Матрица - мембрана
Cтраница 4
Обсудим проблему селективности процесса в полимерных мембранах. Столь большое число факторов, влияющих на проницаемость чистых газов, очевидно, скажется на селективности процесса. При разделении газовых смесей в общем случае необходимо учитывать взаимное влияние диффузионных потоков компонентов в мембране, при этом основные сорбционные и диффузионные характеристики процесса оказываются сложной функцией состава газовой смеси. Небольшая примесь сильносорбируемого компонента, который отличается специфическим взаимодействием с веществом матрицы мембраны или одним из прочих компонентов смеси, может радикально изменить проницаемость всех компонентов, поэтому принцип аддитивности при определении общего потока через мембрану и оценку селективности процесса на этой основе следует проводить с большой осторожностью. [46]
 |
Интегральное ( а и дифференциальное ( б распределения пор по значению эффективных радиусов. [47] |
На рис. 2.1 в качестве примера показаны интегральная / ( г) и дифференциальная fv ( r) кривые распределения пор по эффективным радиусам г для тела с непрерывным спектром пор от Гтт до гтах и резко выраженным максимумом при г25 А. Такова модельная структура, характерная для пористых стекол. Интегральная кривая позволяет судить об изменении относительного объема пор ( на единицу объема или массы пористой матрицы); дифференциальная кривая дает представление о количественном распределении пор определенного размера. Следует отметить, что структурные и дифференциальные кривые характеризуют не реальные полости матрицы мембраны, а их модельное представление в виде сфер, цилиндров и других геометрических форм. [48]
Мауро [44] впервые указал еще на одно свойство биполярных мембран, которое нами до сих пор не было рассмотрено. Если переход от одного элемента мембраны к другому осуществляется достаточно резко, фиксированные заряды на границе элементов могут нейтрализовать друг друга, так что условие электронейтральности будет выполняться и в отсутствие противоионов. Эта область пространственного заряда сходна по свойствам с областью р - тг-переходов в полупроводниках. В то же время распределение электростатического потенциала на границе мембрана - раствор связано с иной областью пространственного заряда ( двойной электрический слой), которая простирается и в матрицу мембраны. Мауро занимался подробным изучением таких переходных областей в биполярных мембранах, основываясь на классическом методе Шокяея, который применяется для исследования р - - переходов и является результатом распространения закона Пуассона - Болъцмана на системы, в которых присутствуют фиксированные заряды. [49]
Мауро [44] впервые указал еще на одно свойство биполярных мембран, которое нами до сих пор не было рассмотрено. Если переход от одного элемента мембраны к другому осуществляется достаточно резко, фиксированные заряды на границе элементов могут нейтрализовать друг друга, так что условие электронейтралыюсти будет выполняться и в отсутствие противоионов. Эта область пространственного заряда сходна по свойствам с областью р - - переходов в полупроводниках. В то же время распределение электростатического потенциала на границе мембрана - раствор связано с иной областью пространственного заряда ( двойной электрический слой), которая простирается и в матрицу мембраны. Мауро занимался подробным изучением таких переходных областей в биполярных мембранах, основываясь на классическом методе Шоклея, который применяется для исследования р - / г-переходов и является результатом распространения закона Пуассона - Больцмана на системы, в которых присутствуют фиксированные заряды. [50]
Сравнение данных, приведенных на рис. 1 и 2, позволяет сделать вывод, что обоснованная оценка предельной температуры эксплуатации мембраны может быть выполнена только на основании исследования ее механических свойств в воде при повышенных температурах. Однако определение прочности и относительного удлинения при различных температурах требует длительного времени. Термомеханические кривые мембран МКРП и МПФС-26, приведенные на рис. 3, имеют вид, характерный для полимолекулярных полимеров. На термомеханической кривой мембраны МПФС-26 имеется перегиб, обусловленный одновременным проявлением высокоэластической и пластической деформаций. Эта закономерность, по-видимому, связана с существованием в матрице мембраны МПФС-26 двух полимерных сеток: несшитой сетки сополимера гексафторпропилена и винилиденфторида и сшитой сетки сополимера стирола и дивинилбен-зола. Это подтверждает, что отклонение от зависимости ( 1) при температуре около 70 вызвано переходом мембран в вязкотекучее состояние. Очевидно, что в электродиализаторах мембраны не могут быть использованы при температурах выше температур их текучести. [51]
Страницы: 1 2 3 4