Композиционные мембраны для микро-и ультрафильтрации на основе полиакрилонитрила и пористых пленок полиэтилена
Диссертация
Врезультате проведенных исследований впервые получены методом мокрого формования композиционные ультрафильтрационные мембраны, состоящие из ПЭ подложки и ПАН слоя, обладающие высокими транспортными и механическими характеристиками. Данные композиционные мембраны сочетают хорошие механические свойства ПЭ подложки и высокие фильтрационные характеристики ПАН-мембран. Пористая структура и рельеф… Читать ещё >
Список литературы
- Ulbricht М. Advanced functional polymer membranes // Polymer. 2006. V. 47. P. 2217−2262.
- Ельяшевич Г. К., Розова Е. Ю., Карпов Е. А. Микропористая полиэтиленовая пленка и способ ее получения. Патент Российской Федерации № 2 140 936, приоритет от 15.04.97.
- Ельяшевич Г. К., Козлов А. Г., Розова Е. Ю. Оценка размеров сквозных каналов в микропористых пленках из полиэтилена // Высокомолекулярные соединения. А. 1998. Т. 40. № 6. С. 956−963.
- Kim J.Y., Lee Y., Lim D.L. Plasma-modified polyethylene membrane as a separator for lithium-ion polymer battery // Electrochimica Acta. 2009. V. 54. N 14. P. 3714−3719.
- Tabatabaei S.H., Pierre J. P.J., Ajji A. Microporous membranes obtained from PP/HDPE multilayer films by stretching // Journal of Membrane Science. 2009. V. 345. N 1−2. P. 148−159.
- Мулдер M. Введение в мембранную технологию. М: Мир. 1999. 513 с.
- Xu Z.K., Кои R.Q., Liu Z.M., Nie F.Q., Хи Y.Y. Incorporating R-Allyl Glucoside into Polyacrylonitrile by Water-Phase Precipitation Copolymerization To Reduce Protein Adsorption and Cell Adhesion // Macromolecules. 2003. V. 36. P. 2441−2447.
- Phadke A.M., Kulkarni S.S., Karode S.K., Musale D.A. Poly (acrylonitrile) Ultrafiltration Membranes. II. Membrane Morphology and Permeation Characteristics // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 2005. V. 43. P. 2074−2085.
- Flory P. Principles of Polymer Chemistry. N.Y. Cornell Univ. Press, 1953.
- Tompa H. Polymer Solutions. London. Butterwoiths. 1956. 325 p.
- Ruaan R.C., Chang Т., Wang D.M. Selection Criteria for Solvent and Coagulation Medium in View of Macrovoid Formation in the Wet Phase1. version Process // Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics. 1999. V. 37. P. 1495−1502.
- Kobayashi Т., Nagai Т., Ono M.3 Wang H.Y., Fujii N. Phase inversion process of amphiphilic charged polyacrylonitriles for molecular size exclusion membrane // European Polymer Journal. 1997. V. 33. N 8. P. 1191−1201.
- Kobayashi Т., Ono M., Shibata M., Fujii N. Cutoff performance of Escherichia coli by charged and noncharged polyacrylonitrile ultrafiltration membranes // Journal of Membrane Science. 1998. V. 140. P. 1—11.
- Scharnagl N., Buschatz H. Polyacrylonitrile (PAN) membranes for ultra- and microfiltration // Desalination. 2001. V. 139 P. 191−198.
- Han W., Gregor H.P., Pearce E.M. Acrylonitrile Copolymers: Synthesis, Characterization, and Formation of Ultrafiltration Membranes // Journal of Applied Polymer Science. 1999. V. 74 P. 1271−1277.
- Jung В., Yoon J.K., Kim В., Rhee H.W. Effect of crystallization and annealing on polyacrylonitrile membranes for ultrafiltration // Journal of Membrane Science. 2005. V. 246. P. 67−76.
- Kim I.C., Yun H.G., Lee K.H. Preparation of asymmetric polyacrylonitrile membrane with small pore size by phase inversion and post-treatment process // Journal of Membrane Science. 2002. V. 199. P.75−84.
