Эксπир
Регистрация / Вход

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

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Внебюджетные средства
6 млн

Создание научно-технического задела по технологиям получения нановолокнистых и нанопористых термо- и химически стойких полимерных мембран с оптимальными функциональными характеристиками, адаптированными к современным системам очистки и разделения газов и жидкостей и необходимыми для разработки новых высокоэффективных систем

Соисполнители

Организация
Ассоциация "АСПЕКТ"
Организация
ОИЯИ
Организация
МИРЭА, МГУПИ, МИТХТ

Этапы проекта

1
05.04.2007 - 30.09.2007
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.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
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.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
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 .
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
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.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Тема
Отработка научных основ технологии получения функциональных мембран с управляемой наноструктурой на основе термо- и химически стойких полимерных материалов
Продолжительность работ
2007 - 2008, 19 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
8
Тема
Разработка методов синтеза высокоэффективных композиционных мембранных элементов для глубокой очистки водорода.
Продолжительность работ
2012 - 2013, 17 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
2
Тема
Создание химически стойких мембран, модулей и установок на их основе для процессов выделения ценных и токсичных компонентов из водных технологических сред.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
3
Тема
Трековые мембраны новых поколений для нанотехнологий
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
6
Тема
Разработка поверхностно-модифицированных нанокомпозитных полимерных газоразделительных мембран с высокой селективностью и повышенной термической и химической стабильностью.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2