Способ получения фильтрующих материалов

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ1. Способ получения фильтрующих материалов, при котором эксгрудирутот потер, распыляют расплав сжатьш воздухом, осаэкцают волокнистую массу с модификатором на формообразующую подложку, охлаждают и отделяют полученный материал, отличающийся тем, что перед распылением расплава полтшера воздух смешивают с модификатором и полученной смесью осуществляют распыление, а в качестве модификатора используют аэрозоль с капельножидкой дисперсной фазой, являющейся растворителем пошшера и образующей комплексные соединения с ионами тяжелых металлов.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют аэрозоль трибутилфосфата.Изобретение относится к технологии изготовления полимерных фильтрующих материалов методом экструзии волокон с последующей их вытяжкой.Известен способ получения нетканого волокнистого материала 1 путем экстРУ 3 Ш 1 ПОЛИМЕра и воздействия на расплав потоком газа (способ шеп-Ыошп). Волокна расплава, увлекаемые(71) Заявитель Институт механики металлополимерных систем АНБ (В)(73) Патентообладатель Институт механики металлополимерных систем АНБ (ВУ)З. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют аэрозоль раствора дитизона в четыреххлористом углероде.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют раствор бензойной кислоты в вазелиновом масле.потоком, вытягиваются, уменьшаясь в диаметре, разрываются на отрезки разливной длины И осаждаются на формообразующие подложку.Такой способ позволяет модифицировать фильтрующий материал только такими компонентами, которые можно перерабатывать экструзией совместно с полимером.Модифицирование материала, получаемого способом шеи-Ыошп, за пределами экструдера осуществляют путем смешивания двух газовых потоков, один из которых несет частицы пшпамерното расплава. а второй - частицы наполнителя 2. Аналогично формируют фильтрующие материалы, содержащие адсорбционные волокна З. Отрезки волокон их полизфиров, полиамидов, целлюлозы и др. длиной 5-6 мм направляют воздушным потоком на вышедший из распылительной головки экструдера поток тазополимерной смеси.Недостатки способов 2,3 - большой расход наполнителей и трудность их адгезионного закрепления на поверхности волокон полимерного расплава.Прототипом изобретения является способ получения нетканого материала путем разДува полимерного расплава 4. Он состоит из операций экструзии полимера, распыления полимерного расплава сжатым тазом,введенния частиц твердого наполнителя в газо-полтшиеръплй поток, направления последнею на формообразующую подложку, охлаждения осажденной на ней волокнистой массы и сьема отверждением материала с подложки.Недостатки прототипа использование модификаторов только в твердой фазе, невысокая надежность адтезионного закрепления частиц наполнителя на полимерных волокнах, невозможность регенерации материалов путем замены твердых частиц на волокнистой пошамерной основе после выработки ими сорбционного ресурса в процессе работы фильтра.Задачи, на решение которых направлено заявляемое изобретение, состоят в снижении расхода модификаторов пошшертшх фитгьтруюптих материалов, использовании модификаторов в жидкой фазе, повышении надежности совмещения модификаторов и волокнистой основы, обеспечентш технологичности процессов регенерации фильтров.Поставленъпяе задачи достигаются тем, что известный способ получения фильтрующих материалов, при котором эксгрудируют пошшер,распыляют расплав сжатым воздухом, осаждают волокнистую массу с модификатором на формообразующую подложку, охлаждают и отделяют полученный материал, дополнен новыми операциями. Перед распылением расплава пошшера воздух смешивают с модификатором и полученной смесью осуществляют расиьшеъше. В качестве модификатора используют аэрозоль с капельножидкой дисперсной фазой, являющейся растворителем полшиера и образующей коштлексные соединения с ионами тяжелых металлов.