелочи, о т л и ч а„„SU„„1242493 А 1 ю шийся тем, что, с целью повышения специфической селективности мембраны и однозарядным катионам при сохранении низкого электрического сопротивления, аминирование осуществляют последовательно этилендиамином в течение 0,25-2,0 мин, диэтилентриамином в течение 2-10 мин и полиэтиленимином в течение 10-80 мин, отмывку пленки после обработки каждым амином производят хлористоводородной кислотой, а затем водой, причем пленку, отмытую после аминирования диэтилентриамином, подвергают термообработке при 105-110 С в течение 0,5-1 ч.
2. Спбсоб по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что для отмывки используют раствор хлористоводородной кислоты концентрации 5-10 мас.7 °
1I 124
Изобретение относится к области изготовления ионитовых мембран, преимущественно модифицированных специфи чески селективных и катионитовых мем бран, и может быть использовано в водоподготовке методом электродиализа.
Целью изобретения является повышение специфической селективности мембраны к.одноразрядным катионам при сохранении низкого электрического сопротивления.
Пример 1. Хлорсульфированную пленку на основе интерполимера полиэтилена и структурированного полистирола обрабатывают при комнатной температуре 98%-ным водным раст вором этилендиамина (ЭДА) в течение
0 5 мин, отмывают 57-ным раствором
НС 2 в течение 1 мин, а затем — дистиллированной водой до отсутствия следов иона С 1 (путем промывных вод с азотно- кислым серебром) . Таким же образом осуществляют отмывку на всех последующих стадиях аминирования. Затем частично аминированную мембрану обрабатывают 807-ным раствором диэтилентриамина (ДЭТА) в течение 5 мин и последовательноотмывают
57.-ным раствором НС 1 в течение
2 мин и водой. Отмытую пленку термообрабатывают при 110 С в
О течение 60 мин. Далее мембрану обрабатывают 57.-ным раствором полиэтиленимина (ПЭИ) в течение 60 мин, отмывают аналогично предыдущим отмывкам, затем омыляют непрореагировавшие сульфохлоридные группы 10%-ным раствором едкого натрия в течение 6 ч о при 40 С. Отмывку мембраны от щелочи проводят дистиллированной водой, затем хлоридом натрия и хранят в растворе натрия. Полученная мембрана имевт g 0,99; P = 0,16; р =2,8 Омсм в = 10 мкм.
Для определения граничных значений концентрации хлористоводородной кислоты, времени аминирования и температурного режима термообработки проводят аналогичные описанному примеру опыты. Данные сведены в табл. 1-5.
В табл. 1 дано влияние последовательности обработки аминами на свой2493 2 ства мембран. Влияние времени амини рования каждым из аминов на свой10
20
40 ства модифицированных мембран представлено в табл.2, в табл 3 дано обоснование выбора концентрации хлористоводородной кислоты. Концентрация менее 57 недостаточна для быстрой нейтрализации амина, а применение
НС1 с концентрацией более 107 нецелесообразно, поскольку ухудшает условия работы и в то же время не повышает скорости нейтрализации амина.
Существенное значение при осуществлении способа имеет температура и время термообработки мембраны, ами.нированной ДЭТА (табл.4). При увелио чении температуры выше 120 С мембра-. на теряет, механическую прочность и селективность. Термообработка ниже )05 Ñ не дает желаемого повышения качества.. Таким образом, оптимальным выбран следующий режим термообработки: 0,5- 1,0 ч при 105-120 С.
Время термообработки выбрано из условий осуществления полноты сшивания макроцепей полимера ДЭТА. Выбор оптимального интервала температуры термо. обработки обусловлен временем, необходиммым для осуществления полноты сшивки полимерных цепей.
Как следует из данных табл.2, предлагаемый интервал времени обработки ЭДА составляет 0,25-2,0 мин, а оптимальный 0 5--1,0 мин; ДЭТА 2-10 мин а оптимальный 2-5 мин; для ПЭИ 10—
80 мин, а оптимальный 40-60 мин.
