Отработка научных основ технологии получения функциональных мембран калиброванной пористости (трековых мембран) с управляемой наноструктурой на основе термо- и химически стойких полимерных материалов

Целью работ первого этапа был выбор направления исследований по отработке научных основ технологии получения функциональных мембран калиброванной пористости (трековых мембран с размерами пор 30-500 нм) с управляемой наноструктурой на основе термо- и химически стойких полимерных пленок.
Для этого проводился анализ научно-технической литературы и патентные исследования, по результатам которых были выбраны методики облучения и химического травления полимерных пленок для получения трековых мембран с порами переменного профиля, обеспечивающими повышенную производительность. Было подтверждено, что для изготовления функциональных трековых мембран перспективными материалами являются: полиимид, полипропилен, полиэтилентерефталат и полиэтиленнафталат.
Сопоставление ожидаемых показателей трековых мембран на основе термо- и химически стойких полимерных материалов с существующими характеристиками изделий-аналогов показало, что разрабатываемые трековые мембраны позволяют повысить эффективность процессов мембранного разделения и расширить области применения трековых мембран. Расчет ориентировочной экономической эффективности от внедрения новых типов трековых мембран показал их конкурентноспособность и перспективность.
Определена общая методика разработки научных основ технологии получения функциональных мембран калиброванной пористости, и выбрана схема технологического процесса. Установлено, что наиболее перспективными полимерами для производства трековых мембран являются полипропилен, полиэтилентерефталат, которые выгодно отличаются от полиимида и полипропилена простотой и экологичностью технологического процесса изготовления термо- и химически стойких трековых мембран.
Отмечена возможность использования получаемых в ходе выполнения контракта трековых мембран в системах получения плазмы крови и топливных элементах.

Целью работ второго этапа была разработка научных основ технологии получения трековых мембран с управляемой наноструктурой на основе термо- и химически стойких полимерных материалов (пленок).
Для выполнения поставленных задач были модернизированы опытно-экспериментальные установки облучения и травления треков в термо- и химически стойких полимерах: полиэтилентерефталата полиэтиленнафтала, полипропилена, полиимида.
Полученные образцы трековых мембран были подвергнуты комплексным исследованиям, включавшим: исследования производительности по жидкостям и газам, термической и химической стойкости, электроповерхностных свойств, структуры поровой системы методами атомно-силовой микроскопии и математического моделирования.
На основании полученных результатов выбраны пути оптимизации эксплуатационных свойств трековых мембран из термо- и химически стойких полимерных пленок и типы мембран, наиболее адаптированных к современным системам очистки и разделения жидкости и газов.

Были усовершенствованы линии облучения и травления облученных пленок для получения термо- и химически стойких трековых мембран из полиэтилентерефталата и полиэтиленнафталата.
  Были проведены испытания и показана эффективность применения опытно-лабораторных образцов композитных трековых мембран в составе фильтров для пламафереза,
  Проведены испытания опытно-лабораторных образцов композитных трековых мембран на основе термо- и химически стойких полимеров и показана их эффективность для применения в составе топливных элементов; проведены испытания опытно-лабораторных образцов трековых мембран .

Были выбраны пути создания наноструктурированных ПЭТФ и ПЭНФ мембран высокой удельной производительности
  Полученные образцы асимметричных ТМ из ПЭТФ и ПЭНФ представляют особый класс композитных мембран. Диаметры пор тонкого селективного слоя лежали в диапазоне 30 – 500 нм.
  Полученные образцы асимметричных ТМ из ПЭТФ и ПЭНФ были испыта-ны и показали эффективность применения в процессах плазмафереза.
  По результатам проведенных работ подана заявка на патент «Пористая мем-брана и способ ее получения» № 2008124162 от 05.07.2008.