Основные виды полимеров, используемых для получения мембран

Фильтрационные селективно проницаемые мембраны изготавливаются из различных материалов, но до сих пор основным сырьем для их производства являются полимеры. Мировой рынок полимерных мембран достигает 80%. При этом физико-химические характеристики мембран и, как следствие, область их применения определяются свойствами полимерного материала, из которого они изготовлены.

Мембраны получают из самых разнообразных полимеров: эфиров целлюлозы (ацетата целлюлозы, нитроцеллюлозы и их смесей), полиэфиров, алифатических и ароматических полиамидов, полисульфонов, полиэфиримида, полиимидов, ароматических полиамидоимидов, полигидразидов, полипропилена, фторированных полимеров, поливинилхлорида и поливинилиденхлорида(фторида), поливинилового спирта и его сополимеров, сополимеров акрилонитрила, полиэфиркарбоната, полидиметилсилоксана и его сополимеров, хитозана, полиарилатов, полиуретанов, полипиперазинамидов, сополимеров метилметакрилата и других.

В промышленных масштабах в качестве полимеров для получения микро- и ультрафильтрационных мембран широко используются эфиры целлюлозы, полисульфоны, полиамиды, сополимеры акрилонитрила, поливинилиденхлорид, фторированные полимеры. Рассмотрим некоторые из них более подробно.

Эфиры целлюлозы и регенерированная целлюлоза

Наиболее известным классом таких полимеров является целлюлоза и ее частично замещенные сложные эфиры.

Целлюлоза представляет собой полисахарид [СбН7О2(ОН)з]п, один из самых распространенных природных полимеров, главная составляющая клеточных стенок высших растений. Макромолекулы целлюлозы - линейные неразветвленные цепи, построенные из большого числа остатков D-глюкопиранозы (ангидроглюкозных звеньев), соединенных между собой 1,4-р-глюкозидными (ацетальными связями).

Целлюлоза - сравнительно жесткоцепной полимер, ее макромолекулы обладают высокой степенью асимметрии вследствие циклической структуры элементарного звена, наличия сильнополярных ОН-групп и их интенсивного межмолекулярного взаимодействия. Целлюлоза и ее полностью замещенные производные - стереорегулярные высокоориентированные кристаллические полимеры.

Структурная формула целлюлозы

Рис.8- Структурная формула целлюлозы

Целлюлоза является полимером, широко используемым для получения мембран, применяемых в процессах диализа, преимущественно в гемодиализе. Большое число гидроксильных групп обуславливают сильные гидрофильные свойства целлюлозы, поэтому набухшие в воде целлюлозные мембраны можно рассматривать как гидрогель. Однако вследствие регулярности структуры и способности гидроксильных групп образовывать межмолекулярные водородные связи целлюлоза не растворяется в воде и в большинстве органических растворителях.

Среди производных целлюлозы наибольшее значение для изготовления мембран имеют сложные эфиры целлюлозы соответственно нитрат целлюлоза и ацетаты целлюлозы (или смеси ацетатов целлюлозы). Представляют интерес также растворимые в органических растворителях эфиры целлюлозы, например этилцеллюлоза. Растворимые в воде эфиры целлюлозы, например гидроксиэтил- и гидроксипропилцеллюлоза, иногда используются в качестве смачивающих агентов для мембран из целлюлозных и нецеллюлозных полимеров [10,11].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >