Preparation of UHMWPE membranes via thermally induced phase separation: effect of solvent removal conditions on structure and properties

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Due to its high mechanical strength and other outstanding properties the ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) is a promising material for membrane preparation. In this work, it was shown that thermally induced phase separation (TIPS) method can be used for preparation of UHMWPE membranes from a mixture of this polymer with decalin even without subsequent drawing of the films. Two ways of decalin removal from the membrane precursor were used: drying from solvent at ambient conditions and extraction into iso-propanol with subsequent drying in air. It was shown that the former way leads to significant shrinkage and thus to membranes with a thickness of ~14 μm, porosity of ~24%, permeance of ~150 l/m2 h bar, bubble point of ~1.7 bar and tensile strength of ~8.6 MPa. The structure and properties of the samples prepared using the latter way of decalin removal depend on the duration of the extraction stage. It was established that the decrease of extraction time from 24 to 1 hour results in a decrease of membrane porosity (from ~86 to ~81%) and permeance (from ~1700 to ~1550 l/m2 h bar), and an increase of tensile strength (from ~0.73 to ~0.92 MPa), while elongation at break (~280%), melting temperature (~136.5°C) and crystallinity degree (~82%) remain almost unchanged. The main reasons for the observed tendencies are discussed. The obtained data showed that changing the conditions of solvent removal may be used as an effective method of controlling the structure, physico-mechanical and transport properties of the membranes.

作者简介

A. Basko

G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153031

M. Yurov

G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153031

T. Lebedeva

G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153031

I. Novikov

G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153031

A. Yushkin

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

A. Volkov

A. V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Moscow, 119991

K. Pochivalov

G. A. Krestov Institute of Solution Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: basko-andrey@mail.ru
俄罗斯联邦, Ivanovo, 153031

参考

  1. Patel K., Chikkali S.H., Sivaram S. // Progress in Polymer Science. 2020. V. 109. P. 101290.
  2. Заболотнов А.С., Гостев С.С., Гудков М.В., Новокшонова Л.А., Челмодеев Р.И. // Высокомолекулярные соединения, серия А. 2023. Т. 65. С. 230. (англоязычная версия Zabolotnov A.S., Gostev S.S., Gudkov M.V, Novokshonova L.A., Chelmodeev R.I. // Polymer Science Series A. 2023. V. 65. P. 296.)
  3. Bistolfi A., Giustra F., Bosco F., Sabatini L., Aprato A., Bracco P., Bellare A. // J. Orthopaedics. 2021. V. 25. P. 98.
  4. Liu S., Yu W., Zhou C. // Macromolecules. 2013. V. 46. P. 6309.
  5. Li N., Lu Q., Yin W., Xiao C., Li J. // J. Membrane Science. 2020. V. 595. P. 117527.
  6. Sheng L., Zhang Y., Xie X., Yang L., Bai Y., Liu G., Dong H., Wang T., Huang X., He J. // Iranian Polymer J. 2022. V. 31. P. 1047.
  7. Babiker D.M.D., Wan C., Mansoor B., Usha Z.R., Yu R., Habumugisha J.C., Chen W., Chen X., Li L. // Composites Part B. 2021. V. 211. P. 108658.
  8. Wu Y., Yang F., Cao Y., Xiang M., Kang J., Wu T., Fu Q. // Polymer. 2021. V. 230. P. 124081.
  9. Maksimkin A.V., Kharitonov A.P., Nematulloev S.G., Kaloshkin S.D., Gorshenkov M.V., Chukov D.I., Shchetinin I.V. // Materials & Design. 2017. V. 115. P. 133.
  10. Ding H., Tian Y., Wang L., Liu B. // J. Applied Polymer Science. 2007. V. 105. P. 3355
  11. Babiker D.M.D., Yu R., Usha Z.R., Chen W., Chen X., Li L. // Materials Today Physics. 2022. V. 23. P. 100626.
  12. Li R., Gao P. // Global Challenges. 2017. V. 1. P. 1700020.
  13. Quan J., Yu J., Wang Y., Hu Z. // Separation Purification Technology. 2022. V. 290. P. 120847.
  14. Quan J., Yu J., Wang Y., Hu Z. // J. Membrane Science. 2022. V. 648. P. 120353.
  15. Cao X., Li Y., He G. // Polymers. 2020. V. 12. P. 1335
  16. Sheng L., Du Y., Zhang H., Chen Z., Pan J., Wang T., Huang X., He J. // Polymer Bulletin. 2020. V. 77. P. 165.
  17. Basko A., Pochivalov K. // Membranes. 2022. V. 12. P. 1137.
  18. Matsuyama H., Kim M.M., Lloyd D.R. // J. Membrane Science. 2002. V. 204. P. 413.
  19. Quan J., Song Q. Yu J., Wang Y., Zhu J., Hu Z. // Advanced Fiber Materials. 2022. V. 4. P. 235.
  20. Zhang C.F., Zhu B.K., Ji G.L., Xu Y.Y. // J. Applied Polymer Science. 2006. V. 103. P. 1632.
  21. Huang T., Song J., He S., Li T., Li X.M., He T. // J. Membrane Science. 2019. V. 589. P. 117273.
  22. Basko A.V., Lebedeva T.N., Yurov M.Y., Zabolotnov A.S., Gostev S.S., Gusarov S.S., Pochivalov K.V. // Thermochimica Acta. 2024. V. 738. P. 179787.
  23. Pochivalov K., Basko A., Yurov M., Lebedeva T., Shalygin M., Lavrentyev V., Yushkin A., Anokhina T., Volkov A. // J. Membrane Science. 2024. V. 703. P. 122839.
  24. Koyama T., Tanaka H. // Physical review E. 2018. V. 98. P. 062617.
  25. ILO-WHO International Chemical Safety Card for DECAHYDRONAPHTHALENE (cis/trans isomer mixture). ICSC: 1548 (October 2004).
  26. ILO-WHO International Chemical Safety Card for ISOPROPYL ALCOHOL. ICSC: 0554 (July 2020).
  27. Khalil K., Dupuis D. // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 1998. V. 145. P. 1.
  28. Bartus C.P., Hegedus T., Kozma G., Szenti I., Vajtal R., Konya Z., Kukovecz A. // J. Molecular Structure. 2022. V. 1260. P. 132862.
  29. Кравец Л.И., Алтынов В.А., Ярмоленко М.А., Гайнутдинов Р.В., Сатулу В., Миту Б, Динеску Г. // Мембраны и Мембранные Технологии. 2022. Т. 4. С. 151. (англоязычная версия Kravets L.I., Altynov V.A., Yarmolenko M.A., Gainutdinov R.V., Satulu D., Mitu B., Dinescu G. // Membranes Membrane Technologies. 2022. V. 4. P. 133.)

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».