ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ


Алфавитный указатель: А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я


МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ (полупроницаемые, селективно-проницаемые мембраны), избирательно пропускают отдельные компоненты газовых смесей, р-ров, коллоидных систем. Представляют собой пленки, пластины, трубки и полые нити, изготовленные из стекла, металла, керамики, полимеров. Наиб. практич. значение имеют полимерные М.р., напр. из целлюлозы и ее эфиров, полиамидов, поли-сульфонов, полиолефинов и большинства др. известных полимеров.

Различают в осн. М.р.: монолитные (сплошные, диффузионные), проницаемость к-рых связана с диффузией газов или жидкостей в объеме мембраны (поры отсутствуют); п о р и с т ы е с системой сквозных сообщающихся пор постоянного размера; а с и м м е т р и ч н ы е (двухслойные, анизотропные), состоящие из пористого высокопроницаемого слоя (подложки) и тонкого селективного слоя - мелкопористого или монолитного (толщина его может составлять ок. 0,25% общей толщины М.р.).

Имеются также составные (композитные) М.р., состоящие из основы (обычно пористой мембраны), на к-рую нанесен один или неск. селективных слоев (монолитных или мелкопористых), отличающихся по хим. природе от материала подложки. Их изготовляют с целью повышения прочности мембран и придания им проницаемости для определенных компонентов разделяемой смеси. Динамические М.р. образуются, когда на пов-сть пористой основы подается разделяемая смесь, содержащая диспергир. частицы, напр. гидроксидов металлов, полимеров. Частицы образуют на основе слой, находящийся в динамич. равновесии с частицами, диспергированными в смеси, и обеспечивающий селективность разделения. См. также Мембраны жидкие.

М.р. подразделяют также на неионогенные и ионитовые (см. Мембраны ионообменные).

Для монолитных М.р. характерна диффузионная проницаемость, для пористых - фазовая (т. е. через поры проходит в-во в виде газообразной или жидкой фазы).

Монолитные М.р. получают формованием из р-ров (по сухому способу) или расплавов полимеров (см. Пленки полимерные, Формование химических волокон), а также прессованием полимерных материалов и металлич. порошков.

Пористые М. р. получают: 1) формованием из р-ров полимеров по мокрому способу или испарением из сформованных жидких пленок (нитей) р-рителя; в последнем случае в формовочный р-р предварительно вводят осадитель, давление паров к-рого ниже, чем у р-рителя (метод спонтанного гелеобразования); с удалением р-рителя р-р распадается на фазы, в результате чего образуется пористая структура; 2) из монолитных полимерных М.р.-вытягиванием их в спец. условиях; облучением тяжелыми атомными ядрами или ионами с послед. УФ облучением, окислением и удалением продуктов деструкции (получают т. наз. ядерные М.р.); выщелачиванием определенных фракций (метод используется и в произ-ве стеклянных пористых пластин). Крупнопористые М. р. готовят спеканием металлич. порошков и полимерных материалов.

Асимметричные М. р. получают, создавая разные условия затвердевания полимера в поверхностном слое и в остальной массе мембраны. Напр., с пов-сти жидкой пленки (нити) сначала испаряют р-ритель, а затем ее погружают в осадитель (сухо-мокрое формование).

Составные М.р. изготовляют нанесением на пористую подложку из полимера, стекла, керамики или др. тонкого (одного или неск.) слоя полимера (напр., погружением подложки в р-р полимера, поливом его, межфазной поликонденсацией или полимеризацией мономеров в низкотемпературной плазме, напылением).

Наиб. распространенная форма М.р.-пленка, формуемая на машинах ленточного или барабанного типа. Для повышения мех. прочности и стабильности формы изготовляют на пористых подложках, напр. тканях, сетках, нетканых материалах. Пленочные М.р. используют: в плоскокамерных аппаратах (типа фильтр-пресса) и рулонных; тонкие полимерные пленки осаждают на внутр. пов-сти пористых трубок (неск. штук собирают в одном корпусе); полые волокна укладывают параллельно или под углом друг к другу в пластмассовом корпусе и склеивают в торцевых частях (см. также Мембранные процессы разделения).

Применяют М.р. для разделения газовых смесей (напр., выделение компонентов из смесей, образующихся при синтезе аммиака, создание регулируемой газовой среды в фрукто-овощехранилищах); для опреснения морских и солоноватых вод и деминерализации речной и артезианской воды (см. Водоподготовка); для концентрирования и очистки р-ров высокомол. соед., в т.ч. биологически активных, молока и соков в микробиол., мед., пищ. пром-сти; для изготовления массообменников мед. назначения (гемодиализаторы, окси-генаторы крови).

В процессе эксплуатации пов-сть мембран загрязняется, что приводит к ухудшению осн. показателей (производительность и селективность) мембранного разделения. Поэтому М.р. подвергают очистке разл. способами, напр.: обработкой пов-сти эластичной губкой (часто с применением моющих ср-в), полиуретановыми шарами и др., не оказывающими абразивного воздействия; воздействием турбулентного потока жидкости (разделяемой или моющей); промывкой газожидкостной эмульсией (обычно смесью воды и воздуха), разб. р-рами к-т или щелочей, ПАВ или др.; продувкой сжатым воздухом (особенно микрофильтров); воздействием электрич., магн. и ультразвуковых полей.

Из-за загрязнений М.р. имеют ограниченный срок эффективной работы (ресурс) и их периодически приходится заменять или очищать.


===
Исп. литература для статьи «МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ»:
Дубяга В. П., Перепечкин Л. П., Каталевский Е. Е., Полимерные мембраны, М., 1981; Перепечкин Л. П., "Успехи химии", 1988, т. 57, в. 6, с. 959-73; Resting R.E., Synthetic polymeric membranes, 2 ed., N. Y.-[a. o.], 1985.

Л. П. Перепечкин.

Страница «МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков