Установка для получения композитных полимерных мембран
Предложение относится к области химии высокомолекулярных соединений и предназначено для получения композитных полимерных первапорационных мембран. Установка содержит технический комплект приборов для формирования на пористой фторопластовой подложке 1, закрепленной в металлической форме 2, рабочего слоя. Для этого установка содержит контейнер 3 с раствором композита поли-2,6-диметилфениленоксид // фуллерен, контейнер 4 и 5 с хлороформом и толуолом, сушильную камеру 6 для тепловой обработки композитной мембраны 7, с наносимым поверхностным слоем 8. Композит полимера и фуллерена в смесителе 9 получают при подаче из контейнера 10 раствора поли-2,6-диметилфениленоксида и из контейнера 11 раствора фуллерена в толуоле. Слой обрабатывают с помощью ультразвукового излучателя 12. Транспортные свойства полученной композитной мембраны 7 со слоем 8 устанавливают в процессе первапорационного разделения смеси, составленной из компонентов контейнеров 13, 14, 15 и 16, заполненных, соответственно: этанолом, водой, этилацетатом и уксусной кислотой; эти четыре компонента смешивают в реакционной камере 17 в заданном соотношении. Проницаемость мембраны 7-8 исследовали при температуре 20°С; этот показатель составил 0,84 кг/м2·час, содержание этилацетата в продукте, прошедшем через мембрану, составляет 57-85 мас%, что показывает высокую эффективность, производительность и селективность выделения сложных эфиров в процессе первапорации. Ил.-1, Форм.-3п.
Предложение относится к области химии высокомолекулярных соединений и предназначено для получения композитных полимерных первапорационных мембран.
В настоящее время известны принципиальные технические решения установок для получения композитных полимерных мембран, включающих в своей конструктивной схеме подложку для получения формирования мембраны, выбранную из коррозионностойкого металла, ультразвуковой излучатель для обработки подложки и рабочего формируемого слоя, сушильную камеру для теплообработки формируемой мембраны, контейнеры с исходными компонентами для получения композитной полимерной мембраны [SU 1772108, 1989; RU 2298797, 2005; RU 2129910, 1999; US 6174683; W 03/033539; RU 2206500, 2003, С01В 31/02].
Последнее из указанных технических решений является наиболее близким по сущности и достигаемому результату.
Обладая положительными данными, прототип имеет также существенные и очевидные недостатки: - используемые технические средства могут производить только жидкие или гелеобразные фуллеренсодержащие композиции, структура которых неоднородна и не может быть стабильно воспроизводимой. Ввиду технического несовершенства, в соответствии с современными технологическими требованиями, получение композита с помощью известной установки связано с использованием токсичных веществ, что вызывает дополнительные затраты на процесс соблюдения экологических норм, приводит к снижению производительности и эффективности.
Технической задачей и положительным результатом заявляемой установки для получения композитных полимерных мембран является увеличение производительности при неизменных энерго- и трудозатратах, повышение эффективности и селективности выделения сложных эфиров в процессе первапорационного разделения композиционных смесей получаемой мембраной, повышение эффекта ее проницаемости при нормальных, повышенных и пониженных температурах среды. Установка позволяет получить новый тип композитной полимерной мембраны с селективным слоем из нанокомпозита фуллерен-полифениленоксид на фторпластовой подложке.
Указанная техническая задача решена, а достигаемый положительный технологический результат осуществляется за счет того, что установка для получения композитных полимерных мембран содержит подложку для формирования мембраны, ультразвуковой излучатель, сушильную камеру, контейнеры с исходными компонентами, при этом она снабжена дополнительными контейнерами с дополнительными исходными компонентами для формирования поверхностного слоя мембраны, имеет смеситель полимера и фуллерена, реакционную камеру, содержащую контейнеры с реагентами, подаваемыми в реакционную камеру для процесса первапорационного разделения равновесной смеси реакции этерификации композиционной системы.
Установка характеризуется тем, что контейнеры заполнены компонентами, соответственно: контейнер с хлороформом, контейнер с толуолом, контейнер с раствором фуллеренсодержащего композита в смеси хлороформ-толуол.
Установка характеризуется также тем, что дополнительные контейнеры заполнены, соответственно: этанолом, водой, этилацетатом, уксусной кислотой.
Описываемая установка раскрывается на прилагаемом чертеже. Где приведена ее принципиальная технологическая схема.
Установка содержит технический комплект приборов для формирования на пористой фторопластовой подложке 1, закрепленной в металлической форме 2, рабочего слоя. Для этого установка содержит контейнер 3 с раствором композита 2,6-диметил-полифениленоксид/фуллерен, контейнер 4 и 5 с хлороформом и толуолом, сушильную камеру 6 для тепловой обработки композитной мембраны 7, с наносимым поверхностным слоем 8. Композит полимера и фуллерена в смесителе 9 получают при подаче из контейнера 10 раствора полифениленоксида и из контейнера 11 раствора фуллерена в толуоле. Слой обрабатывают с помощью ультразвукового излучателя 12. Транспортные свойства полученной композитной мембраны 7 со слоем 8 устанавливают в процессе первапорационного разделения смеси, составленной из компонентов, подаваемых контейнеров, 13, 14, 15 и 16, заполненных, соответственно: этанолом, водой, этилацетатом и уксусной кислотой; эти четыре компонента смешивают в реакционной камере 17 в заданном соотношении, - в соответствии с условиями конкретного использования получаемой мембраны.
Работа установки осуществляется следующим образом. Осуществляют сборку технических средств установки и монтируют ее на рабочем столе. Выбирают материал подложки 1 из отформованного и обработанного фторопластового материала, закрепляют подложку в металлической форме 2, стерилизуют с помощью ультрафиолетового облучения. Из контейнеров 3, 4, 5, 10 и 11, как указано ранее, подают компоненты на подложку 1 и формируют рабочий слой 8 на ее поверхности из композиционной смеси; затем форму с подложкой и нанесенным слоем подвергают сушке в камере 6, устанавливая требуемую структуру формируемой композитной полимерной мембраны; рабочий слой 8 дополнительно обрабатывают с помощью ультразвукового излучателя 12 для придания однородности поверхностной структуры мембраны.
Транспортные (мембранные) свойства получаемой мембраны устанавливают в процессе первапорационного разделения смеси, составленной из компонентов: этанол, вода, этилацетат и уксусная кислота, которые берут из указанных контейнеров 13-16 установки.
Проницаемость полученной мембраны 7-8 исследовали при температуре 20°С; этот показатель составил 0,84 кг/м2·час, содержание этилацетата в продукте, прошедшем через мембрану, составляет на образцах 57-85 мас%, что показывает оригинальность технической схемы установки, а также - высокую эффективность, производительность и селективность выделения сложных эфиров в процессе первапорации.
1. Установка для получения композитных полимерных мембран, содержащая подложку для формирования мембраны, ультразвуковой излучатель, сушильную камеру, контейнеры с исходными компонентами, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными контейнерами с дополнительными исходными компонентами для формирования поверхностного слоя мембраны, имеет смеситель полимера и фуллерена, реакционную камеру, содержащую контейнеры с реагентами, подаваемыми в реакционную камеру для процесса первапорационного разделения равновесной смеси реакции этерификации четырехкомпонентной системы.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что контейнеры заполнены компонентами соответственно: контейнер с хлороформом, контейнер с толуолом, контейнер с раствором фуллеренсодержащего композита в смеси хлороформ-толуол.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительные контейнеры заполнены соответственно: этанолом, водой, этилацетатом, уксусной кислотой.