- Nouzaki K., Nagata M., Arai J., Idemoto Y., Koura N., Yanagishita H., Negishi H., Kitamoto D., Ikegami Т., Haraya K. Preparation of polyacrylonitrile ultrafiltration membranes for wastewater treatment // Desalination. 2002. V. 144. P. 53−59.
- Yang M.C., Chou M.T. Effect of post-drawing 011 the mechanical and mass transfer properties of polyacrylonitrile hollow fiber membranes // Journal of Membrane Science. 1996. V. 116. P. 279−291.
- Wang J., Yue Z., Ince J.S., Economy J. Preparation of nanofiltration membranes from polyacrylonitrile ultrafiltration membranes // Journal of Membrane Science. 2006. V. 286. P. 333−341.
- Кулезнев B.H. Шершнев B.A. Химия и физика полимеров. М.: Высшая школа. 1988. 218 с.
- Словецкий Д.И. Механизмы плазмохимического травления материалов // Тезисы Школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. Иваново. 1999. С. 13.
- Кувалдина Е.В., Шикова Т. Г., Смирнов С. А., Рыбкин В. В. Поверхностное окисление и деструкция полиэтилена в плазме смеси аргон-кислород // Химия высоких энергий. 2007. Т. 41. № 4. С. 330.
- Jelinkova М., Shataeva L.K., Tischenko G.A., Svec F. Polyampholytes • based on macroporous copolymers of glycidyl methacrylate with ethylene glycol dimethacrylate or divinilbenzene // Reactive polymers. 1989. V. 11. P. 253−260.
- Туркина E.C., Яхнин Е. Д. О закономерностях активации полиэтиленовой пленки в электрическом разряде // Высокомолекулярные соединения. А. 1985. Т. 27. № 3. С. 643.
- Гильман А.Б. Плазмохимическая модификация поверхности полимерных материалов. Школа по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. http://www.indi.ru/private/plasma99/Lections/GilmanJection.html.
- Briggs D. Surface analysis and pretreatment of plastics and metals. Ed. By Brewis D.M.B. Sci. Ph. D. Leicester. U.K.: Appl. Sci. Publish. London. New Jersey. 1982. 268 p.
- Handbook of polyolefms. Cornelia Vasile (ed.). Marcel Dekker.: New York. 2000. V. 24. P. 116.
- Shrojal M., Desai R., Singh P. Surface Modification of Polyethylene // Adv. Polymer Science. 2004. V. 169. P. 231−293.
- Perena J. M., Lorenzo V., Zamfirova G., Dimitrova A. Microhardness of polyethylene surface modified by chlorosulphonic acid // Polymer Testing. 2000. V. 19. P. 231−236.
- Favaro S.L., Rubira A.F., Muniz E.C., E. Radovanovic E. Surface modification of HDPE, PP, and PET films with KMn04/HCl solutions // Polymer Degradation and Stability. 2007. V. 92. № 7. P. 1219−1226.
- Mallakpuor S.E., Hajipuor A.R., Mahdavian A.R., Zadhoush A., Ali-Hosseini F. Microwave assisted oxidation of polyethylene under solid-state conditions with potassium permanganate // European Polymer Journal. 2001. V. 37. P. 1199−1206.
- Sutherland I., Brewis DW., Heath RJ., Sheng E. Modification of polypropylene surfaces by flame treatment//Surf. Interface Anal. 1991. V. 17. P. 507−510.
- Balamurugan S., Mandale A.B., Badrinarayanan S., Vernekar S.P. Photochemical bromination of polyolefm surfaces // Polymer. 2001. V. 42. P. 2501−2512.
- Fallani F., Ruggeri G., Bronco S., Bertoldo M. Modification of surface and mechanical properties of polyethylene by photo-initiated reactions // Polymer Degradation and Stability. 2003. V. 82. P. 257−261.
