Синтетические ионообменные материалы - Зубаков Л.Б.
Скачать (прямая ссылка):
Так называемые активированные интерполимерные мембраны получают совмещением двух полимеров, один из которых приобретает свойства полиэлектролита в результате последующей химической обработки. В качестве такого полимера обычно используют полистирол.
Анионитовые мембраны получают хлорметилирова-нием и последующим аминированием пленки на основе полиэтилена и полистирола [364]. Мембраны имеют обменную емкость до 2 мг-экв/г и удельное объемное электрическое сопротивление около 1,5 Ом - м.
Интерполимерные мембраны не нашли пока промышленного применения из-за дефицитности исходных чистых полиэлектролитов, нестабильности электрохимических характеристик в процессе эксплуатации вследствие вымывания части полиэлектролита, а также из-за того, что трудно изготовить мембраны больших размеров. Ниже приведена характеристика
137
X
Л
йй
со -» г? 5 S 3 ?
§•- ” 2 V 5
*S
' >• I 2 a g , vo 5 a ~
.. i" о i $ ..ii:
^ Q, „ _
Ю s l* e
l К Я H § *
. I 5 I o.2«
' «* 4(1 O u M
« (LI P ¦'
2 О
54 •- ж
~ П W
>, к ? a 3* ” «- t* * * ч s 5 *- ' ooo
a* s
* a v t- r-
H S“ 2 • - у У =f У V Л ._
= s i iiell
2"* ^^?3 “ 2 .. ^-оче
a о
?* 2" *
.. is 2 ч ч
ft • * Л ft ^ U <_ ft o ?“ f- ь
? ? S >,3 я ч S “ ^3 й
JLE-
и
e
i i,‘ o-ss I и о4 G
a“>iS - I
я <u « 3 Л
« ? V ± OO
интерполимерных мембран:
Обменная емкость, мг-экв/г Степень набухания, % • •
Удельное объемное электрическое сопротивление,
Ом • м..................
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа . .
Сульфополи-стирол, совмещенный с поливиниловым спиртом
1,5—2,2 20
0,8-1,0
Поли(4-винил-Х-беп-
зилтриметиламмоний-хлорид), совмещенный с поливиниловым спиртом
1,5-2,2 20
0,8-1,0
5,1
6,2
ГЕТЕРОГЕННЫЕ ИОНИТОВЫЕ МЕМБРАНЫ
В настоящее время гетерогенные ионитовые мембраны находят наибольшее промышленное применение.
В СССР гетерогенные мембраны были получены [365] на основе тонкоизмельченных порошков ионитов и полиэтилена.
Технология получения гетерогенных мембран (рис. II. 2) основана на введении измельченного ионита в расплавленный термопласт. Из вальцованной заготовки при прессовании формуется мембрана, которая в зависимости от назначения армируется синтетическими тканями или волокнами. Процесс состоит из следующих стадий: отмывки ионита от примесей, его сушки, измельчения, приготовления смеси с гранулированным полиэтиленом, вальцевания смеси, калан-дрования пленки и армирования, получения заготовки ленты и прессования мембраны.
На первой стадии набухший ионит отмывают от железа 6%-ным раствором соляной кислоты и от органических примесей 10%-ным раствором едкого натра. Затем его промывают деионизированной водой, отжимают на центрифуге до влажности не более 50% и сушат при 80—100 °С до остаточной влажности 5%. Высушенный ионит измельчают до получения частиц размером 50 мкм.
Далее ионит смешивают с гранулированным полиэтиленом, смесь вальцуют при 135—140 °С и калан-друют с одновременным двусторонним армированием капроновой тканью. Охлажденную до 20 °С ленту разрезают на заготовки определенных размеров и прес-
139
Таблица II. 3. Ассортимент катиоиитовых гетерогенных мембран;
Марка мембрану Ионогепная группа Марка н содер-пнекатконита Армирующая ткань
-S03H КУ-2, 65% Капрон
МК-40Л -SOjH КУ-2, 60% Лавсаи
МК-41 -РОзН, КФ-1, 65% Капрон
МК-42 -СООН КБ-4, 60%
Таблица II. 4. Ассортимент анионитовых гетерогенных мембранг
Марка мембраны Иоиогенная группа Марка и содержание анионита Армирующая ткань
МЛ-40 —X • .X • . HN= ЭДЭ-ЮП, 55% Капрон
МЛ-41 —1\т(СНз)з АВ-17, 65% »
МЛ-41 Л -N(CH3)3 АВ-17, 60% Лавсан
МА-43Л -Qmot.) АВ-23, 60%
суют при 120—130°С и давлении 20 МПа в течение 30 мин.
Мембраны имеют размеры 150X50 см при толщине 0,7—0,8 мм в набухшем состоянии.
Если мембраны предназначены для работы в агрессивных средах, то вместо капроновой ткани для армирования мембран используют полипропиленовые, лавсановые и другие ткани. Ассортимент выпуска?¦ мых гетерогенных мембран приведен в табл. II. 3 к 31. 4.
Мембраны выпускают в солевых формах в сухом состоянии по ТУ 6-05-1203—73 для марок МК-40, МА-40, по ТУ 6-05-211-1031—76 для марок МК-40Д, МА-41Л и по ТУ 6-05-211-840—73 для марок МК-41; остальные марки мембран выпускают в опытно-промышленном масштабе.
Новым классом ионитовых мембран, разработанных в НИИПМ, являются биполярные гетерогенные мембраны марок МБ-1, МБ-2 и МБ-3. Их получают
140
Таблица И. 5. Ассортимент биполярных мембран
Марка мембраны | Ионогенные группы
биполярные м-онополяриые катношповые аннопитозы-
МБ-1 МК-40; МА-40 -so3h Nsa> HN =
МБ-2 МК-40; МА-41 -so3H -N(CH3)3
МБ-3 МК-41; МА-41 —Р03Н2 —М(СНз)з
из монополярных мембран спрессовыванием ашюни-товых и катионитовых вальцованных мембран толщиной 0,25—0,30 мм. Размер листа биполярных мембран 450 X 1470 мм, толщина 0,5—0,6 мм. Ассортимент выпускаемых биполярных мембран приведен в табл. II. 5.
Биполярные мембраны используют в многокамерных аппаратах для очистки борной кислоты от щелочи, при получении кислоты и щелочи в процессе регенерации нитрата натрия [346], в различных процессах для создания определенной pH среды.
