Состав для формования полиамидной ультрафильтрационной мембраны
Сущность изобретения: для получения мембран используется 12-20 мае. % раствор в диметилацетамиде полиметапарафемиленизотерефталамида, полученного конденсацией , мол.%: метафенилендиамин 37,5-47,5; парафенилендиамин 2,5-12,5; дихлорангидрид изофталевой кислоты 37,5- 45,0; дихлорангидрид терефталевой кислоты 5,0-12,5. Ультрафильтрационная мембрана, сформованная из данного состава , имеет производительность по воде 170- 400 л/м2-ч-атм при 100%-ной задерживающей способности по человеческому гемоглобину с мол.м. 64500 или 1300- 3200 л/м2-ч-атм при 97-100%-ной задерживающей способности по альдолазе с мол.м. 168000.3 табл.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУ6ЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО И306РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4777332/05 (22) 02.01.90 (46) 30.08.92, Бюл.N. 32 (71) Институт физико-органической химии
АН БССР (72) А.В.Бильдюкевич, С.А.Праценко и
В.С.Солдатов (56) Соколов Л.Б. Термостойкие ароматические полиамиды. М.: Химия, 1975, Оп M., Rodicker H, — Piaste und Kauisch, 1987, 34, М 1, р.9-11. (54) СОСТАВ ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ПОЛИАМИДНОЙ УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИОННОЙ
МЕМБРАНЫ (57) Сущность изобретения: для получения мембран используется 12-20 мас.% раствор
Изобретение относится к химической технологии, в частности, к производству ультрафильтрационных мембран на основе ароматического полиамида.
Известен состав для получения мембран из ароматического полиамида с содержанием 70% m-фениленовых и 30% и-фениленовых групп. Мембраны получают из раствора полимера в органическом растворителе (N-метил-2-пирролидон, диметйлацетамид, диметил формамид), содержащем 15-90 мас.ч. порообразователя — неорганической соли (хлориды лития, калия, кальция. бромид или нитрат лития). полиамидный раствор коагулируется в водной осадительной ванне или смеси растворитель-вода. Для ускорения процесса осаждения в формовочный раствор вводится
»5U, 1757726 А1
ai>s В 01 0 71/56, С 08 L 77/10 в диметилацетамиде полиметапарафениленизотерефталамида, полученного конденсацией„мол,%: метафенилендиамин
37.5-47,5; парафенилендиамин 2,5-12,5; дихлорангидрид изофталевой кислоты 37,545,0; дихлорангидрид терефталевой кислоты 5,0-12,5. Ультрафильтрационная мембран", сформованная из данного состава, имеет производительность по воде 170400 л/м2.ч атм при 100%-ной задерживающей способности по человеческому гемоглобину с мол.м. 64500 или 13003200 л/м .ч.атм при 97-100%-ной задерживающей способности по альдолазе с мол.м.168000.3 табл. диметилсульфоксид. Полученная мембрана подвергается высокотемпературной обработке при 100-400 С в течение 5 с — 30 мин.
Недостатком данного состава для пол- 4 учения мембран являются, во-первых. его сложный состав, что значительно усложняет 0 регенерацию растворителя и осадительной ванны, ео-вторых, необходимость проведе- 1» ния термической обработки пленки, что усложняет аппаратурное оформление процесса, создает повышенную взрыво- и пожароопасность производстаа.
Предложен состав для получения ул ьтрафильтрационных мембран, на основе смешанного поли-m-фенилен(изо)терефталамида, получейного при рополиконденсации одного диамина-m-фенилендиамина и двух хлорэнгидридов дикарбоновых кислот
1757726 — изофталевой и терефталеаой, взятых а соотношении 70:30, который лишен указанных выше недостатков. Раствор для получения мембран готовится посредством длительной гомогенизации полимера в ди- 5 метилформамиде с последующим многодневным "созреванием" формовочной смеси.
К основным недостаткам данного состава следует отнести низкие транспортно-се- 10 лективные характеристики получаемых мембран, Целью изобретения является получениеультрафильтрационных мембран на основе ароматического полиамида с высокими зна- 15 чениями гидравлической проницаемости и задерживающей способности.
Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому изобретению для получения ультрафильтрационных мембран 20 используется 12-20 -ный раствор в диметилацетамиде ароматического сополиамида, полученного при сополиковденсации двух диаминов-и-фенилендиамина и m-фенилендиамина и хлорангидридоа терефта- 25 левой и иэофталевой кислот, взятых при следующем соотношении компонентов, мол. : п-Фенилендиамин 2,5-12,5
m-Фенилендиамин 47,5-37,5 30
Терефталоилхлорид 5-12,5
Изофталоилхлорид 45-37,5
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемый состав для получения мембран 35 отличается от известного, с одной стороны, введением дополнительного соединения при синтезе ароматического сополиамида, а с другой стороны, количественным соотношением исходных монометров. Таким об- 40 разом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".
Пример 1. Для приготовления формовочного раствора используют ароматический полиамид, полученный методом 45 межфазной поликонденсации из п-фенилендиамина, m-фенилендиамина, хлорангидридов терефталевой и изофталевой кислот, следующим образом. К водощелочному раствору смеси и- и m-фенилендиами- 50 ноа в заданном соотношении приливают раствор смеси тере- и изофталоилхлоридов в органическом растворителе, не смешивающемся с водой.
