Спосіб одержання композиційних полімерних мембран

Спосіб одержання композиційних полімерних мембран, який включає формування на полімерній 3 P. 1-11), згідно з яким на попередньо одержаний тонкий щільний поверхневий шар наносять розчин сульфонованого поліетеретеркетону у суміші розчинників з отриманням пористої полімерної мембрани-підкладки мокрим фазоінверсійним процесом. Отримана композиційна полімерна мембрана характеризується підвищеною міцністю внаслідок ефективного підсилення пористої мембранипідкладки щільним поверхневим шаром. Проте ця композиційна мембрана за полімерним матеріалом і властивостями не придатна для застосування в медико-біологічних цілях. Найбільш близький до винаходу є спосіб одержання композиційних полімерних мембран (Вороніна H.I., Нігматуллін P.P., Брик М.Т., Толмачов О.В. Модифікування пористих полімерних мембран плівками Ленгмюра-Блоджетт //Функціональні матеріали. - 1995. - Т. 2. - №3. - С. 327-330), який включає формування на полімерній мембраніпідкладці тонкого поверхневого шару осадженням з розчину полімерів і подальше випаровування розчинника. Тонкий поверхневий шар одержували осадженням моношарів, які формували з розчину полімерів на поверхні води, багаторазовим контактуванням їх з мембраною-підкладкою. Як полімерні мембрани-підкладки були використані мембрани з ароматичних поліамідів та регенерованої целюлози, а розчин полімерів готували розчиненням біанкерних олігомерних сполук і полівінілбутиралю у суміші хлороформу з метанолом. Однак цей метод є багатостадійним, а отримані композиційні полімерні мембрани придатні лише для процесів баромембранного розділення, що не дозволяє їх використовувати як дифузійно-діалізні мембрани для медико-біологічних цілей. В основу винаходу поставлено задачу розробити спосіб одержання композиційних полімерних мембран, у якому використання нових полімерних мембран-підкладок та нового полімерного розчину забезпечило б формування тонкого поверхневого шару на поверхні мембрани-підкладки та міцне їх з'єднання, що дозволить здійснювати процес в одну стадію, спростити технологію одержання мембран з можливістю направленого регулювання їх властивостей, придатних для використання як діалізно-дифузійні мембрани у медицині, біохімії та фармації. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання композиційних полімерних мембран, який включає формування на полімерній мембрані-підкладці тонкого поверхневого шару осадженням з розчину полімерів і подальше випаровування розчинника, згідно з винаходом, осадження тонкого поверхневого шару здійснюють одноразовим контактуванням мембрани-підкладки з поверхнею розчину полімерів, а як полімерні мембрани-підкладки використовують гідрогелі на основі кополімерів гідроксіетилметакрилату (ГЕМА) з полівінілпіролідоном (ПВП), а розчин полімерів готують розчиненням аліфатичного поліаміду і полівінілпіролідону у суміші мурашиної кислоти з водою, при такому співвідношенні компонентів, % мас.: аліфатичний поліамід 0,744,75 полівінілпіролідон 0,010,25 94173 4 мурашина кислота 79,5083,10 вода 15,5016,15. Використання нової полімерної мембранипідкладки і розчину полімерів нового складу, коли об'ємна гідрогелева мембрана виступає також як водна осаджувальна ванна для поліаміду, спричинює осадження суміші аліфатичного поліаміду і ПВП при їх контактуванні, що дає змогу одержати композиційні полімерні мембрани зі зміцненим селективним тонким поверхневим шаром. Це забезпечує формування селективно-дифузійних композиційних полімерних мембран з тонким поверхневим шаром з можливістю направленого регулювання їх властивостей, що дозволить використовувати їх для розділення і концентрування високомолекулярних речовин у медицині, біохімії та фармації, зокрема як (гемо)діалізні мембрани і лікувальні протиопікові, антисептичні, антибактеріальні пов'язки ранозагоювальної та профілактичної дії. Для одержання композиційних полімерних мембран як полімерні мембрани-підкладки використовували попередньо сформовані гідрогелеві мембрани на основі кополімерів ГЕМА з ПВП, які характеризуються вмістом води 45... 61 % мас. (Пат. України № 2134. Спосіб одержання полімерних гідрогелів. Суберляк О.В., Скорохода В.Й. Опубл. 15.12.93. - Бюл. №4, Мельник Ю.Я., Галишин О.З., Скорохода В.Й., Суберляк О.В. Гідрогелеві мембрани на основі кополімерів полівінілпіролідону. Особливості технології формування //Хімічна промисловість України. - 2009.- № 4 (93).С. 26-31). Для одержання розчинів полімерів для формування тонкого поверхневого шару були використані: аліфатичний поліамід (ПА-6 (ТУ 6-06-С 143-84)); ПВП (ТУ 64-9-03-86); мурашина кислота (ГОСТ 5848-73); вода дистильована (ГОСТ 670972). Фізико-механічні властивості мембран визначали методом прориву плівки, закріпленої в кільцеподібному затискачі, під дією штирового індентора, згідно з відомою методикою (ТУ 42-2.11-0589. - C. 11). Коефіцієнт проникності мембран (α) для натрію хлориду визначали за допомогою лабораторного діалізатора згідно з відомою методикою (Дубяга В.П., Перепечкин Л.П., Каталевский Е.Е. Полимерные мембраны.- М.: Химия, 1981. - С. 61). Спосіб здійснювали так. Готували розчин аліфатичного поліаміду і ПВП у суміші мурашиної кислоти з водою. Для одержання композиційної полімерної мембрани здійснювали контактування гідрогелевої мембрани-підкладки з поверхнею отриманого розчину. У результаті на її поверхні осаджувався тонкий шар полімеру на основі суміші аліфатичного поліаміду з ПВП, після чого випаровували розчинник при температурі 70...90 °С. Одержані композиційні полімерні мембрани перед визначенням властивостей гідратували протягом 24 год. у дистильованій воді. Приклад 1. Готували розчин такого складу: 0,74 % мас. ПА-6; 0,01 % мас. ПВП; 83,10 % мас. мурашиної кислоти і 16,15 % мас. води (табл. 1). Здійснювали контактування гідрогелевої мембрани-підкладки з водовмістом 45 % з поверхнею отриманого розчи 5 94173 ну і після осадження на її поверхні тонкого шару полімеру розчинник випаровували. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. Приклад 2. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин, як у прикладі 1, який осаджували на поверхні гідрогелевої мембрани-підкладки із водовмістом 48 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. Приклад 3. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин такого складу: 0,95 % мас. ПА-6; 0,05 % мас. ПВП; 82,85 % мас. мурашиної кислоти і 16,15 % мас. води та гідрогелеву мембрану-підкладку із водовмістом 48 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. Приклад 4. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин такого складу: 1,47 % мас. ПА-6; 0,03 % мас. ПВП; 82,45 % мас. мурашиної кислоти і 16,15% мас. води та гідрогелеву мембрану-підкладку із водовмістом 48 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. 6 Приклад 5. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин такого складу: 4,75 % мас. ПА-6; 0,25 % мас. ПВП; 79,50 % мас. мурашиної кислоти і 15,50 % мас. води та гідрогелеву мембрану-підкладку із водовмістом 48 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. Приклад 6. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин, як у прикладі 1, який осаджували на поверхні гідрогелевої мембрани-підкладки із водовмістом 53 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. Приклад 7. Композиційну полімерну мембрану одержували аналогічно, використовуючи розчин, як у прикладі 1, який осаджували на поверхні гідрогелевої мембрани-підкладки із водовмістом 61 %. Властивості отриманої композиційної полімерної мембрани наведено у табл. 2. За більших концентрацій розчинів полімерів для формування композиційних полімерних мембран, ніж ті, які заявлені, погіршуються їх дифузійні властивості, а за менших концентрацій розчинів полімерів - міцнісні властивості. Таблиця 1 Склади розчинів для одержання композитних полімерних мембран Компоненти ПА-6 ПВП Мурашина кислота Вода 1 0,74 0,01 83,10 16,15 Вміст компонентів, % мас. 3 4 5 0,95 1,47 4,75 0,05 0,03 0,25 82,85 82,45 79,50 16,15 16,05 15,50 2 0,74 0,01 83,10 16,15 6 0,74 0,01 83,10 16,15 7 0,74 0,01 83,10 16,15 Таблиця 2 Властивості композиційних полімерних мембран Властивості Міцність при розтягуванні, р, МПа Відносне видовження при розриві, р, % Коефіцієнт діалізної проникності* для NaCl, , моль∙м-2∙год-1 1 0,80 108 Композиційна полімерна мембрана 2 3 4 5 6 0,70/0,40 0,79 0,87 0,95 0,54 134/235 125 112 98 154 7 0,38 125 1,19 1,46/1,92 1,80 1,08 0,72 0,34 1,64 * - товщина мембран 200 мкм; / - у знаменнику - для гідрогелевої мембрани-підкладки Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601