p align="justify"> половолоконной мембрани - це трубчасті мембрани з діаметром менше 0,5 мм. Трубчасті мембрани з діаметром від 0,5 до 5 мм називаються капілярними.
Рідкі мембрани звичайно являють собою рідину, що заповнює пори пористої мембрани і містить молекули речовини-переносника, яке і забезпечує транспорт.
Пористі мембрани використовуються для розділення молекул і частинок, різних за розміром. Селективність таких процесів (мікрофільтрації, ультрафільтрація) в основному визначається співвідношенням розміру пір і розміру поділюваних часток, а матеріал мембрани мало впливає на поділ.
Непористі мембрани здатні відокремлювати один від одного молекулу приблизно однакового розміру, але з різною розчинністю та/або коефіцієнтом дифузії. Селективність таких процесів (зворотний осмос, первапорация, діаліз, мембранне газоразделенія) практично повністю залежить від специфічних властивостей матеріалу мембрани.
1.2 Методи отримання мембран
1.2.1 Отримання полімерних мембран
Полімерні мембрани отримали широке розповсюдження в промисловості і для їх отримання розроблений ряд методів, з яких можна виділити наступні основні:
а) формування з розплаву;
б) формування з розчину (інверсія фаз);
в) травлення треків;
г) спікання порошків.
Двома першими методами можуть бути отримані як пористі, так і непористі мембрани, причому пори в таких мембранах являють собою «порожнечі» між ланцюгами полімерних молекул (Рис. 4).
Малюнок 4 - Пориста полімерна мембрана
1.2.2 Формование з розплаву
Для частково кристалічних полімерів використовується метод екструзії (продавлювання) розплаву полімеру через спеціальне формувальне пристрій (фільєру) і надалі витягненні. Принцип дії екструдерів заснований на плинності розплавів полімерів під тиском і збереженні форми без тиску. Схема установки для формувань мембрани з розплаву полімеру (на прикладі полого волокна) показана на Рис. 5
Малюнок 5 - Формование полого волокна з розплаву полімеру
Гранули полімеру в даній схемі надходять в плавильну головку, далі розплав полімеру продавлюється через фільєру за допомогою дозуючого шестеренчатого насоса і надходить у шахту, де нитка охолоджується і твердне під дією витягнення і намотується на приймальню бобіну.
1.3 Фазоінверсіонние методи
У ряді методів в ході формувань здійснюється інверсія фаз - перехід полімеру з розчину в твердий стан. Залежно від того, під дією якого агента відбувається коагуляція полімеру, розрізняють мокре, сухе формование і комбінацію цих двох методів.
1.3.1 Сухе формование
Сухе формование або коагуляція за допомогою випаровування розчинника - найбільш проста методика отримання фазоінверсіонних мембран, в ході якої розчинник випаровується з розчину полімеру в повітряному середовищі або середовищі інертного газу, яка спеціально створюється щоб уникнути контакту волокна з парами води.
Регулюючи інтенсивність випаровування розчинника (зміна температури, термостатування), можна отримати пори заданого розміру, в тому числі і анізотропні, тобто пори змінного діаметру, а також непористі мембрани. Іншим способом створення анізотропії є використання в якості формувального розчину суміші полімеру з розчинником і нерастворителем. У такому варіанті сухого методу формування більш летючий розчинник швидше виводиться з розчину, що в підсумку призводить до утворення тонкого селективного шару. Схема отримання плоскої мембрани сухим прядінням показана на Рис. 6.
Профільтрований, обезвоздушенний і нагріте розчин полімеру продавлюють через щілинну фільєру на поліровану бічну поверхню циліндричного барабана. У циліндричний кожух навколо барабана протилежно обертанню подається повітря або інший газ контрольованої температури і вологості, усередині барабана розташована порожнина, в яку також подається теплоносій для термостатування. Таким чином, повітря і полімерна стрічка мембрани рухаються противоточно, що забезпечує рівномірність випаровування розчинника. Готова плоска мембрана надалі змотується в рулон.
Малюнок 6 - Барабанна машина для отримання мембран сухим формованием
1.3.2 Мокре формование
Більшість промислових мембран виходять методом коагуляції при зануренні розчину полімеру в ванну з нерастворителем, т. е. мокрим формуванням. Спочатку на поверхні контакту полімеру і осадителя (нерастворителем) формується тонка о...