Так, для получения полиамида 1 (табли- 55 ца 1) берут смесь 0.0075 моль (1,524 г) п-фенилендиамина и 0,0425 моль (8.636 г) в-фенилендиамина, растворяют в 150 мл дистиллированной воды и прибавляют 0,1 моль (1.06 г) йа2СОз. Затем при умеренном перемешивании а течение 5-10 с загружают раствор 0.0075 моль (0.811 г) терефталоилмлорида и 0.0425 моль (4.596 г) иэофталоилхлорида в 250 мл хлороформа, Смесь интенсивно перемешивается в течение 2-10 мин. без нагревания. Полиамид, образующийся в аиде порошка, отфильтровывают, промывают ацетоном или спиртом, затем несколько раз теплой водой до удаления ионов хлора в промывочных водах, и сушат при 70-80 С под вакуумом.
Составы синтезированных полиамидов приведены в таблице No1. В связи с тем, что синтезированные полимеры являются новыми, молекулярную массу образцов характеризовали по удельной вязкости 0,5%ной раствора в диметилформамиде, которая находилась в пределах 0.8-1.0, Пример ы 2-20. Готовят раствор следующего состава, мас. :
Полиамид 11-21
Диметилацетамид 89-79
Навеску полиамида растворяют при 25о
60 С в диметилацетамиде в течение 1-3 часов до получения прозрачного окрашенного гомогенного раствора, который затем фильтруют и деаэрируют, наносят с помощью щелевой фильеры с фиксированным зазором (примеры 6,7,14,18 — 150 мкм, 1,2,5,8,10,11,13,15-17 — 200 мкм, примеры 3, 4,9,12,19 — 300 мкм) на движущуюся армирующую подложку (лента лавсановая электроизоляционная ЛЭ-34, ТУ 1304-361-82 или нетканый полипропиленовый материал), коагулируют в осадительной ванне, в качестве которой используется вода, Полученную мембрану отмывают от остатков растворителя и определяют ее фильтрационные характеристики.
Определение удельной производительности мембран и селективных свойств осу.ществляли на мембранном фильтре ФМ
02-200 при 25 С и давлении 0.1 МПа. Определяли удельную производительность по дистиллированной воде (Go, л/м ч) и задерживающую способность (R ) по отношению к 0,05 -ному водному.раствору человеческого гемоглобина (MM.64 500, Serva) и альдолазы (MM.168 000, Reanal).
Полученные данные сведены в таблицу 2, * Примеры, характеризующие свойства мембран при выходе за граничные условия и редлагаемого изобретения.
Как видно из приведенных данных, граничные условия состава ароматического полиамида обусловлены как воэможностью получения качественных формовочных растворов, технологически пригодных для получения мембран (примеры 16-19), так и
1757726 ющий ароматический полиамид и диметилацетамид, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью увеличения производительности мембраны, он содержит в качестве аромати5 ческого полиамида полиметапарафениленизотерефталамид, . полученный конденсацией, мол. :
Парафенилендиамин 2,5-12,5
Метафенилендиамин 37,5-47,5
Дихлорангидрид терефталевой кислоты 5.0-12,5
Дихлор нгидрид изофталевой кислоты 37,5-45,0 и рй следующем соотношении компо15 нентов, мас. :
Ароматический полиамид 12-20
Диметилацетамид Остальное фильтрационными характеристиками формируемых мембран (примеры 11-15).
Пример 21 (контрольный). В табл.3 приведены сравнительные характеристики мембран, полученных согласно заявляемому составу, а также прототипу и промышленно.
Как видно из данных табл.2. мембраны, полученные на основе заявляемого состава, отличаются высокими значениями удельной производительности и задерживающей способности, существенно превышающими показатели для отечественных и зарубежных аналогов.
Формула изобретения
Состав для формования полиамидной ультрафильтрационной мембраны, включа-
Таблица 1
Количество исходных компонентов для синтеза полиамида, мол.
Тип полиамида
Удельная вязкость 0,5 ного р-ра в
ДМФА с 5
LlCI
m-Фенилен диамин и-Фенилен диамин
Терефталоил Изофталоил хлорид хлорид
Таблица 2
Тип полиамида
Концентрация компонентов
Свойства мембрзн
Пример
В ч гемогл
R, $ альдолаза
Go, л/м ч
ДМФА пол иамид
98
I
И
1И
IV .Ч
VI
Vll
ЧШ
1Х
Х
Xl
ХИ
2
4
6
8
1О, 11, 12
13, 14, 15
0,82
1,00
0,99
0,94
0,99
0,83
0,88
1,00
0;92
0,80
0,82
0,84
И
Н
И
Ш
Ш
IV
Ч
VI
ЧИ
ЧИ
ЧШ
VIII
15.
18
12
12
18
18
12
7,5
2,6
2;6
12,5
5,0
5;О
25,0
5,0
3О,а
12,6
2,5
82
88 .88
82
88
42,5
47,5 47,5
37,5
45,С
45.0
50,0
25,0
45,0
20,0
37,5
47,5
12 0
16
S0
120
7,5
7,5
12,6
12,5
5,0
10,0
20,0
5,0
25,0
25,0
ЗЭ.О
12,5
42,5
42,5
37,5
37,5
45,0
40,0
30,0
45.0
25.0
25,0
25,0
37.5
97
97
92
1757726
Продолжение табл. 2
Примеры, характеризующие свойства мембран при выходе за граничные условия предлагаемого изобретения.
Таблица 3
Составитель С.Праценко
Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор Л.Лукач
Заказ ГЗЯ Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
