Способ модификации асимметричной мембраны из поливинилтриметилсилана

 

Использование: мембранная технология, процессы газоразделения. Сущность изобретения: исходную асимметричную мембрану из поливинилтриметилсилана подвергают термообработке при 35 - 180С в течение 0,014 - 5 ч в замкнутом объеме. 6 табл.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, а именно к способам обработки асимметричных (анизотропных мембран на основе поливинилтриметилсилана (ПВТМС) с целью увеличения их селективности и придания свойств по стабильности (постоянства или незначительного изменения газопроницаемости) мембран в период их хранения для последующего использования в процессах газоразделения, а также для их плазменной модификации.

Известен способ обработки анизотропных ПВТМС мембран путем нанесения активного покрытия из углерода толщиной 500 - 700 термическим напылением в вакууме при скорости осаждения 6 - 20 /с. (Раджабов Т. Д. и др. Способ повышения свойств ПВТМС мембраны. Тезисы докладов третьей Всесоюзной конференции по мембранным методам разделения смесей, часть 1, Черкассы, НИИТЭХим, 1981, с. 80 - 81).

Недостатком способа является снижение газопроницаемости обработанных таким образом мембран, например по азоту на 20% .

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемым результатам является способ обработки анизотропных мембран из ПВТМС путем пропускания мембраны через раствор полидиметилсилоксана с последующей сушкой ее при 80 - 100^оС. (Отчет по НИР "Научно-техническое обеспечение создания усовершенствованного процесса и оборудования для производства ПВТМС и марочного ассортимента газоразделительных мембран на его основе", М. ; НИИПМ, НГР 01910028900, Инв. N 03910021996, 1990, с. 59-69).

Недостатком способа является снижение газопроницаемости обработанных таким образом мембран, например по азоту на 20% и более. Данных о стабильности сохранения свойств мембран в течение продолжительного периода времени после обработки не приводится.

Задачей изобретения является создание способа обработки асимметричных мембран из поливинилтриметилсилана, который позволяет увеличить селективность свойств анизотропных мембран из поливинилтриметилсилана при их долговременном хранении для последующего использования в процессах газоразделения и плазмохимической модификации без снижения газопроницаемости разделяемых газов.

П р и м е р 1. От рулона промышленно выпускаемой ПВТМС мембраны марки ПА-160-С-3,1 отрезают кусок размером 635 х 200 мм, из которого вырубают кружки диаметром 70 мм. Каждый образец анализируют на проницаемость по азоту и гелию волюметрическим способом, который основан на непосредственном измерении объема газа, прошедшего через мембрану. Испытуемая мембрана разделяет ячейку на две камеры, в одну из которых подается газ под давлением выше атмосферного на 1 атм, а другая заполненная тем же газом, но при атмосферном давлении, соединяется с заполненной водой микробюреткой. Этот метод описан в работе (3). Результаты анализов мембраны приведены в табл. 1. Испытанные образцы кладут в полиэтиленовый пакет, который помещают в термокамеру с температурой 30 - 100^оС на 0,5 - 7,0 ч. После термообработки герметично закрытые пакеты охлаждают до комнатной температуры и испытывают на проницаемость.

Результаты опытов при различных условиях их проведения приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1 повышение селективности наблюдают в интервале температур 35 - 100^оС и времени термостатирования 1 - 7 ч. Дальнейшее повышение температуры не приводят, так как при температуре выше 100^оС нарушается герметичность полиэтиленовой упаковки мембран. Опыты, проведенные с промышленно выпускаемыми рулонами мембран, упакованными в полиэтиленовую пленку, дали аналогичные результаты.

П р и м е р 2. Из одного куска ПВТМС мембраны вырубают образцы диаметром 70 мм, проверяют их на проницаемость по азоту, гелию, кислороду, диоксиду углерода и крайние значения записывают в табл. 2 (образцы 1, а, б). Затем по три образца кладут в чашку Петри и замазывают ее герметиком. Чашку с образцами помещают в разогретую до заданной температуры термокамеру, выдерживают в течение 0,14 - 0,330 ч (50 с - 20 мин), вынимают и охлаждают до температуры окружающей среды и проверяют образцы на газопроницаемость.

Результаты опытов приведены в табл. 2 - 6.

Формула изобретения

СПОСОБ МОДИФИКАЦИИ АСИММЕТРИЧНОЙ МЕМБРАНЫ ИЗ ПОЛИВИНИЛТРИМЕТИЛСИЛАНА путем термообработки, отличающийся тем, что, с целью улучшения функциональных свойств и повышения их стабильности при длительном хранении, термообработку осуществляют при 35 - 180^oС в течение 0,014 - 5,0 ч в замкнутом объеме.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4