Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Мулдер М. -> "Введение в мембранную технологию" -> 35

Введение в мембранную технологию - Мулдер М.

Мулдер М. Введение в мембранную технологию — М.: Мир, 1999. — 513 c.
Скачать (прямая ссылка): vvedenievmembramnuutehnologiu1999.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 182 >> Следующая

III.4.2. Трубчатые мембраны
Другая геометрия, в которой могут быть приготовлены мембраны, это трубчатая форма. По размеру мембран могут быть выделены следующие категории:
а) полые волокна (диаметр менее 0,5 мм);
б) капиллярные мембраны (диаметр от 0,5 до 5 мм);
в) трубчатые мембраны (диаметр более 5 мм);
Трубчатые мембраны имеют столь большой диаметр, что они нуждаются в суппорте, в то время как полые волока и капилляры являются самоподдерживающимися. Полые волокна и капилляры могут быть приготовлены с помощью трех различных методов:
- мокрое прядение (или сухомокрое прядение);
- прядение из расплава;
- сухое прядение.
Хотя и плоские мембраны, и полые волокна могут иметь одинаковые характеристики, процедура их приготовления различна. Поскольку полые волокна являются самоподдерживающимися, очень важны размеры волокна. Более того, фазовое разделение формовочного раствора происходит как со стороны отверстия внутри волокна, так и с его внешней стороны, в то время как при приготовлении плоских мембран, фазовый распад происходит только с одной стороны. Параметры прядения также очень важны, так как они влияют на характеристику получающейся мембраны. Схема процесса сухомокрого прядения показана на рис. III-6.
Рис. III-7. Фотография волокна в воздушном зазоре.
Вязкий раствор, содержащий полимер, растворитель и некоторые добавки (например, второй полимер или нерастворитель), прокачивается через фильеру, причем раствор полимера должен быть отфильтрован перед введением в фильеру. Вязкость раствора полимера должна быть высокой (в общем случае больше чем 100 пуаз). Жидкость, вводимая в отверстие, прокачивается через внутреннюю трубку фильеры. После короткого времени задержки в воздухе или в контролируемой атмосфере (термин «сухой» появился именно благодаря этой стадии) волокно погружается в ванну с нерастворителем, где происходит коагуляция. Затем волокно поступает в приемник (наматывается на бобину).
Основные параметры процесса формования волокна — следующие: скорость экструзии раствора полимера; скорость течения жидкости через отверстие; «скорость разрыва сплошности»; время пребывания в воздушном зазоре; размер фильеры. Эти параметры связаны с параметрами образования мембраны, такими, как состав раствора полимера, состав раствора в коагуляционной ванне и его температура. На рис. III-7 показана фотография прядущегося волокна в воздушном зазоре.
Сечения двух типов фильер представлены на рис. III-8. При сухомокром прядении размер фильеры очень важен, поскольку размер волокна в основном им и определяется. Такой размер волокна более
Раствор
полимера
Раствор
__полимера
Жидкость
А
Б
Рис. III-8. Два типа фильер в разрезе. А — тип, используемый для мокрого и сухомокрого формования; В — тип, используемый для формования из расплава и сухого формования.
или менее остается постоянным после погружения в коагуляционную ванну.
При прядении из расплава и сухом прядении размер фильеры не столь критичен, поскольку размер волокна в основном определяется соотношением между скоростью экструзии и «скоростью разрыва сплошности». Скорость прядения из расплава (тысячи метров в минуту) много выше, чем та, что используется при сухомокром прядении (метры в минуту).
Другим типичным видом мембран являются трубчатые мембраны. Хотя может показаться, что они мало чем отличаются от полых волокон (и те и другие трубчатые), существуют некоторые очевид-
Сжатый
воздух
Раствор
полимера
Резервуар
Пориста* ________
трубка
Отливаемая
полимерная
пленка
Коагуляционная
ванна
Поливочным
поплавок
Раствор
полимера
и
6
в
Рис. III-9. Лабораторные устройства для получения трубчатых мембран.
ные отличия (см. гл. VIII). Методики приготовления также полностью различны. Трубчатые мембраны не являются самоподдержи-вающимися и раствор полимера должен быть нанесен на трубчатый материал суппорта, например, нетканый полиэфирный материал или пористые углеродные трубки.
Схема получения трубчатых мембран с помощью осаждения представлена на рис. III-9. К резервуару, наполненному раствором полимера, прикладывается давление, с тем чтобы раствор проходил через пустую трубку. В конце трубки находится «поливочный поплавок» с маленькими отверстиями, по которым подается раствор полимера (см. рис. Ш-9,а). Если пористая трубка движется вертикально (механически или под действием силы тяжести), пленка отливается с внутренней стороны стенок (рис. Ш-9,б). Затем трубка погружается в коагуляционную ванну, где происходит осаждение поливочного раствора полимера, приводящее к формированию трубчатой мембраны (рис. III-9,e).
III. 5. Методы получения композиционных мембран
Плотные гомогенные полимерные пленки могут очень эффективно разделять различные смеси газов и жидкостей. Обычные их толщины (20-200 мкм) приводят, однако, к очень низким скоростям массопереноса. Такие мембраны нельзя изготовлять в виде достаточно тонких (порядка 0,1-1 мкм) гомогенных пленок с повышенной проницаемостью, потому что с ними было бы очень сложно манипулировать (отсутствует механическая прочность). Другими словами, для таких тонких слоев необходима подложка.
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 182 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed