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

Различают в основные МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр.: монолитные (сплошные, диффузионные), проницаемость которых 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 около 0,25% общей толщины МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр.).

Имеются также составные (композитные) МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр., состоящие из основы (обычно пористой мембраны), на к-рую нанесен один или несколько селективных слоев (монолитных или мелкопористых), отличающихся по химический природе от материала подложки. Их изготовляют с целью повышения прочности мембран и придания им проницаемости для определенных компонентов разделяемой смеси. Динамические МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. образуются, когда на поверхность пористой основы подается разделяемая смесь, содержащая диспергир. частицы, например 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 МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. характерна диффузионная проницаемость, для пористых - фазовая (т. е. через поры проходит вещество в виде газообразной или жидкой фазы).

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

Пористые МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ р. получают: 1) формованием из растворов полимеров по мокрому способу или испарением из сформованных жидких пленок (нитей) растворителя; в последнем случае в формовочный раствор предварительно вводят осадитель, давление паров которого ниже, чем у растворителя (метод спонтанного гелеобразования); с удалением растворителя раствор распадается на фазы, в результате чего образуется пористая структура; 2) из монолитных полимерных МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр.-вытягиванием их в спец. условиях; облучением тяжелыми атомными ядрами или ионами с последующей УФ облучением, окислением и удалением продуктов деструкции (получают так называемой ядерные МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр.); выщелачиванием определенных фракций (метод используется и в производстве стеклянных пористых пластин). Крупнопористые МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ р. готовят спеканием металлич. порошков и полимерных материалов.

Асимметричные МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ р. получают, создавая разные условия затвердевания полимера в поверхностном слое и в остальной массе мембраны. Например, с поверхности жидкой пленки (нити) сначала испаряют растворитель, а затем ее погружают в осадитель (сухо-мокрое формование).

Составные МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. изготовляют нанесением на пористую подложку из полимера, стекла, керамики или др. тонкого (одного или несколько) слоя полимера (например, погружением подложки в раствор полимера, поливом его, межфазной поликонденсацией или полимеризацией мономеров в низкотемпературной плазме, напылением).

Наиб. распространенная форма МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр.-пленка, формуемая на машинах ленточного или барабанного типа. Для повышения механические прочности и стабильности формы изготовляют на пористых подложках, например тканях, сетках, нетканых материалах. Пленочные МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. используют: в плоскокамерных аппаратах (типа фильтр-пресса) и рулонных; тонкие полимерные пленки осаждают на внутр. поверхности пористых трубок (несколько 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 МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. для разделения газовых смесей (например, 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 растворов высокомол. соединение, в том числе биологически активных, молока и соков в микробиологическое, мед., пищевая промышлености; для изготовления массообменников мед. назначения (гемодиализаторы, окси-генаторы крови).

В процессе эксплуатации поверхность мембран загрязняется, что приводит к ухудшению основные показателей (производительность и селективность) мембранного разделения. Поэтому МЕМБРАНЫ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕр. подвергают очистке различные способами, например: обработкой поверхности эластичной губкой (часто с применением моющих ср-в), полиуретановыми шарами и др., не оказывающими абразивного воздействия; воздействием тур булентного потока жидкости (разделяемой или моющей); промывкой газожидкостной эмульсией (обычно смесью воды и воздуха), разбавленый растворами кислот или щелочей, ПАВ или др.; продувкой сжатым воздухом (особенно микрофильтров); воздействием электрический, магн. и ультразвуковых полей.

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

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей