1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Журнал физической химии
  4. T. 94, № 9, 2020

Журнал физической химии, 2020, T. 94, № 9, стр. 1398-1404

Анализ влияния трансмембранного давления на изменение структурных и транспортных свойств активного и дренажного слоев композитных пленок УПМ-50 и УПМ-100

С. И. Лазарев a, *, Ю. М. Головин a, И. В. Хорохорина a, Д. С. Лазарев a

a Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Тамбовский государственный технический университет
Тамбов, Россия

* E-mail: geometry@mail.nnn.tstu.ru

Поступила в редакцию 01.12.2019
После доработки 04.02.2020
Принята к публикации 11.02.2020

Полный текст (PDF)

Аннотация

Приведены результаты исследования активного и дренажного слоев композитных пленок (мембран) УПМ-50 и УПМ-100 до и после воздействия трансмембранного давления методами ИК-спектров отражения, рентгеновского рассеяния и растровой электронной микроскопии. Установлено, что изменения в ИК-спектре рабочего образца вызваны разрушениями слабых связей С=О…Н–N амидного фрагмента полисульфонамидной пленки. Уменьшение частоты колебания ν (С=О) (на Δν = 20 см–1), свидетельствует о перераспределении электронной плотности между С=О-группами и бензольным кольцом под действием индуктивного эффекта сопряжения, что обуславливает образование заряженных функциональных групп СО–. Наличие групп СО– фрагментируют новую надмолекулярную структуру, стабильность которой осуществляется диполь–дипольным взаимодействием карбониланионов. Рентгеновское рассеяние исходного и рабочего образцов в интервале углов 2θ от 10–35° фиксируется тремя интенсивными рефлексами при углах 2θ ∼ 17.23°, 22.24°, 25.41° от кристаллографических плоскостей ((010), (100) и (110)), соответствующих кристаллической структуре лавсана. Сравнительный анализ приведенных интенсивностей рефлексов от кристаллографических плоскостей (010), (100) и размеров ламелей свидетельствует, что трансмембранное давление инициирует конформационную перестройку кристаллитов с ориентацией кристаллографической оси (b) параллельно плоскости пленки.

Ключевые слова: мембрана, полисульфоноамид, лавсан, конформация, ИК-спектроскопия, рентгеновский спектр

Исследования структуры поверхностного и дренажного слоев композитных мембран и происходящих в них изменений вызванного действием трансмембранного давления в процессе эксплуатации мембран являются в настоящее время актуальной задачей. Авторами работы [1] исследовались теоретические подходы к описанию эффектов асимметрии транспортных характеристик композитных мембран.

В рамках модели однородной “тонкопористой мембраны” предложен новый метод расчета массопереноса через асимметричные мембраны, учитывающий физико-химические свойства отдельных слоев композитных мембран. Показано, что разность эффективных плотностей фиксированных зарядов в слоях композитной мембраны является главным фактором, определяющим степень асимметрии диффузионной проницаемости. В работе [2] методами гидродинамики, электрооптики и компьютерного моделирования исследовались пленкообразующие аддитивный кремний, замещенный полинорборнен и кремний-замещенный полиацетилен. Отмечено, что молекулы исследуемых полимеров имеют неоднородную микроструктуру вследствие энергетически выгодной спирализации регулярных последовательностей мономерных звеньев, причем линейные размеры спиральных фрагментов и величина равновесной жесткости цепей взаимосвязаны.

Представленные результаты исследований показывают, что композитные мембраны имеют разделяющий (активный) слой, состоящий из неоднородной запутанной полимерной сетки, пронизанной извилистыми трансмембранными “туннелями” и нанопорами, заполненными водой [3]. Методом атомно-силовой микроскопии изучена структура и проницаемые свойства поверхности исходных ультрафильтрационных мембран из полисульфона (ПС-100), полиакрилонитрила (ПАН-100) и модифицированных нанесением тонких пленок поливинилпиридина способом Ленгмюра–Блоджетта [4]. Установлено, что нанесение тонких пленок на мембрану ПС–100 приводит к уменьшению удельного выходного потока по воде в два раза, но при этом наблюдается существенное увеличение коэффициента задержания.