По данным табл. 5 можно судить о свойствах предлагаемой и известной мембран.
Использование предлагаемого способа позволяет получить,мембраны с повышенной специфической селективностью к однозарядным катионам, которая почти в четыре раза выше, чем специфическая селективность мембраны, полученной по известному способу. При этом модифицированные мембраны, получвнные предлагаемым способом, сохраняют низкое электрическое сопротивление.
1242493
Табл и ца 1
Свойства мембран
Р Ом ° см P
Пример
Последовательность обработки
2,30
0,96
3,0
Не обработанная
0,40
3,2
0,96
ДЭТА+ПЭИ+ЭДА
ДЭТА+ЭДА+ПЭИ
ПЭИ+ЭДА+ПЭИ
ЭДА+ПЭИ+ДЭТА
ЭДА+ДЭТА+ПЭИ
ЭДА+ДЭТА+Т +ПЭИ
ЭДА+ДЭТА+Т
0,34
3,4
0,98
3,2
0,32
0,97
0,25
3,0
0,97
О, 203,0
0,97
0,16
3,0
0,98
0,18
3,0
0,98
Т -термообработка; время обработки аминами, как в табл.2.
Таблица 2
,мкм
Амин
Время аминирования, мин
Время аминирования, мин
ДЭТА
ПЭИ
3,0
0,10
0,60
0,30
3,0
0,25
0,50
0,17
3,0
1,0
0,16
3,,0
2,0
0,25 Ь0
3,0
5,0
0,40
3,0
10,0
0,60
180
3,0
1,0
0,30
2,0
1,0
0,30
10;0, ЭДА . ПЭИ
80
1,0
0,40
ДЭТА
0,5
10
2,0
0,17
0,5
3,0
0,16
0,5
4,0
0,17
0,5
1242493
Продолжение табл. 2
Амин вания, 40
0,17
5,0
0,5
10,0
0,30
40
0 5
0,50
40
15 0
0,5
3,0
0,30
0,25
40
2,0
3,0
0,30
ЭДА
ДЭТА
ПЭИ
0,45
30
0,5
0,30
0,5
0,25
0,5
20 30
0,27
0,5
30
0,16
0,5
30
0,17
0,5, 0,5
0,30
80
0 50
0,5
100
0,25
0,30
2,0
2,0
10,0
0,25
40
Таблица. 3
0,28
0,5
1,0
0,25
0,18
0,16
5,0
0,16
10,0
0,18
l5,0
П р и м е ч а н и е: Мембрану обрабатывают в режиме примера 7 табл.1.
Время аминироКонцентрация
НС1
З,мкм
Время аминирования, мин
Толщина о,мкм
1242493
Таблица 4 р Омам сМ
3,0
t 0
0,30
0,98
2,0
0,60
0,98
3,0
3,0
0,2
0,30
0,98
3,0
0,5
0,20
0,98
0,16
3,0
1,0
0,99
0,20
0,98
3,0
t,5
3,0
2,0
0,25
0,98
0,30
0,2
0,98
3,0
110+0 5
0,99
3,0
О, 16
0,5
3,0
1,0
0,16
0,99
3,0
0,20
0,99
1,5
3,0
0,24
0,98
2,0
3,0
0,98
115+0 5
0,2
0,30
0,96
4,0
0,40
0 5
Таблица 5
Свойства мембран
Мембрана, полученная по способу предлагаемому известному исходная модифицированная исходная модифицированная
2,6
0,16
0,6
2,3
Ом.см 3,5
3,0
3,0
3,0
0,98
0,98
0,98
0,99
3 слоя, мкм
15.ВНИИПИ Заказ 3666/25
Тираж 470 Подписное
Произв.-полигр. rip-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Температура термообработки, 0С
102+0, 5
102+0,5
105+0 5
Время термообработки, ч
Свойства мембраны
Г 1