- Zhao G., Chen Y., Wang X. Surface modification of polyethylene film by acrylamide graft and alcoholysis for improvement of antithrombogenicity // Applied Surface Science. 2007. V. 253.1. 10. P. 4709−4714.
- Chen J.P., Chiang Y.P. Surface modification of non-woven fabric by DC pulsed plasma treatment and graft polymerization with acrylic acid // Journal of Membrane Science. 2006. V. 270. P. 212−220.
- Aly R.O., Mostafa T.B., Mokhtar S.M. Modification of polyethylene by radiation-induced graft copolymerization of N-phenylmaleimide and p-hydroxy N-phenylmaleimide // Polymer Testing. 2002. V. 21. P. 857−865.
- Cho E.H., Lee S.G., Kim J.K. Surface modification of UHMWPE with y-ray radiation for improving interfacial bonding strength with bone cement (II) // Current Applied Physics. 2005. V. 5. P. 475−479.
- Ferreira L.M., Falcao A.N., Gil M.H. Modification of LDPE molecular structure by gamma irradiation for bioapplications // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B. 2005. V. 236. P. 513−520.
- Pan B. Moore R.B. Photo-Assisted Grafting of Maleic Anhydride onto Polypropylene via Reactive Extrusion // Polym. Prepr. 1999. V. 40(2). P. 764.
- Huang C.Y., Lu W.L., Feng Y.C. Effect of plasma treatment on the AAc grafting percentage of high-density polyethylene // Surface and Coatings Technology. 2003. V. 167. P. 1−10.
- Greene G., Tannenbaum R. Adsorption of polyelectrolyte multilayers on plasma-modified porous polyethylene // Applied Surface Science. 2004. V. 233. P. 336−342.
- Takaoka G.H., Kawashita M., Shimatani H., Araki R. Modification of polyethylene surfaces irradiated by the simultaneous use of cluster and monomer ion beams // Surface & Coatings Technology. 2007. V. 201. P. 8242−8245.
- Gulmine J.V., Akcelrud L. FTIR characterization of aged XLPE // Polymer Testing. 2006. V. 25.1. 7. P. 932−942.
- Пронин В.А., Горнов В. Н., Липин А. В., Лобода П. А., Мчедлишвили Б. В., Нечаев А. Н. Сергеев А.В. Ионно-лучевой метод модификации поверхности трековых мембран // Журнал технической физики. 2001. Т. 71. В. 11. С. 96−100.
- Toth A., Bell Т., Bertoti I., Mohai М., Zelei В. Surface modification of polyethylene by low keV ion beams // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. 1999. В. V. 148. P. 1131.
- Chen J., Zhu F., Pan H., Cao J., Zhu D., Xu H., Cai Q., Shen J., Chen L., He Z. Surface modification of ion implanted ultra high molecular weight polyethylene // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. B. 2000. V. 169. P. 26−30.
- Bielinski D., Lipinski P., Slusarski L., Grams J., Paryjczak Т., Jagielski J., Turos A., Madi N.K. Surface layer modification of ion bombarded HDPE // Surface Science. 2004. V. 564. P. 179−186.
- Jagielski J.A., Piatkowska A., Bielinski D., Slusarsk L. i, K. Madi N.K. Ion beam modification of surface properties of polyethylene // Vacuum. 2003. V. 70. P. 201−206.
- Stephens C.P., Benson R.S., Chipara M. Radiation induced modifications in ultra-high molecular weight polyethylene // Surface & Coatings Technology. 2007. V. 201. P. 8230−8236.
- Zenkiewicz M., Rauchfleisz M., Czuprynska J. Comparison of some oxidation effects in polyethylene film irradiated with electron beam or gamma rays // Radiation Physics and Chemistry. 2003. V. 68. P. 799−809.
- Gotoh K., Nakata Y., Tagawa M., Tagawa M. Wettability of ultraviolet excimer-exposed PE, PI and PTFE films determined by the contact angle measurements // Colloids and Surfaces. 2003. A. V. 224. № 1−3. P. 165−173.
