Новый метод создания химстойких мембран на основе целлюлозы для нанофильтрационного разделения органических сред

В 2015 г. в рамках проекта было проведено исследование фазовых превращений и кинетики осаждения целлюлозных пленок в системах целлюлоза + N-метилморфолин-N-оксид (ММО) и целлюлоза + ММО + добавка в разных осадительных ваннах. С учетом получаемых скоростей осаждения и структуры получаемых пленок были определены оптимальные составы осадительных ванн, представляющие собой 20 - 30%-ные растворы ММО в воде, увеличение температуры осуществления процесса осаждения (до 65°). Введение водорастворимых добавок в растворы целлюлозы в количестве 3% на полимер практически не влияло на ее структуру и скорость высаждения пленок, приводило к повышенной пористости и неоднородности структуры пленок. Кроме того, в рамках проекта была разработана методика получения ассиметричных мембран из 12 - 18%-ных растворов целлюлозы в ММО с использованием порообразующих добавок (хлорид натрия, сульфат натрия) и полиэтиленгликоль (ММ 8000). Использование в качестве среды ванн осаждения (В1) и кондиционирования воды (В3), водных растворов ММО, диметилсульфоксида (ДМСО), спиртов (изопропиловый, этиловый (массовое содержание воды 4%), водно-спиртовых растворов, пропиленгликоля (ПГ) и 10%-ного водного раствора глицерина позволило сформировать образцы различной структуры и морфологии. На основе полученных данных о влиянии природы осадительных ванн на нанофильтрационные свойства мембран были подобраны условия формования ассиметричных мембран на нетканой подложке (целлюлоза 12%, осадительная ванна - водные растворы ММО). Данные образцы были охарактеризованы с точки зрения проницаемости различных растворителей (этанол, пропанол, ацетон) и удерживания анионных красителей с различной молекулярной массой. Проницаемость по ацетону составила 3,22 кг/м² ч атм, что в восемь раз больше проницаемости по пропанолу и в шесть раз больше проницаемости по этанолу. Ранее были получены нанофильтрационные характеристики промышленного целлофана и было показано, что проницаемость по ацетону достигает 0,49 кг/м² ч атм, что гораздо ниже, чем для ассиметричных целлюлозных мембран. Коэффициент задержания анионного красителя Remazol Brilliant Blue R с молекулярной массой 626 Дальтон равен 80%, что немного ниже, чем для коэффициента задержания промышленного целлофана, достигающего 92%.