izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-1030Research ArticleНАНОМЕТРОЛОГИЯЭкспресс-измерение проницаемости растворителей через нанопористые мембранные материалы и барьерные плёнки методом регистрации динамического уменьшения давленияЕрёминЮ. С.YSEremin@yandex.ruБелогорловА. А.noemail@neicon.ruГреховА. М.noemail@neicon.ruВолковА. В.noemail@neicon.ruНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ»Russian FederationИнститут нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАНRussian Federation2016070220230103035Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1030

Разработаны метод и экспериментальная установка для измерений барьерных свойств и проницаемости мембранных и плёночных материалов. Метод основан на определении кинетики изменения давления в жидкости над мембраной. Исследована проницаемость растворителей через стеклообразный полимер в широком диапазоне температур и давлений. Показано, что разработанный метод и установка позволяют определять проницаемость растворителей через мембранные материалы с высокой точностью, как в конвективном, так и диффузионном режимах транспорта жидкостей.

Method and the experimental setup ITZhM for measurement with high accuracy permeability and barrier properties of the membranes and film materials by determining the kinetics of the change of pressure in the liquid above the membrane were developed. The solvent permeability of propanol, ethylene glycol and water through a glassy polymer in the temperature range of 20 ÷ 90 °C and pressures of 1 ÷ 20 MPa was studied. It was shown that the developed method and the setup allow to determine with high accuracy the solvent permeability of the membrane materials as in convective and so in diffusive mode transport of liquids.