- Lazzeri A., Malanima M., Pracella M. Reactive compatibilization and fracture behavior in nylon 6/VLDPE blends// Jornal of Applied Polymer Science 1999. V. 74.1. 14. P. 3455 3468.
- Wu S., Ji G., Shen J. A study on ultraviolet irradiation modification of high-density polyethylene and its effect in the compatibility of HDPE/PVA fibre composites // Materials Letters. 2003. V. 57. P. 2647- 2650.
- Dadbin S. Surface modification of LDPE film by C02 pulsed laser irradiation // European Polymer Journal. 2002. V. 38. P. 2489−2495.
- Kwong H.Y., Wong M.H., Wong Y.W., Won K.H. Superhydrophobicity of polytetrafluoroethylene thin film fabricated by pulsed laser deposition // Applied Surface Science. 2007. V. 253. P. 8841−8845.
- Кутепов A. M., Захаров А. Г., Максимов А. И., Титов В. А. Плазменное модифицирование текстильных материалов: перспективы и проблемы // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2002. Т. XLVI. № 1. С 105−115.
- Ясуда X. Полимеризация в плазме. М: Мир. 1988. 26 с.
- Горберг Б.Л., Иванов А. А. Промышленное оборудование для плазмохимической обработки текстильных материалов и пленок // Тезисы 4-ого Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Иваново. 2005. С. 460−462.
- Gesche R., Kovacs R., Scherer J. Mobile plasma activation of polymers using the plasma gun // Surface and Coatings Technology. 2005. V. 200. I. 1−4. P. 544−547.
- Kim D.B., Rhee J.K., Moon S.Y., Choe W. Feasibility study of material surface modification by millimeter size plasmas produced in a pin to plane electrode configuration // Thin Solid Films. 2007. V. 515. P. 4913−4917.
- Cheng C., Liye Z., Zhan R.J. Surface modification of polymer fiber by the new atmospheric pressure cold plasma jet // Surface & Coatings Technology. 2006. V. 200. P. 6659−6665.
- Matsunaga M., Whitney P.J. Surface changes brought about by corona discharge treatment of polyethylene film and the effect on subsequentmicrobial colonisation // Polymer Degradation and Stability. 2000. V. 70. P. 325−332.
- Ананьев B.B., Легонькова О. А., Чалых A.E. Поверхностные свойства полиолефинов при обработке плазмой коронного разряда и ориентации // Материалы докладов VII Всероссийской конференции «Структура и динамика молекулярных систем». Яльчик, 2000. С. 67.
- Guruvenket S., Rao M., Komath M., Raichur A.M. Plasma surface modification of polystyrene and polyethylene // Applied Surface Science. 2004. V. 236. P. 278−284.
- Lai J., Sunderland В., Xue J., Yan S., Zhao W., Folkard M., Michael B.D., Wang Y. Study on hydrophilicity of polymer surfaces improved by plasma treatment // Applied Surface Science. 2006. V. 252.1. 10. P. 3375−3379.
- Shi L.S., Wang L.Y., Wang Y.N. The investigation of argon plasma surface modification to polyethylene: Quantitative ATR-FTIR spectroscopic analysis // European Polymer Journal. 2006. V. 42. P. 1625−1633.
- Steen M.L., Jordan A.C., Fisher E.R. Hydrophilic modification of polymeric membranes by low temperature H2O plasma treatment // Journal of Membrane Science. 2002. V. 204.1. 1−2. P. 341−357.
- Choi H.S., Shikova T.G., Titov V.A., Rybkin V.V. Surface oxidation of polyethylene using an atmospheric pressure glow discharge with liquid electrolyte cathode // Journal of Colloid and Interface Science. 2006. V. 300. P. 640−647.
- Абдуллин И.Ш., Шаехов М. Ф., Уразманова E.M. Обработка пористо-волокнистых материалов высокочастотным разрядом пониженногодавления // Тезисы 3-ого Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. Плёс, 2002. С. 83.
- Morent R., De Geyter N., Leys С., Gengembre L., Payen E. Study of the ageing behavior of polymer films treated with a dielectric barrier discharge in air, helium and argon at medium pressure // Surface & Coatings Technology.2007 V. 201. P. 7847−7854.
- Lehocky M., Drnovska H., Lapcikova В., Barros-Timmons A.M., Trindade Т., Zembala M., Lapcik L. Jr. Plasma surface modification of polyethylene // Colloids and Surfaces. A. 2003. V. 222. P. 125−131.
- Rhodes N.P., Wilson D.J., Williams R.L. The effect of gas plasma modification on platelet and contact phase activation processes // Biomaterials. 2007. V. 28. P. 4561^1570.
- Bretagnol F., Tatoulian M., Arefi-Khonsari F., Lorang G., Amouroux J. Surface modification of polyethylene powder by nitrogen and ammonia low pressure plasma in a fluidized bed reactor // Reactive & Functional Polymers. 2004. V. 61. P. 221−232.
- Novak I., Pollak V., Chodak I. // Plasma Process Polymers. 2006.-V. 3. P. 355−364.
- Volpe C.D. Contact angle measurements on samples with dissimilar faces by Wilhelmy microbalance // J. Adhesion Sci. Technol. 1994. V. 10. I. 12. P. 1455.
- Miller J.D., Veeramasuneni S., Drelich J., Yalamanchili M.R., Yamauchi G. Effect of roughness as determined by atomic force microscopy on the wetting properties of PTFE thin film. // Polymer Engineering and Science. 1996. V. 36.1. 14. P. 1852.
- Wei Q., Wang Y., Hou D., Huang F. Dynamic wetting of plasma-treated polypropylene nonwovens // Journal of Applied Polymer Science. 2006. V. 104.1. 4. P. 2157−2160.
- Roudman A.R., DiGiano F.A. Surface energy of experimental and commercial nanofiltration membranes: effects of wetting and natural organic matter fouling // Journal of Membrane Science. 2000. V. 175. P. 61−73.
- Corona pre-treatment to obtain wettability and adhesion // Softal electronic. Report #102e. http://www.softal.de/content/en/downloads/Reportl 02e. pdf
- Пономарев A.H. Осаждение полимерных пленок в неравновесной плазме. // Тезисы Школы по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ. Иваново, 1999. С. 39.
- Nie F.Q., Xu Z.K., Wan L.S., Ye P., Wu J. Acrylonitrile-based copolymers containing reactive groups: synthesis and preparation of ultrafiltration membranes // Journal of Membrane Science 2004. V. 230. P. 1−11.
- Han W., Gregor H.P., Pearce E.M. Interaction of Proteins with Ultrafiltration Membranes: Development of a Nonfouling Index Test // Journal of Applied Polymer Science 2000. V. 77. P. 1600−1606.
- Musale D.A., Kulkarni S.S. Relative rates of protein transmission through poly (acrylonitrile) based ultrafiltration membranes // Journal of Membrane Science 1997. V. 136. P. 13−23.
- Dragan E.S., Mihai M., Schauer J., Ghimicil L. PAN Composite Membrane with Different Solvent Affinities Controlled by Surface Modification Methods // Journal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry 2005. V. 43. P. 4161−4171.
- Teixeira M.R., Rosa M.J., Nystrom M. // The role of membrane charge on nanofiltration performance // Journal of Membrane Science 2005. V. 265. P. 160−166.
- Nie F.Q., Xu Z.K., Huang X.J., Ye P., Wu J. Acrylonitrile-based copolymers containing reactive groups: synthesis and preparation of ultrafiltration membranes // Journal of Membrane Science 2004. V. 230. P. 1−11.
- Khayet M., Feng C.Y., Khulbe K.C., Matsuura T. Study on the effect of a non-solvent additive on the morphology and performance of ultrafiltration hollow-fiber membranes // Desalination 2002. V. 148. P. 321−327.
- Wang Y., Kim J.H., Choo K.H., Lee Y.S., Lee C.H. Hydrophilic modification of polypropylene microfiltration membranes by ozone-induced graft polymerization // Journal of Membrane Science 2000. V. 169. P. 269— 276.
