ИСТИНА

Углеродные нанотрубки (УНТ) перспективны в качестве неорганических добавок к полимерным материалам для изготовления композиционных газоразделительных мембран, а также мембран для микро- и ультрафильтрации, поэтому получение их стабильных дисперсий в органических растворителях является актуальной и важной задачей. Подавляющее большинство систем УНТ-растворитель обладают положительными значениями энтальпии смешения и свободной энергии Гиббса и, таким образом, представляют собой метастабильные коллоидные системы2. Сложность диспергирования УНТ в большинстве растворителей связана со спецификой строения индивидуальных УНТ и малой дальностью сил взаимодействия между ними. В настоящей работе предлагается использовать суспензии многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в качестве модифицирующей добавки к формовочному раствору полисульфона (ПСФ) для получения ультрафильтрационных мембран в виде полых волокон. Было использовано 2 типа МУНТ: МУНТ 1 для нековалентной модификации, с диаметром 12-20 нм и числом стенок 7-12, и МУНТ 2 для ковалентной модификации, с диаметром 20-40 нм. Обнаружено, что введение МУНТ (0,0007-0,0017%) в формовочный раствор на основе ПСФ приводит к увеличению вязкости и оптической мутности системы. Увеличение вязкости существенно влияет на структуру получаемых мембран, снижая их пористость. Показано, что введение МУНТ в формовочный раствор полимера не приводит к существенному изменению структуры поперечного скола половолоконных мембран. Также обнаружено, что добавление МУНТ позволяет варьировать транспортные свойства получаемых половолоконных мембран в широком диапазоне. В диапазоне концентраций МУНТ 0,0084-0,0048% зависимость пористости и размера пор для скин-слоя имеет экстремальный характер и проходит через максимум. Зависимость для потока по чистой воде проходит через максимум, а для величины задержания – через минимум, что согласуется с данными для зависимости структуры скин-слоя мембраны от количества добавки МУНТ. Влияние концентрации МУНТ на структуру и транспортные характеристики половолоконных мембран связано с изменениями в термодинамической стабильности и вязкости формовочных композиций.