Способ получения микрофильтрационных мембран

 

Изобретение относится к производству пористых полимерных пленок и может быть использовано для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, биохимической и в других отраслях промышленности. Растворяют смесь ацетатов целлюлозы в органическом растворителе, содержащем осадитель и пластификатор. Фильтруют полученный раствор и деаэреируют и наносят его на движущуюся поверхность через зазор между ножом фильеры и движущейся поверхностью. Нож фильеры снабжен экраном, расположенным параллельно поверхности на расстоянии 2 - 15 см от нее. Время прохождения раствора под экраном 2 - 20 мин. Полученные мембраны обладают узким распределением пор. Соотношение максимального и среднего размеров пор составляет 1,1 - 1,5.

Изобретение относится к производству пористых полимерных пленок, а именно к способу получения микрофильтрационных мембран, используемых для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, фармацевтической, биохимической, пищевой, топливной и в целом ряде других отраслей промышленности.

Известен способ получения пористых мембран на основе диацетатов и триацетатов целлюлозы (заявка Японии N 55-117984, заявлено 27.08.80 г., опубл. 10.03.82 г.). Смесь полимеров в соотношении 1:14 - 10:5 растворяют в ацетоне, метилен-хлориде или уксусной кислоте и добавляют коагулянт (индекс коагуляции 40-250), растворенный в органическом растворителе в количестве более 60%. Мембраны, сформованные сухим или мокрым способом, имеют размер пор 0,05-20 мкм.

Недостатком способа является неустойчивость формовочных растворов ввиду несовместимости диацетатов и триацетатов целлюлозы, а также большой разброс по размеру пор: соотношение максимального и среднего размеров пор (Дмаксср) превышает 5 раз.

Известен способ (А. С. СССР N 1042335), в котором использованы смеси полимеров, обладающие достаточным сродством друг к другу (технологической совместимостью), что позволяет повысить стабильность формовочных растворов и улучшить эксплуатационные свойства мембран. Размер пор получаемых мембран изменяется в интервале 0,1-12 мкм и регулируется соотношением полимерных и летучих компонентов в растворе, химическим составом и количеством осадителя и пластификатора, а также температурным режимом формования. Однако разброс пор по размеру остается в мембране довольно высоким.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения пористой пленки путем отлива формовочной композиции, содержащей смесь диацетата и триацетата целлюлозы, растворитель, нерастворитель и пластификатор (патент США N 3567809, М.кл. В 29 D 27/04).

Сушка пленки осуществляется в две стадии: первая при температуре 15-45oC, вторая при температуре 80-120oC. Пористость пленки 80%, средний размер пор 0,1-2,5 мкм.

Недостатком данного способа является большой разброс по размеру пор (соотношение Дмаксср составляет ~5 раз), что отрицательно сказывается на качестве пленки, а именно на ее селективности.

Предлагаемое изобретение направлено на получение микрофильтрационных мембран улучшенного качества с более узким распределением по размеру пор, сущность которого заключается в следующем: смесь ацетатов целлюлозы растворяют в органическом растворителе, содержащем осадитель и пластификатор, затем полученный раствор фильтруют и деаэрируют и наносят на движущуюся поверхность через зазор между ножом фильеры и движущейся поверхностью, причем нож фильеры снабжен экраном, расположенным по всей ширине фильеры, параллельно движущейся поверхности на расстоянии 2-15 см от нее, причем время прохождения (выдерживания) раствора под экраном составляет 2-20 мин.

В предлагаемом способе формования с помощью экрана создается мобильная mini-камера, ограничивающая объем первоначальной зоны формования. Увеличивается стабильность процесса формования, при этом создаются "мягкие" условия испарения легколетучих компонентов при выходе раствора из фильеры и не высаждается полимер на ноже фильеры.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример N 1 осуществления способа.

Растворяют 3,6 г вторичного ацетата целлюлозы, содержащего 54,5 вес.% связанной уксусной кислоты и 3,6 г ацетата целлюлозы, содержащего 58 вес.% связанной уксусной кислоты в 62 г метилена хлористого, добавляют 25 г пропилового спирта, 2,8 г воды, 3 г глицерина и перемешивают до получения однородного раствора. Затем раствор фильтруют и в течение 5 часов выдерживают для удаления пузырьков газа. Приготовленный раствор через зазор между ножом фильеры и движущейся поверхностью при температуре 15oC наносят на полированную поверхность; нож фильеры снабжен экраном, расположенным параллельно движущейся поверхности на расстоянии 15 см от нее. Прохождение раствора под экраном составляет 2 мин. Получили мембрану, имеющую средний размер пор 0,28 мкм, соотношение Дмаксср-1,5.

При тех же условиях, но нож фильеры не снабжен экраном, получили мембрану, имеющую средний размер пор - 0,2 мкм, соотношение Дмаксср- 2,5 (значительно больший разброс по размеру пор).

Пример N 2.