Представлен анализ морфологических и структурных свойств формованных ацетатцеллюлозных пленок и мембран с применением сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифракции и термического анализа [5]. Исследовано распределение пор и гидрофильность поверхности электроформованных мембран и отлитых пленок из ацетатацеллюлозы. Результаты показали, что мембраны имеют более равномерное распределение пор по размерам при большем среднем их размере и обладают повышенной степенью кристалличности и лучшей термической стабильностью при сравнении с литыми пленками из ацетата целлюлозы. Оценена набухаемость, толщина и их отношение к водопроницаемости четырех типов полиамидных мембран (SWC4+, ESPA, XLE и BW30) с помощью атомно-силовой микроскопии и ИК-спектроскопии [6]. Отмечено, что эффективность водопроницаемости полиамидов зависит от набухания пленок.

Изучено влияние гамма-излучения на оптические, структурные и химические свойства образцов полимерного материала полиамида-6.6, которые были подвержены облучению гамма-лучами в различных дозах [7]. Результаты, полученные рентгеновскими и спектроскопическими методами, показали сдвиг в сторону поглощения в видимой области для облученных образцов. Анализ рентгенограмм показал увеличение кристаллической природы полимера при более высоких дозах при значительном уменьшении ширины пиков. Исследовано воздействие паров мезофазогенных растворителей на структуру и свойства порошкообразного полимера, где установлено, что модификация полимеров парами мезофазогенных растворителей позволяет управлять структурой и эксплуатационными характеристиками ультрафильтрационных мембран [8]. Установлены значения модуля упругости эритроцитов в зависимости от локализации области индентирования и времени воздействия зондом на поверхность мембраны. Показана существенная зависимость результатов оценки модуля упругости от скорости воздействия индентором на клеточную мембрану.

Методом ИК-спектроскопии установлены особенности механизма поглощения фенилаланина профилированной сульфокатионообменной мембраной со стирол-дивинилбензольной матрицей. Анализ результатов ИК-спектроскопических исследований показал, что в основе взаимодействия в системе сорбент–сорбат лежит ионообменная сорбция по реакциям протонирования с присоединением противоиона водорода к карбоксильной группе аминокислоты и ионного обмена с вытеснением иона водорода в равновесный раствор [9].

Разработана, с использованием стохастического моделирования, комплексная модель структуры набухающих ионных мембран, рассматриваемых в качестве сетчатых структур, в которых макромолекулы взаимодействуют в основной цепи и по ионным группам [10]. При этом сделанные предположения хорошо согласуются с экспериментальными данными при исследовании рентгеновского рассеяния в больших углах. Получены нанокомпозитные мембраны (МБ) из Nafion 117 и систематического ряда органически функционализированных алкоксидов кремния, а физическая структура исследована методами малоуглового и большеуглового рентгеновского рассеяния [11]. Изучен процесс переносов гидрофобных жидкостных мембран с помощью малоуглового рентгеновского рассеяния [12]. Результаты экспериментов позволили получить некоторые представления о динамике переноса через мембраны, содержащие мицеллы АОТ, такие как центры локализации аминокислоты и зарядов в обратных мицеллах.

Исследованы пленки из регенерированной целлюлозы, которые подвергали окислению раствором ТЕМПО–NaBr–NaClO, затем методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии определено образование функциональных групп и оценено их влияние на адгезию при ламинировании тонкого слоя (<10 мг/м2) поливиниламина на целлюлозе, где найдена прямая зависимость между адгезией и содержанием альдегидных и полуацетальных групп в целлюлозе [13].

