![](/gif/transp.gif) |
|
[ На предыдущую главу]
5. Разработка методов разрушения поверхностного хромсодержащего слоя
Авторами работы [20] с помощью методов МНПВО ИК-спектроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС) установлена структура образующегося комплексного соединения:
![](image566.gif)
Адсорбат, как показано в [30], представляет собой стабильную систему, воздействием восстановителей (сульфат двухвалентного железа, бисульфит натрия) достигается лишь незначительное уменьшение количества сорбированного хрома на поверхности полимера. С целью удаления хромсодержащего слоя на поверхности полипропилена в [20] применена обработка в концентрированных растворах минеральных кислот. Разрушение комплексного соединения в этом случае достигается в процессе гетерогенной реакции окисления хрома (III) до хрома (VI). Использование данного метода для очистки поверхности полипропиленовых ТМ позволило снизить их загрязненность примесью хрома в три раза ( табл. 5, № 2). Однако применение минеральных кислот, таких как серная или азотная, представляющих собой сильные окислители, приводит к деструкции макромолекул полимера, вследствие чего механическая прочность мембран, как можно видеть, снижается. Попытки разрушения адсорбированного хромсодержащего слоя с помощью использованного нами окислителя пероксида водорода [33], хотя и приводят к более существенной очистке полимерной матрицы от примеси хрома, также вызывают снижение механической прочности мембран (табл. 5, № 3). Очевидно, что с целью сохранения качества полипропиленовых трековых мембран для удаления соединений хрома следует использовать реагент, не вызывающий окисления полипропилена. В этой связи перспективным оказалось применение растворов гидроксидов щелочных металлов [34, 35], при воздействии которых на ППТМ разрушение хромсодержащих соединений достигается в результате гидролитической реакции. Удаление соединений хрома с поверхности мембран происходит при последующей промывке водой. Данный метод, практически не вызывая уменьшения прочности полипропиленовых трековых мембран, существенно снижает в них содержание хрома (табл. 5, № 4).
Использование водных растворов щелочей, имеющих высокое поверхностное натяжение, не позволяет, однако, производить глубокую очистку поверхности ПП ТМ с малыми значениями диаметров пор. Так, при обработке мембран с диаметром пор на уровне 0,2–0,4 мкм водным раствором гидроксида натрия поверхность пор не смачивается вследствие гидрофобных свойств ППТМ (значение краевого угла смачивания составляет 115–120°
) и удаление соединений хрома происходит лишь с внешней поверхности мембран. Введение в водный раствор щелочи спирта (или использование спиртового раствора щелочи) снижает поверхностное натяжение применяемых растворов, что способствует проникновению гидролизующего агента (ионов ОН-
) в области пор. В результате этого происходит полная очистка матрицы мембраны от примеси хрома ( табл. 5, № 5, 6). Решение рассматриваемой задачи возможно также при реализации описываемой стадии путем последовательной обработки в спирте и водном растворе гидроксидов щелочных металлов (табл. 5, № 7). Причем изготовление ПП мембран, не содержащих на своей поверхности сорбированных соединений хрома, возможно только в том случае, если растворы химической обработки следуют в указанной последовательности. Изменение данного порядка используемых растворов не приводит к желаемому результату, так как предшествующая обработка в водном растворе гидроксидов щелочных металлов не вызывает проникновения агента гидролиза в поры матрицы мембраны и полного разрушения соединений хрома не происходит.
Оптимизация параметров процесса очистки ППТМ от примеси хрома приводит к следующим результатам. Обработку мембран следует проводить в спирте, смеси спиртов или водно-спиртовом растворе спирта, содержащем спирт или смесь спиртов в концентрации от 80 до 100 мас.% в течение 2–20 мин при температуре от 20 до 70°
С и (или) водным раствором или водно-спиртовым раствором с концентрацией спирта от 80 до 100 мас.%, содержащим гидроксид щелочного металла в концентрации от 0,5 до 20 мас.% в течение 5–30 мин при температуре от 40 до 70°
С. Выбранные интервалы времени, температуры и концентрации компонентов растворов, применяемых для химической обработки, определяются следующими факторами. В большинстве случаев обработку в растворе спиртов или их смесей с водой необходимо вести в течение 2–20 мин. При меньшем времени обработки растворитель не успевает проникнуть в матрицу полимера вдоль пор, использование же значения времени большего, чем указано в диапазоне, нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему росту положительного эффекта. Обработку в растворах, содержащих спирты или их смеси, необходимо проводить при температуре не выше 70°
С, ибо в противном случае происходит чрезмерное набухание матрицы полимера, что приводит к ухудшению качества изготавливаемых мембран. Использование водных растворов, содержащих спирт в концентрации меньшей указанного диапазона, как показывает опыт, не является эффективным.
Необходимое время (5–30 мин) обработки в растворах, содержащих гидроксиды щелочных металлов, определяется требованием достижения наиболее полного разрушения соединений хрома, более продолжительная обработка не является эффективной. Диапазоны температуры и концентрации гидроксидов щелочных металлов в растворе определяются исходя из того, чтобы достигалась наиболее высокая скорость реакции. Более низкие значения указанных параметров даже при продолжительном времени обработки не приводят к достижению поставленной задачи, поскольку скорость реакции гидролиза незначительна. Граница интервала температуры химической обработки 70°
С определена исходя из того, чтобы не снижалось качество изготавливаемых мембран. Более высокие значения данного параметра даже при непродолжительной обработке вызывают деструкцию макромолекул полимера, что приводит к снижению механической прочности мембран. Использование растворов гидроксидов щелочных металлов в концентрации большей указанного диапазона неэффективно.
[ На следующую главу] [На Содержание]
Copyright ©
|
|
![](/gif/transp.gif) |
![](/gif/transp.gif) |
Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам информацию, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере (сведения о местоположении; ip-адрес; тип, язык, версия ОС и браузера; тип устройства и разрешение его экрана; источник, откуда пришел на сайт пользователь; какие страницы открывает и на какие кнопки нажимает пользователь; эта же информация используется для обработки статистических данных использования сайта посредством интернет-сервисов Google Analytics и Яндекс.Метрика). Нажимая кнопку «СОГЛАСЕН», Вы подтверждаете то, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.
Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается копирование
материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору
|