мембранная проницаемостьконвекционный потокдиффузия растворителяmembrane permeabilityconvection fluxsolvent diffusionReferencesВолков А. В., Корнеева Г. А., Терещенко Г. Ф. Нанофильтрация органических сред: перспективы и области применения // Успехи химии. 2008. Т. 77. С. 1053-1064.Волков А. В., Корнеева Г. А., Терещенко Г. Ф. Нанофильтрация органических сред: перспективы и области применения // Успехи химии. 2008. Т. 77. С. 1053-1064.Bhanushali D., Kloos S., Kurth C., Bhattacharyya D. Performance of solvent-resistant membranes for non-aqueous systems: solvent permeation results and modeling // J. Membr. Sci. 2001. V. 189 P. 1-21.Bhanushali D., Kloos S., Kurth C., Bhattacharyya D. Performance of solvent-resistant membranes for non-aqueous systems: solvent permeation results and modeling // J. Membr. Sci. 2001. V. 189 P. 1-21.Robinson J. P., Tarleton E. S., Millington C. R., Niemeijer A. Solvent flux through dense polymeric nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2004. V. 230 P. 29-37.Robinson J. P., Tarleton E. S., Millington C. R., Niemeijer A. Solvent flux through dense polymeric nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2004. V. 230 P. 29-37.Yushkin A., Grekhov A., Matson S., Bermeshev M., Khotimsky V., Finkelstein E., Budd P. M., Volkov V., Vlugt T. J. H., Volkov A. Study of glassy polymers fractional accessible volume (FAV) by extended method of hydrostatic weighing: Effect of porous structure on liquid transport // React. Funct. Polym. 2015. V. 86. Р. 269-281.Yushkin A., Grekhov A., Matson S., Bermeshev M., Khotimsky V., Finkelstein E., Budd P. M., Volkov V., Vlugt T. J. H., Volkov A. Study of glassy polymers fractional accessible volume (FAV) by extended method of hydrostatic weighing: Effect of porous structure on liquid transport // React. Funct. Polym. 2015. V. 86. Р. 269-281.Vandezande P., Geversb L. E. M., Vankelecom I. F. J. Solvent resistant nanofiltration: separating on a molecular level // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 365-405.Vandezande P., Geversb L. E. M., Vankelecom I. F. J. Solvent resistant nanofiltration: separating on a molecular level // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 365-405.See Toh Y. H., Loh X. X., Li K., Bismarck A., Livingston A. G. In search of a standard method for the characterisation of organic solvent nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2007. V. 291, P. 120-125.See Toh Y. H., Loh X. X., Li K., Bismarck A., Livingston A. G. In search of a standard method for the characterisation of organic solvent nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2007. V. 291, P. 120-125.Zhao Y., Yuan Q. A comparison of nanofiltration with aqueous and organic solvents // J. Membr. Sci. 2006. V. 279. P. 453-458.Zhao Y., Yuan Q. A comparison of nanofiltration with aqueous and organic solvents // J. Membr. Sci. 2006. V. 279. P. 453-458.Vankelecom I. F. J., De Smet K., Gevers L. E. M., Livingston A., Nair D., Aerts S., Kuypers S., Jacobs P.A. Physico-chemical interpretation of the SRNF transport mechanism for solvents through dense silicone membranes // J. Membr. Sci. 2004. V. 231. P. 99-108.Vankelecom I. F. J., De Smet K., Gevers L. E. M., Livingston A., Nair D., Aerts S., Kuypers S., Jacobs P.A. Physico-chemical interpretation of the SRNF transport mechanism for solvents through dense silicone membranes // J. Membr. Sci. 2004. V. 231. P. 99-108.Grekhov A., Belogorlov A., Yushkin A., Volkov A. New express dynamic technique for liquid permeation measurements in a wide range of trans-membrane pressures // J. Memb. Sci. 2012. V. 390-391. P. 160-163.Grekhov A., Belogorlov A., Yushkin A., Volkov A. New express dynamic technique for liquid permeation measurements in a wide range of trans-membrane pressures // J. Memb. Sci. 2012. V. 390-391. P. 160-163.Das M., Koros W. J. Performance of 6FDA-6FpDA polyimide for propylene/propane separations // J. Membr. Sci. 2010. V. 365. P. 399-408.Das M., Koros W. J. Performance of 6FDA-6FpDA polyimide for propylene/propane separations // J. Membr. Sci. 2010. V. 365. P. 399-408.Волков А. В., Волков В. В., Хотимский В. С. Мембраны на основе поли-1-триметилсилил-1-пропина для разделения жидкостей // Высокомолекулярные соединения. 2009. Т. 51, № 11. С. 2113-2128.Волков А. В., Волков В. В., Хотимский В. С. Мембраны на основе поли-1-триметилсилил-1-пропина для разделения жидкостей // Высокомолекулярные соединения. 2009. Т. 51, № 11. С. 2113-2128.Vandezande P., Geversb L. E. M., Vankelecom I. F. J. Solvent resistant nanofiltration: separating on a molecular level // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 365-405.Vandezande P., Geversb L. E. M., Vankelecom I. F. J. Solvent resistant nanofiltration: separating on a molecular level // Chem. Soc. Rev. 2008. V. 37. P. 365-405.Volkov A., Yushkin A., Grekhov A., Lysenko A., Bazhenov S., Tsarkov S., Khotimskiy V., T. Vlugt J.H., Volkov V. Liquid permeation through PTMSP: One polymer for two different membrane applications // J. Membr. Sci. 2013. V. 440, P. 98-107.Volkov A., Yushkin A., Grekhov A., Lysenko A., Bazhenov S., Tsarkov S., Khotimskiy V., T. Vlugt J.H., Volkov V. Liquid permeation through PTMSP: One polymer for two different membrane applications // J. Membr. Sci. 2013. V. 440, P. 98-107.Silva P., Han S., Livingston A. G. Solvent transport in organic solvent nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2005. V. 262. P. 45-49Silva P., Han S., Livingston A. G. Solvent transport in organic solvent nanofiltration membranes // J. Membr. Sci. 2005. V. 262. P. 45-49Mueller N. C., van der Bruggenb B., Keuterc V., Luis P., Melind T., Pronke W., Reisewitzf R., Rickerbyg D., M. R. Gilbert, Wennekesi W., Nowack B. Nanofiltration and nanostructured membranes-Should they be considered nanotechnology or not // J. Hazard. Mater, 2012, V. 211-212 P. 275-280.Mueller N. C., van der Bruggenb B., Keuterc V., Luis P., Melind T., Pronke W., Reisewitzf R., Rickerbyg D., M. R. Gilbert, Wennekesi W., Nowack B. Nanofiltration and nanostructured membranes-Should they be considered nanotechnology or not // J. Hazard. Mater, 2012, V. 211-212 P. 275-280.Равделя А. А., Пономарёвой А. М. Краткий справочник физико-химических величин. Л: Химия, 1983. С. 112-113.Равделя А. А., Пономарёвой А. М. Краткий справочник физико-химических величин. Л: Химия, 1983. С. 112-113.Haynes W. M., Lide D. R., Bruno T. J. Handbook of chemistry and physics: A ready reference book of chemical and physical data. Boca Raton: CRC. 2012.Haynes W. M., Lide D. R., Bruno T. J. Handbook of chemistry and physics: A ready reference book of chemical and physical data. Boca Raton: CRC. 2012.Грехов А. М., Юшкин А. А., Царьков С. Е., Филиппов А. Н., Волков А. В. Современные модели процессов нанофильтрации органических растворителей. // Мембраны. 2010. №3. 47. С. 18-40.Грехов А. М., Юшкин А. А., Царьков С. Е., Филиппов А. Н., Волков А. В. Современные модели процессов нанофильтрации органических растворителей. // Мембраны. 2010. №3. 47. С. 18-40.Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика. М.: Мир, 2000.Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика. М.: Мир, 2000.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.