В качестве вариантов способа заявляется использование в качестве модификаторов аэрозолей трибутилфосфата, являющегося комплексоном ионов тяжелых металлов - типичных загряз 10нителей сточных вод раствора дитизона (комплексон) в четыреххлористом углероде (растворитель многих термопластов) раствора бензойной кислоты (антисептик) в вазелиновом масле (растворитель полиолефинов).Сущность способа состоит в следующем. КаЦельно-жидкая фаза аэрозоля, контактируя с расплавом полимера, образует в поверхностном слое волокон коллоидный раствор. Последний при охлаждении распадается на фазы,создавая на поверхности волокон систему пор,заполненных жидкостью.В процессе эксплуатации фильтровального материала поверхность волокон приводится в контакт с фильтруемой средой. Жидкость в порах поверхностного слоя волокон физикохимически или биологически взаимодействует с загрязнителями фильтруемых сред, удерживая их на фильтре по механизмам адсорбции и/или комплексообразования.Процесс регенерации таких фильтров в значительной мере упрощается, поскольку смыв осадков, иммобилизованных жидкой фазой, с поверхности волокон значительно менее сложен, чем замена частиц твердого наполнителя в волокнистой основе фильтра.Приведем примеры осуществления способа.Формировали материалы на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД, ПОСТ 16338-77),полипропилена (ПП, ТУ 6-05-1105-78), полиамида 610 (ПА, ГОСТ 10589-87). Использовали экетрудер с диаметром шнека 24 мм,снабженный распылительной головкой. Распыление полимерных расплавов осуществляли сжатым воздухом при р 0,4 атм, Т 60 С. Воздух пропускали через генератор аэрозоля с капельно-жидкой дисперсной фазой. Характеристики жидкостей приведены в табл.1. При получении материалов способом-прототипом в поток воздушно-полимерной смеси вводили уголь активный древесный дробленый (ГОСТ 6217-74). Частицы угля имели размер менее 50 мкм, расход угля составлял 2 г/мин. Температурные режимы экструзии и аэродинамические режимы форьшрования воздушно-полимерною потока были постоянными для каждого полимерного материала. Они соответствовали наибольшей производительности процесса при удовлетворительных показателях прочности и эффективности фштьтрующих материалов.Содержание (С) модификаторов в волокниетом материале регистрировали весовым методом, подвергая образцы жидкостной экстракции. Сорбционную емкость (В) фильтрующих материалов по отношению к ионам кобальта, содержащимся в сточной воде, определяли потенциометрически.Бактерицидное действие фильтров оценивали следующим образом. Суспензии культурытестшпсроба Загсйпайахгцв в шатательной среде приводили в контакт с образцами фильтрующих материалов. При помощи фотоколориметра фиксировали оптическую тщетность (В) суспен зий при длине волны 750 нм через 24 часа 5экспозиции при температуре 2911 С. Начальное значение 13 суспенашй составляло 0,5 отн. ед. Результаты Измерений приведены в табл.2. Из табдшцы видно, что расход моцифшсаторов при получении материалов заявленным способом на порядок менъше по сравненшо со способом-прототипом. Значения сорбционной емкости фильтрующих материалов при улавливании катионов из сточных вод отличаются более чем на два порядка в пользу заявлеъшого способа. Материалы, модифицированные составом 3 (примеры 3 и б), оказывают бактергщидное воздействие на среду с тестьшсробаьш увеличение оптической плотности питательных5 И, раствор бензой ной кислоты в вазелиновом маслесред но времени при контакте с ними значительно меньше, чем в случае материалов, полученных способом-прототипом (примеры 10-12).После сорбционного насыщения образцов загрязнителями фильтруемых сред материалы промывали этиловым спиртом, высушивали и погружали н жидкости-модификаторы (Т б 0 С) которые бьшн введены в волокна при получении материалов. Образцы по способупрототипу подвергали промывке и сушке. Характеристики регенерированных материалов,полученных заявленным способом, были близКИ (100-90) к значениям, приведенным в табл.2. Значения характеристик материалов,полученных способом-прототипом, составляли 2 О-30 от приведенных в табл.2. Это свидетельствует, что процесс регенерации фильтрующих материалов, полученных заявленным способом, достаточно технологичен.Государственное патентное ведомство Республики Беларусь.