Проведенный анализ работ [1–13] по оценке структурных и транспортных свойств композитных мембран методами колебательной спектроскопии, рентгеновского рассеяния и растровой электронной микроскопии, позволил оценить значимость поверхностного и дренажного слоев в процессах мембранного разделения растворов и их зависимость от трансмембранного давления. Поэтому, целью данной работы явился анализ влияния трансмембранного давления и диффузии пермеата на структурные и транспортные свойства композитных мембран УПМ-50 и УПМ-100 с активным полисульфоноамидным и дренажным лавсановым слоями методами колебательной спектроскопии, рентгенодифрактометрии в больших углах рассеяния и растровой электронной микроскопии.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Экспериментальные исследования проводились на образцах промышленных мембран УПМ-50 и УПМ-100, основные характеристики которых приведены в табл. 1. ИК-спектры регистрировались от поверхности активного слоя исходного и рабочего образцов на ИК-фурье-спектрометре FT/IR-6200 (Япония) с использованием микроприставки для неполного внутреннего отражения (НПВО). Сканирование осуществляли в диапазоне волновых чисел от 699 до 4000 см–1. Время накопления сигнала – 3 мин.

Таблица 1.  

Характеристики полисульфоновых композиционных ультрафильтрационных мембран

Марка мембраны УПМ-50 УПМ-100
R, % 95 95
Р, МПа 0.1 0.1
J, дм3/м2ч 72 840
dп, мкм 0.005 0.01
Материал подложки Нетканый лавсан

Обозначения: R – коэффициент задержания мембраны; P – трансмембранное давление; J – удельный выходной поток; dп – средний диаметр пор.

Рентгеноспектральные измерения выполнялись со стороны подложки на дифрактометре ДРОН-3 в автоматическом режиме, поддерживаемом программным пакетом Lgraf-2 и Difwin с записью на ПК в области больших углов 2θ от 8° до 45° в геометрии на отражение со стороны подложки. Использовалось излучение CuKα (λ = = 0.1542 нм). Монохроматизация обеспечивалась Ni-фильтром. Обработка спектральной информации для визуализации и построения графиков выполнялась в пакете программы Оrigin 7.5.

Кристалличность (РСК, %) рассчитывалась из соотношения между площадью под кристаллическими рефлексами и общей площадью под всей кривой рентгеновского рассеяния по формуле

(1)
${\text{РСК}} = 100\% \frac{{\sum ({{S}_{{{\text{кр}}1}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}2}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}3}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}4}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}5}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}6}}})}}{{\sum ({{S}_{{{\text{кр}}1}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}2}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}3}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}4}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}5}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{кр}}6}}} + {\text{\;}}{{S}_{{{\text{ам}}}}})}}.$

Размеры кристаллитов определяли по соотношению Селякова–Шеррера вдоль кристаллографических осей a и b [14]

(2)
${{L}_{{{\text{окр}}}}} = \frac{{k\lambda }}{{{\beta }\cos 2{\theta }}}.$

Приведенные интенсивности рефлексов рассчитывали по отношению к суммарной интенсивности под всей кривой рассеяния в углах дифракции 2θ от 10° до 35°. Поверхности подложек ультафильтрационных образцов мембран УПМ-50 и УПМ-100 исследовались методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) на приборе SUPRA 60VP фирмы CarlZeiss воздушно-сухих образцов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Для удобства интерпретации ИК-фурье-спектров кривые сдвинуты по вертикальной оси и приведены в двух интервалах частот от 700–1800 см–1 и 2700–4000 см–1, для одной мембраны УПМ-50 из-за их идентичности. Сравнения ИК-спектров (рис. 1а) в области частот 700–1800 см–1 свидетельствуют, что, несмотря на резкое уменьшение интенсивности и отсутствие дополнительных полос поглощения в рабочем образце, вызванное осадочным слоем, наблюдается совпадение частот некоторых функциональных групп сополимеров [15–17].

Рис. 1.

ИК-спектры диффузного отражения от поверхности полисульфоноамидной мембраны УПМ-50: a – исходного образца; б – рабочего образца.

