III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

В последние годы широкое применение в медицинской, пищевой, электронной и других отраслях промышленности для стерилизующей, осветляющей и тонкой фильтрации жидких сред находят применение мембранные патронные фильтры. Основой их являются полимерные мембраны, в первую очередь мембраны на основе полиамида. Полиамиды  обладают комплексом свойств, позволяющим формовать из них волокна, пленки или перерабатывать в пластмассовые изделия. Рентгеноструктурный анализ линейных гомополиамидов в твердом состоянии, например ПА-66, показывает, что они представляют собой частично кристаллические материалы. Их степень кристалличности никогда не достигает 100%, обычно она ниже 50%.

Уникальным свойством этих полимеров является гидрофильность, обусловленная наличием амидных групп в аморфных областях, которые доступны для взаимодействия с водой. Существенное влияние на уровень водопоглощения оказывает степень кристалличности. Чем выше кристалличность, тем меньше водопоглощение. Водопоглощение является важным, прежде всего потому, что хорошие свойства многих полиамидов связаны с небольшим содержанием влаги.

Уникальность этих полимеров по сравнению с другими, используемыми при изготовлении мембран, проявляется в том, что из их растворов, состоящих только из полимера и растворителя, без добавления порообразователей, при формовании будут образовываться высокопористые мембраны.

Найлоновые мембраны не теряют своей прочности и эластичности при многократных сгибаниях, устойчивы к механическим, химическим и термическим нагрузкам, биологически инертны. Благодаря достаточно высокой пористости и контролируемому размеру пор мембраны обладают высокой эффективностью удержания микрочастиц при одновременном достижении отличных показателей соотношения скорости потока и падения давления.

Мембраны хорошо выдерживают стерилизацию насыщенным паром в автоклаве при температуре 120 ± 1 °С без изменения механических и структурно-фильтрационных характеристик. Кроме паровой стерилизации могут быть использованы радиационная стерилизация γ-облучением и химическая стерилизация раствором перекиси водорода.

Следует отметить, что свойства найлоновых мембран после стерилизации практически не изменяются, что является важным показателем при эксплуатации.

Для более эффективного использования мембран, необходимо повысить их наиболее важные, с точки зрения потребителя, характеристики - производительность и ресурс. Для решения данной проблемы, ставятся задачи по определению зависимости порометрических характеристик от структуры формовочного раствора на каждом этапе производства.

Одним из способов влияния на структуру формовочного раствора является введение различных добавок - модифицирующих агентов. Формовочный раствор содержит равномерно распределённый в ней модифицирующий агент, способный к взаимодействию с макромолекулами полимера в процессе формования из него мембраны. Количество модифицирующих агентов может составлять 0,5 -5 % от полиамида.

Цель работы исследовать влияние модифицирующей добавки на порометрические характеристики мембраны.

В качестве модифицирующей добавки использовался полимер на основе углеводорода ароматического ряда (далее добавка А, состав добавки является коммерческой тайной ООО НПП «Технофильтр»). Приготовления раствора проводились на одной и той же рецептуре и при одинаковых условиях. Изменялась только концентрация модифицирующего агента.

Мембрана изготавливалась методом мокрого формования, на промышленной установке получения пористых пленок. С соблюдением всех производственных методик при одинаковых условиях.

Порометрические характеристики точка пузырька и производительность, измерялась согласно ГОСТ Р_50515-93 и ГОСТ Р 50110-92 соответственно.

Полученные результаты представлены на рисунке 1. По полученным данным, мы видим зависимость. С увеличением концентрации модифицирующего агента производительность мембраны уменьшается, а точка пузырька увеличивается. Следовательно, с увеличением содержания добавки в формовочном растворе размер пор готовой мембраны уменьшается.

Таким образом, используя порообразующую добавку А можно можно влиять на морфологию и фильтрационные характеристики мембран. Т.е. эффективно регулировать размер пор мембраны.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Начинкин О.И. Полимерные микрофильтры. М.: Химия, 1985. 216 с.

Брок Т. Мембранная фильтрация. М.: Мир, 1987. 464 с.