Способ изготовления микропористых мембран

 

Сущность изобретения: способ изготовления микропористых мембран включает облучение полимерной пленки потоками высокоэнергетических частиц, например квантов излучения, электронов или ионов, и последующее травление. Перед обучением пленку нагревают до температуры, находящейся в диапазоне между температурой стеклования и температурой текучести, деформируют и охлаждают до температуры, меньше температуры стеклования, а после облучения повторно нагревают и охлаждают до температур, находящихся в указанных диапазонах. Травление можно производить перед повторным нагреванием одновременно с ним или после повторного охлаждения. 4 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к физико-химической очистке веществ, конкретно к способам изготовления пористых фильтров. Оно может быть использовано для решения задач фильтрации, ультрафильтрации, диализа.

Известен способ изготовления микропористых полимерных мембран Хванг С. -Т. и Каммермейер К. Мембранные процессы разделения. М. Химия, 1981, с. 367-394). Эти способы позволяют получить фильтровальные мембраны с хаотическим расположением и конфигурацией пор по их диаметру и длине.

Среди известных способов изготовления микропористых полимерных мембран наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, который состоит в том, что пленку или пластину из фильтровального материала облучают потоком высокоэнергетических частиц (ионов), подвергая ее таким образом локальному воздействию. После экспозиции пленку обрабатывают травителем, который растворяет вещество фильтра в местах, подвергшихся воздействию частиц, и в направлении их распространения вытpавливает сквозные каналы (поры).

Этот способ не дает возможности управлять конфигурацией пор и удельной плотностью их распределения по поверхности. Он налагает принципиальный предел на минимальные размеры пор, который определяется типом и энергией частиц, материалом пленки и режимом травления, а также на удельную плотность распределения пор по поверхности.

Цель изобретения получение пор желаемых размеров, конфигурации и поверхностной плотности их распределения.

Цель достигается тем, что в способе изготовления микропористых полимерных мембран, включающем локальное облучение полимерной пленки потоками высокоэнергетических частиц квантов излучения, электронов или ионов и последующую обработку травителем, пленку в процессе ее изготовления нагревают до температуры, находящейся в диапазоне между температурой стеклования и температурой текучести, в области высокоэластической деформации полимера, и деформируют посредством растяжения, сжатия, изгиба, кручения или сдвига. Деформированную пленку охлаждают до температуры, меньшей температуры стеклования. Охлажденную деформированную пленку подвергают локальному облучению потоками высокоэнергетических частиц. После облучения пленку нагревают до температуры, находящейся в диапазоне между температурой стеклования и температурой текучести, снимая таким образом деформацию. Затем пленку охлаждают до температуры, меньшей температуры стеклования, а потом подвергают химической обработке, вытравливают сквозные каналы (поры).

Химическую обработку пленки можно производить перед повторным нагреванием, одновременно с ним или после повторного охлаждения.

Благодаря эффекту "памяти" полимеры, подвергнутые деформации в области высокоэластической деформации, обладают способностью возвращаться в исходное состояние и принимать исходную форму после повторного нагревания. В частности, если пленка была растянута при первичном нагревании, то после охлаждения она сохраняет приданную форму и остается в растянутом состоянии. Но при повторном нагреве пленка сжимается до исходных размеров. Пpи облучении растянутой (деформированной) пленки размеры и конфигурации зон воздействия и расстояния между ними соответствуют пространственному распределению интенсивности в пучке. После повторного нагрева размеры зон и расстояния между ними уменьшаются вследствие сжатия пленки. Появляется возможность изменять желаемым образом и конфигурацию зон воздействия. Вследствие этого оказывается возможным управлять размерами, конфигурацией и поверхностной плотностью распределения пор в мембране.

На фиг. 1 и 2 показано влияние деформации сдвига и кручения пленки на конфигурацию пор а облучение деформированной пленки, б конфигурация пор в пленке после снятия деформации повторным нагреванием и охлаждения.

На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1 полимерная пленка, 2 облучающий поток высокоэнергетических частиц, 3 деформирующие усилия, 4 зоны облучения, 5 вытравленные каналы (поры). Возможность управления конфигурацией пор в полимерных мембранах, которую обеспечивает предлагаемый метод, позволяет производить отфильтровывание и сепарацию частиц в жидкостях и газах не только по размерам, но и по форме.

Формула изобретения

1. Способ изготовления микропористых мембран, включающий локальное облучение полимерной пленки потоками высокоэнергетических частиц и последующее травление, отличающийся тем, что перед облучением полимерную пленку нагревают до температуры, находящейся в диапазоне между температурой стеклования и температурой текучести, деформируют и охлаждают до температуры, меньшей температуры стеклования, а после облучения повторно нагревают и охлаждают до температур, находящихся в указанных диапазонах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что травление пленки производят после ее повторного нагревания и охлаждения.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что повторное нагревание пленки и ее травление производят одновременно.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что травление пленки производят перед ее повторным нагреванием и охлаждением.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокоэнергетических частиц используют кванты излучения, электроны или ионы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2