Учитывая строение ароматических сульфонамидов в ИК-спектрах регистрируются скелетные колебания углерод–углеродных связей (–С=С–) бензольного кольца с ν = 1526 см–1 и 1501 см–1; валентные колебания сульфоно– и сульфонамидных групп –(S=O,SO3) с ν = 1106, 1147, 1186, 1262, 1321 см–1; деформационные колебания метиленовых и метильных (СН2, СН3) групп с частотами ν = 719 см–1 (маятниковые колебания) и ν = = 1397 см–1 (веерное колебание); колебания мостиковых связей (С–S–C, С–O–C) с ν = 972 см‒1, ν = 1016 см–1 соответственно. Однако в ИК-спектрах проявляются характерные изменения в области колебаний карбонильных групп (С=О) (полоса амид I вторичного амида), частота которой смещается от 1650 до 1630 см–1 (Δν = 20 см–1) по сравнению с исходным образцом (“красный сдвиг”), при этом полоса поглощения деформационных колебаний групп N–H (полоса амид II) с максимумом ν = 1589 см–1 остается несмещенной. Полоса поглощения валентных колебаний N–H связей в ИК-спектре рабочего образца смещается в область высоких частот от 3321 до 3338 см–1 (Δν = 16 см–1), практически без изменения интенсивности (см. рис. 1б). Смещение частоты Δν валентных колебаний НN-групп в область высоких частот свидетельствует о нарушении (разрыве) водородной связи C=O……HN. Колебания метильных и метиленовых групп авторы объясняют изменением электрического поля вокруг этих групп, но не образованием слабых водородных связей, поскольку химическая структура этих групп не предполагает этого взаимодействия. Пики 3321 см–1 и 3338 см–1 отнесены к вторичным амидам – характерной особенностью полисульфонамидов является группа NH–SO2.

Известно, что взаимодействия карбонильных и амидных групп (С=О…Н–N) формируют надмолекулярную структуру полисульфонамидов. Тогда изменения в ИК-спектре рабочего образца можно объяснить разрушениями С=О…–…Н–N-связей амидного фрагмента, что повышает локальную конформационную подвижность бензольного кольца вокруг мостиковых связей С–О–С полимерной цепи, инициируя структурную перестройку полимера на надмолекулярном уровне. Значительное уменьшение частоты колебания С=О (Δν = 20 см–1) однозначно свидетельствует о перераспределении электронной плотности между С=О-группой и бензольным кольцом под действием индуктивного эффекта сопряжения. Следовательно появляются области с повышенной локальной концентрацией заряженных функциональных групп СО– карбониланионов [18].

Наличие групп СО– приводит к фрагментированию новой надмолекулярной структуры, стабильность которой осуществляется диполь–дипольными взаимодействиями карбониланионов. При этом нельзя не отметить изменения симметрии электростатического поля в структуре полисульфонамида, результатом которых является снятие вырождения асимметричного валентного колебания метильной СН3-группы. Отметим, что в ИК-спектре исходного образца регистрируются две полосы поглощения с νсм = 2881 см–1 и νасм = = 2935 см–1 в суперпозиции с СН2-группой, а в образце после работы – три – νсм = 2849 см–1, νасм = 2921 см–1 и νасм = 2957 см–1 (рис. 1б). Полосы поглощения с частотами (781, 834, 866, 890 см–1) функциональных групп замещения в бензольном кольце (С–О, С–Н) и колебания кольца в ИК-спектре рабочего образца не проявляются, очевидно, вследствие внутримолекулярной циклизации и, возможно, принципа запрета (см. рис. 1б). Таким образом, активный полисульфонамидный слой мембран УПМ-50 и УПМ-100 в процессе разделения раствора методом ультрафильтрации (воздействия трансмембранного давления) подвержен структурным изменениям как на молекулярном, так и на надмолекулярном уровнях, влияя на транспортные свойства композитных мембран.

Кривые интенсивности рентгеновского рассеяния исходного и рабочего образцов, исправленные на фоновое рассеяние и приведенные к нулевой базовой линии, представлены в интервале углов рассеяния 2θ от 10°–35° на (рис. 2, 3). На рентгенограммах четко фиксируются на фоне аморфного гало три интенсивных рефлекса при углах 2θ ∼ 17.23°, 22.24°, 25.41°, что указывает на наличие кристаллографической текстуры полимерного дренажного слоя мембран, который по техническим данным является лавсаном. Лавсан – (ПЭТФ), получаемый из двухатомного спирта этиленгликоля C2H4(OH)2 путем поликонденсации в вакууме при высоких температурах с добавлением терефталевой кислоты C8H6O4, обозначается химической формулой (С10Н8О4)n.

Рис. 2.

Кривые интенсивности рентгеновского рассеяния мембраны УПМ-50: a – исходного образца; б – рабочего образца (номера пиков 1, 2, 3 – соответствует рефлексам от плоскостей (010), (110) и (100)).

Рис. 3.

Кривые интенсивности рентгеновского рассеяния мембраны УПМ-100: a – исходного образца; б – рабочего образца (номера пиков 1, 2, 3 – соответствует рефлексам от плоскостей (010), (110) и (100)).

Кристаллическая структура лавсана имеет триклинную элементарную ячейку с параметрами a = 0.45 нм, b = 0.59 нм и c = 10.7 нм, а регистрируемые рефлексы совпадают с рассеянием первого порядка от кристаллографических плоскостей элементарной ячейки лавсана (010), (100) и (110) [19, 20]. Прежде всего, отметим существенное перераспределение интенсивностей рефлексов в рабочих образцах и незначительные изменения углов дифракции от кристаллографических плоскостей (010) и (100). Подобные изменения, следуя формальной логике [21], свидетельствуют об эволюции кристаллографической текстуры. Для количественной оценки микроструктурной перестройки в полимерном слое определены, параметры кристаллитов, РСК % и приведенные интегральные интенсивности пиков, соответствующих кристаллографическим плоскостям (100), (010). Числовые значения микроструктурных параметров сведены в табл. 2.

Таблица 2.  

Структурные микропараметры исходных и рабочих образцов ультрафильтрационных мембран типа УПМ-50, УПМ-100

Структурные параметры Исходный образец Рабочий образец
$2\theta _{1}^{^\circ }$ $2\theta _{3}^{^\circ }$ $2\theta _{1}^{^\circ }$ $2\theta _{3}^{^\circ }$
УАМ-50
2θ° 17.23 25.41 17.32 25.82
d, нм 0.57 0.389 0.569 0.383
I, % 9 8 13 34
Lокр, нм 4.0 5.4 9.1 7.4
РСК, % 33 55
УАМ-100
2θ° 17.64 25.91 17.53 25.94
d, нм 0.563 0.385 0.563 0.38
I, % 5 14 1 13
Lокр, нм 9.1 7.4 13.0 7.5
РСК, % 44 63

Обозначения: 2θ°– угол дифракции, $2\theta _{1}^{^\circ }$ – угол дифракции для первого пика кривой интенсивности рентгеновского рассеяния, $2\theta _{3}^{^\circ }$ – угол дифракции для третьего пика кривой интенсивности рентгеновского рассеяния, d – дебаевский параметр, I – интегральная приведенная интенсивность, Lокр – размеры кристаллов; РСК – кристалличность.

Рентгеновскую степень кристалличности определяли методом деконволюции [22], который позволяет сымитировать профиль кривой рентгеновского рассеяния несколькими функциями Гаусса. В нашем случае профиль кривой интенсивности сымитирован сверткой семью функциями Гаусса с коэффициентом регрессии R2 = = 0.998 для всех кривых (см. рис. 2, 3). Профиль кривой включает три основных пика: (010) (1), (110) (2), (100) (3); три дополнительных дифракционных пика, которые идентифицируются с кристаллографическими плоскостями: (0 –1 1) при 2θ = 16°, (–1 1 1) при 2θ = 21° и (1 –1 1) при 2θ = 28°, маскирующимися в основных рефлексах, и широкий пик, представляющий собой некристаллическое отражение (аморфную фазу). Значения РСК % (см. табл. 2) свидетельствуют, что трансмембранное давление и диффузия ретентата через дренажный слой увеличивает кристалличность лавсановой пленки для мембраны УПМ-50 с 33 до 55% и мембраны УПМ-100 – с 44 до 63%.

Известно, что полукристаллические полимерные волокна или изделия на молекулярном уровне состоят из высокоупорядоченных кристаллических сегментов разделенных относительно неустойчивыми аморфными областями [23, 24]. На рис. 4 представлена микрофотография полимерного дренажного слоя мембран с кратностью увеличения микрофотографии в 300 раз. Данная кратность выбрана из условия достаточно четкого различия волокон и аморфной части на микрофотографии мембраны. На микрофотографии (рис. 4) стрелками выделены структурные единицы волокон и фазовые области с различными характеристиками, где показано: 1 – волокно; 2 – аморфная часть.

Рис. 4.

Микрофотография полимерного дренажного слоя полисульфонамидной мембраны: 1 – волокно, 2 – аморфная часть.

Волокна сложены беспорядочно, полностью отделены друг от друга, их поперечные размеры менее 45 мкм. Структурной единицей этих волокон являются микрофибриллы с монокристаллическими слоями (ламели–кристаллиты), разделенными аморфной частью проходных цепей молекул. Поэтому основные виды деформации развиваются в аморфных областях, вызывая вращение ламелей (кристаллитов) [24].

Сравнительный анализ (см. табл. 2) приведенных интенсивностей показывает увеличение интенсивности рефлекса от кристаллографической плоскости (010) в 1.125 раза больше, чем от плоскости (100) для исходного образца УПМ-50 мембраны, а для рабочего, напротив – от плоскости (100) в 2.6 раза больше чем от плоскости (010). Поскольку, дифрактограммы регистрировались по методу “на отражение”, то можно утверждать, что 9% кристаллитов исходного образца мембраны УПМ-50 ориентированы плоскостью (010) параллельно поверхности полимерной пленки, а 8% – (100) плоскостью. Однако в рабочем образце 13% кристаллитов ориентированы плоскостью (010) и 34% плоскостью (100) параллельно поверхности пленки (см. табл. 2). Следовательно, механические воздействия на мембрану инициируют конформацию кристаллитов с преимущественной ориентацией кристаллографической оси (а) перпендикулярно плоскости мембраны.

В мембране УПМ-100 наблюдается увеличение интенсивности рефлексов от плоскости (100) в 2.8 для исходного и в 13 раз рабочего образцов по отношению к интенсивности рефлексов от (010) плоскости. Следовательно, в образцах УПМ-100 мембраны количество кристаллитов, ориентированных плоскостью (100) параллельно поверхности пленки в рабочем образце увеличивается в 4.6 раза с 1 до 13% (см. табл. 2). В этом случае “кротова нора” (межплоскостное расстояние между кристаллографическими плоскостями (100)) ориентирована параллельно плоскости пленки с уменьшением брегговского параметра на 0.005 нм.

При этом изменяется характер и полуширина рефлексов. Размеры кристаллитов в направлении оси (b) по отношению к оси (а) больше в 1.23 для УПМ-50, а для УПМ-100 в 1.73 раза (см. табл. 2). Анизотропное увеличение размеров кристаллитов свидетельствует о развитии молекулярной ориентации предпочтительно в направлении оси (b) кристалла, что связано с более сильным межмолекулярным взаимодействием макромолекул между плоскостями (010), чем между (100) [25]. Таким образом, в соответствии с рентгеноструктурными данными можно утверждать, что действие трансмембранного давления приводит к изменению надмолекулярной структуры дренажного слоя мембран. Кристаллографическая ось (b) кристаллитов и цепи макромолекул при этом ориентируются преимущественно параллельно поверхности пленки. При снятии трансмембранного давления с образцов пленок, кристаллическая структура замораживается, т.е. в полимерных мембранах на основе лавсана возникает явление гистерезиса.

Таким образом, выполненные исследования по анализу структурных и транспортных свойств ультрафильтрационных полисульфоноамидных композитных мембран методами колебательной спектроскопии, рентгенодифрактометрии и растровой электронной микроскопии позволяют сделать следующие выводы:

1) процесс разделения раствора методом ультрафильтрации изменяют структуру полисульфонамидного слоя мембран вида УПМ-50 и УАМ-100 вследствие разрушения (С=О…Н–N)-связей амидного фрагмента. Уменьшение частоты колебания С=О (Δν = 20 см–1) и наличие групп СО– приводит к фрагментированию новой структуры как на молекулярном так и на надмолекулярном уровнях, влияя на транспортные свойства композитных мембран;

2) трансмембранное давление воздействует на образцы мембран, инициирует конформацию кристаллитов дренажного слоя с преимущественной ориентацией кристаллографической оси (b) параллельно плоскости пленки. Наблюдается анизотропный рост кристаллитов. Для УПМ-50 мембраны размеры кристаллита в направлении оси (b) по отношению к оси (а), больше в 1.23, а для УПМ-100 в 1.73 раза (РСК %) полимерной пленки меняется с 33 до 55% и с 44 до 63% соответственно. При этом следует отметить, что кристаллическая структура образцов замораживается, т.е. в полимерных пленках на основе лавсана после снятия трансмембранного давления возникает явление гистерезиса.

