Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Характеристика мембран МА-100 приведена ниже:
Статическая обменная емкость по 0,1 н. раствору НС1,
мг-экв/г...................................... 2,2-fc0,2
Содержание влаги, %............................. 25±3
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • м, не более.............................. 1,5
Селективность, %> не менее...................... 98
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа, не
менее......................................... 10
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее . 30
Для получения гомогенных анионитовых мембран, обладающих повышенной термостойкостью и химической стойкостью, используют привитые полимеры стирола к сополимеру гексафторпропилена с винилиденфторидом. Освоенные в опытно-промышленном масштабе анионитовые мембраны марки МПФА' имеют
134
Таблица II. 1. Характеристика сильноосновных мембран на основе привитого стирола к сополимеру гексафторпропилена с винилидеифторидом
Показатели Марка мембракы
МПФА-2 МПФА-З МПФА-4
Статическая обменная емкость Триме- тиламин Пири- дин Диметил- моноэта- ноламин
мг-экв/г
по 0,1 н раствору НС1 1,6 1,41 1,53
по 0,1 и. раствору NaCl .... 1,54 1,27 1,46
Удельное объемное электрическое 0,45
сопротивление в 1 к NaCl, Ом • м 0,78 0,75
Селективность, %
0,01-0,1 н. КС1 98 99 99
0,1-0,5 н КС1 93 93 93
Степень набухания в воде, % . . . 14 11 14
Разрушающее напряжение при ра- 18,6
стяжении, МПа 20,6 15,7
Относительное удлинение при раз-
рыве, % 11 11 15
высокие физико-механические и электрохимические свойства (табл. II. 1).
Гомогенные анионитовые мембраны, обладающие избирательными свойствами, например при выделении иода, получают, используя в качестве оснований третичный фосфин или вторичный сульфид [356].
По второму методу гомогенные анионитовые мембраны получают прививкой мономеров, содержащих ионогенные группы, например различных винилпири-динов (2-винилпиридина, 4-винилпиридина, 2,5-винил-пиридина), к фторсодержащим сополимерам [357—359].
Сополимеризация легко протекает в присутствии инициаторов радикального типа — перекиси бензоила или дшштрила азо-бис-изомасляиой кислоты. Полученные слабоосновные гомогенные мембраны содержат 40—60% привитого винилпиридина, имеют высокие физико-механические показатели (разрушающее напряжение при растяжении около 30 МПа, относительное удлинение при разрыве 50—80%) и высокую обменную емкость (1,4—2,6 мг-экв/г), однако их удельное объемное электрическое сопротивление довольно высоко.
135
Таблица 11.2. Характеристика сильноосновных мембраи на основе привитого 2,5-вниилпиридина к сополимеру гексафторпропнлена с винилиденфторидом
Показатели Марка мембраны
МБП-4 МВП-6 МВП-7
Алкилирующий агент Йодистый ЭТИЛ Метиловый эфир га-толу-олсуль-фокисло-ты Диме- тил- сульфат
Степень алкилирования, % . . . Статическая обменная емкость, мг-экв/г 76 85 80
по 0,1 н. раствору НС1 . . . 1,20 1,54 1,45
по 0,1 н. раствору NaCl . . Удельное объемное электрическое 0,90 1,25 1,20
сопротивление в 1 н. НС1, Ом • м Селективность, % 1,4 0,54 0,62
0,01-0,1 н. КС1 97 98 98
0,1-0,5 н. КС1 . . . •... 94 93 93
Степень набухания в воде, % . . Разрушающее напряжение при ра- 15 25 24
стяжении, МПа Относительное удлинение при раз- 16,0 10,8 11,8
рыве, % 18 31 28
Для получения гидрофильных сильноосновных мембран, содержащих четвертичные пиридиниевые группы и способных к диссоциации в средах с различным значением pH, слабоосновные анионитовые мембраны алкилируют различными алкилирующими агентами.
В табл. II. 2 приведены характеристики сильноосновных анионитовых мембран.
Гомогенные анионитовые мембраны, содержащие винилпиридин, обладают комплексообразующими свойствами по отношению к солям тяжелых металлов, таким как Си, Со, Ni, а также высокой сорбционной способностью при поглощении фенола-из его раствора. Интересные результаты получены при использовании гомогенных анионитовых мембран при разделении кислых продуктов гидролиза древесины на раствор сахаров и серную кислоту.
Интерполимерные мембраны, казалось бы, следует отнести к гомогенным мембранам, поскольку они од-
136
нофазны и построены из тесно переплетенных макромолекул полиэлектролита и инертного термопластичного полимера. Однако отсутствие химической связи между макромолекулами полиэлектролита и инертного полимера дает повод для выделения их в особую группу. Отсутствие химической связи приводит при длительной работе к постепенному вымыванию из мембран активного компонента.
Первые интерполимерные мембраны были получены отливом пленок из раствора полиакрилонитрила, поливинилхлорида или поливинилбензилтриметилам-монийхлорида в смеси циклогексана с метанолом при 50°С. Содержание полиэлектролита в таких мембранах составляет 27%, удельное объемное электрическое сопротивление 2 Ом-м, селективность—-до 99%. В качестве растворителей для получения мембран такого типа могут быть использованы также диметилформ-амид, диметилсульфоксид и у-бутиролактон [360, 361].
Интерполимерные мембраны получают и с помощью водных растворов полиэлектролитов и пленкообразующего полимера. Так, водный раствор поли-винилбензилтриметиламмонийхлорида и поливинилового спирта выливают на стеклянную поверхность, выпаривают воду и структурируют поливиниловый спирт термообработкой или ацеталированием [362,363].