- Liu T.Y., Lin W.C., Huang L.Y., Chen S.Y., Yang M.C. Surface characteristics and hemocompatibility of PAN/PVDF blend membranes // Polym. Adv. Technol. 2005. V. 16. P. 413−419.
- Masselin I., Durand-Bourlier L., Laine J.M., Sizaret P.Y., Chasseray X., Lemordant D. Membrane characterization using microscopic image analysis //Journal of Membrane Science 2001. V. 186. P. 85−96.
- Sun W., Chen Т., Chen C., Li J. A study on membrane morphology by digital image processing // Journal of Membrane Science 2007. V. 305. P. 93−102.
- Кестинг P.E. Синтетические полимерные мембраны. Структурный аспект. М.: Химия, 1991. 336 с.
- Ван Кревелен Д. В. Свойства и химическое строение полимеров. М.: Химия, 1976. 416 с.
- Am. Inst, of Physics, Handbook. Ed. By Dwing E.G. New York: McGraw-Hill, 1972. P. L-209.
- Грэг С., Синк К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984. 113 с.
- Elyashevich G.K., Karpov Е.А., Kozlov A.G. Deformational behavior and mechanical properties of hard elastic and porous films of polyethylene // Macromol. Symp. «Mechanical Behavior of Polymeric Materials». Ed. by J. Kahovec. 1999. V. 147. P. 91−101.
- Spague B.S. Relationship of structure and morphology to properties of «hard» elastic fibers and films // J. Macromol. Sci., Phys. 1973. V. 8. № ½. P. 157−187.
- Bursikova V., Stahel P., Navratil Z., Bursik J., Janca J. Surface energy of plasma treated materials by contact angel measurement. Masaiyk University, Brno. 2004. P 29.
- Мартынов M.A., Вылегжанина К. А. Рентгенография полимеров. JT.: Химия, 1972. 93 с.
- Берлин А.А., Басин В. Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1974. 392 с.
- Зимон А.Д. Адгезия пленок и покрытий. М.: Химия, 1977. 352 с.
- Jung В. Preparation of hydrophilic polyacrylonitrile blend membranes for ultrafiltration // J. Membr. Sci. 2004. V. 229. P. 129−136.
- Mandelkern L. Crystallization of Polymers, McGraw-Hill Book Company, New York. 1964. 280 p.
- Розова Е.Ю. Физико-химические свойства мембран из полиэтилена и композиционных мембран с проводящим полимерным слоем на их основе. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. СПб: ИВС РАН, 1999.
- Oiseth S.K., Krozer A., Kasemo В., Lausmaa J. Surface modification of spin-coated high-density polyethylene films by argon and oxygen glow discharge plasma treatments. // Applied Surface Science. 2002. V. 202. P. 92−103.
- Foldes E., Toth A., Kalman E., Fekete E., Tomasovszky-bobak A. Surface changes of corona-discharge-treated polyethylene films.// J. Appl. Polym. Sci. 2000. V. 76. P. 1529−1541.
- Дехант И., Данц P., Химер В., Шмольке Р. Инфракрасная спектроскопия полимеров. Пер. с нем. В. В. Архангельского, под ред. канд. хим. наук Э. Ф. Олейника. М.: Химия., 1976. 471 с.
- Macritchie F. Proteins at interfaces // Advances of Protein Chemistry. 1978. V. 32. P. 283−326.
- Ельяшевич Г. К., Козлов А. Г., Господинова Н., Мокрева П., Терлемезян JI. Микропористые пленки из полиэтилена с проводящим полимерным слоем // Высокомолекекулярные соединения. Б. 1997. Т. 39. № 4. С. 762−763.
- Розова Е.Ю., Полоцкая Г. А., Козлов А. Г., Ельяшевич Г. К., Блега М., Кудела В. Исследование свойств слоев полипиррола на микропористой пленке полиэтилена // Высокомолекулярные соединения. А. 1998. Т. 40.6. С. 914−920.