X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Мембрана для обратного осмоса обычно изготавливается из полиамида. Материалы мембран для обратного осмоса разнообразны. Широко распространены два вида: 1. Полиамидные мембраны в виде полых волокон; 2. Ацетатцеллюлозные мембраны в виде плоских пленок.[1]

Рассмотрим первый вид – полиамидные мембраны. Полиамид - новый класс термостойких полимеров, они обладают многими ценными свойствами: прочность, эластичность, стойкость ко многим растворителям, устойчивость к щелочному гидролизу, смачиваемость. Полиамиды могут использоваться в широком интервале рН 5-9. Главный недостаток – они слишком чувствительны к свободному хлору (Cl), который вызывает разрушение амидной группы. Пленки из полиамидов имеют достаточно большую толщину − до 150 мкм. Такие толстые пленки мембран приводят к резкому снижению скорости массопереноса. Однако это компенсируется чрезвычайно высокой поверхностью мембраны в расчете на единицу объема: удельная поверхность достигает 30 000 м²/м³ [2]. Широко применяемые полиамидные мембраны для обратного осмоса устойчивы при рН 2–12, что позволяет производить их отмывку как кислотными, так и щелочными композициями. К полиамидам можно отнести как синтетические, так и природные полимеры, которые содержат амидную группу -СОNН₂ или -СО-NН-. Синтетические полиамиды используются в виде алифатическихи ароматических полиамидов.

У алифатических полиамидов чаще всего используются полиамид-6 (капрон) и полиамид-66(найлон). Получение полиамидов: 1) При получении капрона в начале при пониженных давлении и температуре гидрируют фенол, тем самым превращая его в циклогексанон. Затем циклогексанон переводят в оксициклогексанон под действием гидроксиламина (1→2), а затем, под действием серной кислоты в ходе бекмановской перегруппировки получают капролактам (2→3). [3]

Полиамид-6, полученный на основе ɛ-капролактама синтезируется гидролитической полимеризацией по механизму «раскрытие цикла — присоединение»:

2)полиамид-66 получается поликонденсацией адипиновой кислоты и гексаметилендиамина. Чтобы получить полимер с высокой молекулярной массой, берут соль адипиновой кислоты и гексаметилендиамина:

.

Ароматические полиамиды чаще всего используют для получения термостойких волокон. Для улучшения свойств ароматических полиамидов – повышение температуры стеклования и плавления, необходимо наличие фениленовой группы [5]. Ароматические полиамиды достаточно устойчивые к действию кислот и щелочей. Эти ма­териалы также обладают высокой селективностью по отношению к солям, но поток воды через них немного ниже. Прочность изделий из ароматических полиамидов ухудшается после длительного пребывания в концентрированных_кислотах [6].

Основные свойства полиамидов:

Свойства	Полиамид ПА 6	Полиамид ПА 6.6
Плотность, кг/м3	1130	1140
Температура плавления, °С	215	260
Разрушающее напряжение Мпа, при:
растяжении	66-80	80-100
изгибе	90-100	100-120
сжатии	85-100	100-120
Относительное удлинение при разрыве, %	80-150	80-100
Ударная вязкость, кДж/м2	100-120	90-95
Твердость по Бринеллю, МПа	150	100
Теплостойкость по Мартенсу, °С	55	75
Морозостойкость, °С	-30	-30
Водопоглощение за 24 часа, %	3,5	7-8
Коэффициент трения по стали	0,14	0,15
Диэлектрическая проницаемость при 106 Гц	3,6	4
Тангенс угла диэлекрических потерь при 106 Гц	0,03	0,02

Ацетатцеллюлозные мембраны также используют для обратного осмоса, но немного реже. Их главным достоинством является высокая селективность и высокая проницаемость. Интервал pH, в котором ацетатцеллюлозные мембраны могут использоваться - 3

Код для цитирования: Скопировать