Список литературы

  1. Филиппов А.Н., Иксанов Р.Х., Кононенко Н.А. и др. // Коллоидн. журн. 2010. Т. 72. № 2. С. 238.

  2. Евлампиева Н.П., Грингольц М.Л., Зайцева И.И., Рюмцев Е.И. // Высокомолекуляр. соединения. Серия А. 2010. Т. 52. № 7. С. 1318.

  3. Ridgway H.F., Orbell G., Gray S. // J. Membrane Sci. 2017. V. 524. P. 436.

  4. Мельникова Г.Б., Жавнерко Г.К., Чижик С.А. и др. // Мембраны и мембр. технологии. 2016. № 2. С. 144.

  5. Wu S., Qin X., Li M. // J. of Industrial Textiles. 2014. V. 44. № 1. P. 85.

  6. Drazevic E., Kosutic K., Freger V. // Water Research. 2014. V. 49. P. 444.

  7. Gupta S.K., Singh P., Kumar R. // Radiation effects and defects in solids. 2014. V. 169. № 8. P. 679.

  8. Дрозд Е.С., Чижик С.А., Константинова E.Э. // Росс. журн. биомеханики. 2009. Т. 13. № 4. С. 22.

  9. Васильева В.И., Голева Е.А., Селеменев В.Ф. и др. // Журн. физ. химии. 2019. Т. 93. № 3. С. 428.

  10. Termonia Y. // Polymer. 2007. V. 48. № 5. P. 1435.

  11. Ladewig P.P., Knott R.B., Hill A.J. et al. // Chem. Mater. 2007. V. 19. № 9. P. 2372.

  12. Rinaldi R., Volpe P.L.O., Torriani I.L. // J. Colloid and Interface Sci. 2008. V. 318. № 1. P. 59.

  13. Di Flavio J.-L., Pelton R., Leduc M. et al. // Cellulose. 2007. V. 14. № 3. P. 257.

  14. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров: Учебник для вузов. СПб.: СПбЛТА, 1999. 628 с.

  15. Федотов Ю.А., Кирш Ю.Э. // Мембраны. Сер. крит. технологии. 2000. № 5. С. 17.

  16. Углянская В.А., Чикин Г.А., Селеменев В.Ф. и др. Инфракрасная спектроскопия ионообменных материалов. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1989. 208 с.

  17. Агеев Е.П., Матушкина Н.Н., Струсовская Н.Л. // Сорбц. и хроматограф. процессы. 2010. Т. 10. № 4. С. 606.

  18. Панкина Г.В., Чернавский П.А., Казак В.О. и др. // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 9. С. 1409. https://doi.org/10.1134/S0044453718090194

  19. Bellare A., Cohen R.E., Argon A.S. // Polymer. 1993. № 34. P. 1393.

  20. Кудашев С.В., Арисова В.Н., Даниленко Т.И. и др. // Изв. Волгоград. гос. техн. универ. 2013. № 19. С. 81.

  21. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М.: Химия, 1967. 232 с.

  22. Hult E., Iversen J., Sugiyama J. // Cellulose. 2003. № 10. P. 103.

  23. Мамлеева Н.А., Кустов А.Л., Лунин В.В. // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 9. С. 1402. https://doi.org/10.1134/S0044453718090182

  24. Рымкевич П.П., Головина В.В., Макаров А.Г. и др. // Вестн. Санкт-Петербург. гос. универ. технологии и дизайна. Сер. 1. Естеств. и тех. науки. 2017. № 2. С. 43–49.

  25. Huisman R., Heuvel H. // J. Appl. Polym. Sci. 1978. V. 22. P. 943.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Журнал физической химии

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал