МЕМБРАНИ розділові

(напівпроникні, селективно-проникні мембрани), вибірково пропускають окремі компоненти газових сумішей, розчинів, колоїдних систем. Являють собою плівки, пластини, трубки і порожнисті нитки, виготовлені зі скла, металу, кераміки, полімерів. Наїб. практич. значення мають полімерні М. р. , Напр. з целюлози і її ефірів, поліамідів, полі-сульфонов, поліолефінів і більшості ін. відомих полімерів.

Розрізняють в осн. М. р. : Монолітні (суцільні, дифузійні), проникність яких брало пов'язана з дифузією газів або рідин в обсязі мембрани (пори відсутні); п о р і з т и е з системою наскрізних сполучених пор постійного розміру; а з і м м е т р і ч н и е (двошарові, анізотропні), що складаються з пористого високопроніцаемого шару (підкладки) і тонкого селективного шару - дрібнопористою або монолітного (товщина його може становити бл. 0, 25% загальної товщини М. р.).

Є також складові (композитні) М. р. , Що складаються з основи (зазвичай пористої мембрани), на к-рую завдано один або кілька. селективних шарів (монолітних або дрібнопористих), що відрізняються по хім. природі від матеріалу підкладки. Їх виготовляють з метою підвищення міцності мембран і додання їм проникності для певних компонентів суміші. Динамічні М.р. утворюються, коли на пов-сть пористої основи подається суміш, що розділяється, яка містить диспергуюча. частинки, напр. гідроксидів металів, полімерів. Частинки утворюють на основі шар, що знаходиться в динамічний. рівновазі з частинками, дисперговані в суміші, і забезпечує селективність поділу. Див. Також Мембрани рідкі.

М. р. підрозділяють також на неіоногенні і іонітовие (див. Мембрани іонообмінні).

Для монолітних М. р. характерна дифузійна проникність, для пористих - фазова (т. е. через пори проходить в-во у вигляді газоподібної або рідкої фази).

Монолітні М. р. отримують формуванням з розчинів (по сухому способу) або розплавів полімерів (див. Плівки полімерні, Формування хімічних волокон), а також пресуванням полімерних матеріалів і металеві. порошків.

Пористі М. р. отримують: 1) формуванням з розчинів полімерів по мокрому способу або випаровуванням з сформованих рідких плівок (ниток) р-розчинника; в останньому випадку в формувальний розчин попередньо вводять осадитель, тиск парів догрого нижче, ніж у р-розчинника (метод спонтанного гелеобразования); з видаленням р-розчинника р-р розпадається на фази, в результаті чого утворюється пориста структура; 2) з монолітних полімерних М. р. -витягіваніем їх в спец. умовах; опроміненням важкими атомними ядрами або іонами з послід. УФ опроміненням, окислюванням і видаленням продуктів деструкції (отримують т. Зв. Ядерні М. р.); вилуговуванням певних фракцій (метод використовується і в произове скляних пористих пластин). Великопористі М. р. готують спеканием металеві. порошків і полімерних матеріалів.

Асиметричні М. р. отримують, створюючи різні умови затвердіння полімеру в поверхневому шарі і в решті масі мембрани.Напр. , З пов-сті рідкої плівки (нитки) спочатку випаровують р-телеглядачам, а потім її занурюють в осадитель (сухо-мокре формування).

Складові М. р. виготовляють нанесенням на пористу підкладку з полімеру, скла, кераміки або ін. тонкого (одного або дек.) шару полімеру (напр., зануренням підкладки в р-р полімеру, поливом його, межфазной поликонденсацией або полімеризацією мономерів в низькотемпературній плазмі, напиленням).

Наїб. поширена форма М. р. -плівка, якi формуються на машинах стрічкового або барабанного типу. Для підвищення хутро. міцності і стабільності форми виготовляють на пористих підкладках, напр. тканинах, сітках, нетканих матеріалах. Плівкові М. р. використовують: в плоскокамерних апаратах (типу фільтр-преса) і рулонних; тонкі полімерні плівки осаджують на внутр. пов-сті пористих трубок (неск. штук збирають в одному корпусі); порожнисті волокна укладають паралельно або під кутом один до одного в пластмасовому корпусі і склеюють в торцевих частинах (див. також Мембранні процеси розділення).

Застосовують М. р. для розділення газових сумішей (напр., виділення компонентів з сумішей, що утворюються при синтезі аміаку, створення регульованого газового середовища в фрукто-овочесховищах); для опріснення морських і солонуватих вод і демінералізації річковий і артезіанської води (див. Водопостачання); для концентрування та очищення розчинів високомол. соед. , В т. Ч. Біологічно активних, молока і соків в микробиол. , Мед. , Харч. пром-сті; для виготовлення массообменнік мед. призначення (гемодіалізатор, окси-генатори крові).

В процесі експлуатації пов-сть мембран забруднюється, що призводить до погіршення осн. показників (продуктивність і селективність) мембранного поділу.Тому М. р. необхідно чистити разл. способами, напр. : Обробкою пов-сті еластичною губкою (часто із застосуванням миючих ср-в), поліуретановими кульками та ін., Що не надають абразивного впливу; впливом турбулентного потоку рідини (що розділяється або миючої); промиванням газожидкостной емульсією (зазвичай сумішшю води і повітря), разб. розчинами к-т або лугів, ПАР або ін.; продувкою стисненим повітрям (особливо мікрофільтрів); впливом електричні. , Магн. і ультразвукових полів.

Через забруднень М. р. мають обмежений термін ефективної роботи (ресурс) і їх періодично доводиться замінювати або очищати.

Літ. : Дуб'яга В. П., Перепечкіна Л. П., Каталевскій Е. Е., Полімерні мембрани, М., 1981; Перепечкіна Л. П., «Успіхи хімії», 1988, т. 57, ст. 6, с. 959-73; Resting R. E., Synthetic polymeric membranes, 2 ed. , N. Y. - [a. o.], 1985.

Л. П. Перепечкіна.


Хімічна енциклопедія. - М.: Радянська енциклопедія. Під ред. І. Л. Кнунянц. 1988.