Мембрану получили согласно примеру N 1, нож фильеры снабжен экраном, расположенным параллельно движущейся полированной поверхности на расстоянии 2 см, время прохождения слоя раствора под экраном составляет 20 мин. Получили мембрану, имеющую средний размер пор 0,45 мкм, соотношение Дмаксср-1,2. Отсутствует высаждение на нож фильеры.

Пример N 3.

Растворяют 3,3 г ацетата целлюлозы, содержащего 54 вес.% связанной уксусной кислоты, 3,3 г ацетата целлюлозы, содержащего 58 вес.% связанной уксусной кислоты в 48,3 г метилена хлористого, содержащего 28,8 этилового спирта, 7,2 г пропилового спирта, 6,6 г воды и 2,5 г глицерина до получения однородного раствора.

Затем раствор фильтруют и в течение 5 часов выдерживают для удаления пузырьков газа. Приготовленный раствор через зазор между ножом фильеры и поверхностью формования наносят на движущуюся поверхность, нож фильеры снабжен экраном, расположенным параллельно движущейся поверхности на расстоянии 10 см от нее. Испарение летучих компонентов происходит при температуре 10oC. Время выдерживания раствора под экраном составляет 10 мин.

Получили мембрану, имеющую средний размер пор 5,0 мкм, соотношение Дмаксср-1,1.

Высаждение полимера на ноже фильеры отсутствует.

При тех же условиях, но нож фильеры не снабжен экраном, получили мембрану, которая имеет средний размер пор 3,5 мкм, соотношение Дмаксср-1,6.

В процессе формования полимеры высаждаются на ноже фильеры.

Таким образом, мембраны, полученные заявляемым способом с использованием мобильной mini-камеры, создаваемой с помощью экрана, характеризуются равномерной структурой со слабо выраженной анизотропией свойств.

Формование мембран заявляемым способом позволяет: 1. Снизить разброс по размеру пор, определяемый соотношением максимального размера пор к среднему, с 3-5 до 1,1- 2,0 раз, и тем самым повысить селективность мембраны.

2. Повысить устойчивость процесса формования, т.к. предотвращает высаждение полимеров на нож фильеры.

3. Улучшить качество мембраны и увеличить выход готовой продукции благодаря отсутствию полос и дефектов структуры, возникающих в отсутствии экрана.

4. Простота аппаратурного оформления позволяет использовать экран на любых отливочных машинах как ленточного, так и барабанного типа и при небольших материальных затратах получить значительный экономический эффект.

Формула изобретения

Способ получения микрофильтрационных мембран путем растворения смеси ацетатов целлюлозы в органическом растворителе, содержащем осадитель и пластификатор, фильтрации полученного раствора и деаэрации, с последующим нанесением раствора на движущуюся поверхность через зазор между ножом фильеры и движущейся поверхностью, отличающийся тем, что нож фильеры снабжен по всей ширине фильеры экраном, расположенным параллельно движущейся поверхности и на расстоянии 2 - 15 см от нее, причем время прохождения раствора под экраном составляет 2 - 20 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу для получения нитей из оптически анизотропного прядильного раствора, в котором прядильный раствор экструдируют через прядильные отверстия, сгруппированные по меньшей мере в одной прядильной секции, и экструдаты последовательно проходят через инертный газ и коагуляционную ванну, причем отношение расстояния между прядильными отверстиями к ширине прядильной секции составляет больше 0,15 и меньше 0,7 и ширина прядильной секции является меньше 5 мм

Изобретение относится к производству химических волокон

Фильера // 1838462

Фильера // 1838461
Изобретение относится к прядильным машинам

Изобретение относится к производству химических волокон и нитей по мокрому прядению

Изобретение относится к вспененным пористым мембранам из термопластичных полимеров, отличающимся большим объемом пустот и высокой долей открытых пор, а также к способу и устройству для изготовления таких мембран

Изобретение относится к области получения мембранных материалов для ультра- и микрофильтрации жидких и газообразных сред и может быть использовано в медицине, биотехнологии, фармацевтике, микробиологии, пищевой промышленности
Изобретение относится к способу получения микрофильтрационной положительно заряженной мембраны, которая может быть использована при разделении растворов в микробиологической, биохимической и фармацевтической промышленности, а также при очистке сточных вод

Изобретение относится к области получения фильтровальных материалов и может быть использовано в медицине, фармацевтике, биотехнологии, электронной, химической и пищевой промышленности
Изобретение относится к мембранным процессам выделения органических соединений из растворов
Изобретение относится к способу получения анионообменных мембран с улучшенными массообменными характеристиками, применяемых в электродиализных аппаратах для переработки различных растворов, получения высокочистой воды и регулирования рН обрабатываемого раствора

Изобретение относится к области синтеза палладиевых нанокристаллических катализаторов в виде мембран

Изобретение относится к производству пористых полимерных пленок и может быть использовано для фильтрации, анализа и очистки различных сред в микробиологической, биохимической и в других отраслях промышленности

Наверх