Polyelektrolyty na bázi samosíťujících latexů a jejich využití jako iontovýměnné membrány

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F28676092%3A_____%2F17%3AN0000041" target="_blank" >RIV/28676092:_____/17:N0000041 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Polyelektrolyty na bázi samosíťujících latexů a jejich využití jako iontovýměnné membrány

Popis výsledku v původním jazyce

V současné době je většina komerčně dostupných iontovýměnných heterogenních membrán vyráběna z iontovýměnné pryskyřice a polymerního pojiva, jímž je zpravidla polyethylen nebo polypropylen. Technologie výroby těchto membrán však vyžaduje náročné přístrojové vybavení a rovněž vede k degradaci určitého podílu iontovýměných skupin vlivem zvýšených teplot a tlaků, jimž je membránový materiál během svého zpracování vystavován. Tyto zápory mohou být snadno eliminovány v případě přístrojově nenáročné technologie výroby iontovýměnných heterogenních membrán na bázi latexového pojiva, která spočívá ve smísení latexu a iontovýměnné pryskyřice, odlití směsi do forem požadovaných tvarů a vysušení membránových těles při pokojové teplotě. Předmětem práce bylo studium samosíťujících styren-n-butylakrylátových polyelektrolytů jako alternativních pojivových materiálů vhodných pro přípravu kationvýměnných homogenních a heterogenních membrán. Polyelektrolyty ve formě vodné polymerní disperze byly připraveny technikou semi-kontinuální emulzní polymerace. Byl sledován zejména vliv chemického složení polyelektrolytu z hlediska obsahu kyseliny akrylové nebo methakrylové na elektrochemické, separační a fyzikálně-mechanické vlastnosti membrán. Rovněž byl hledán v případě heterogenních iontovýměnných membrán optimální poměr polymerního pojiva na bázi samosíťujícího polyeletrolytu a komerční kationvýměnné pryskyřice. Ukázalo se, že rostoucí obsah stavebních jednotek kyseliny akrylové i methakrylové ve struktuře polyelektrolytu vedl k výraznému zvýšení iontovýměnné kapacity kationvýměnných homogenních membrán na úkor jejich rozměrové a mechanické stability ve vodě. Také bylo v případě kationvýměnných heterogenních membrán zjištěno, že při obsahu komerční kationvýměnné pryskyřice 45 a 60 hm. % (vztaženo na celkovou hmotnost membrány) bylo dosaženo výborných elektrochemických vlastností z hlediska iontovýměnné kapacity, plošného a specifického odporu u téměř všech typů latexových pojiv. Ačkoli připravené kationvýměnné heterogenní membrány dosahovaly v porovnání s komerčními membránami Ralex nižší permselektivity a rozměrové stálosti, přesto se polyelektrolyty na bázi samosíťujících latexů jeví jako nadějné pojivové materiály pro technologicky nenáročnou výrobu iontovýměnných heterogenních membrán.

Název v anglickém jazyce

Polyelectrolytes based on emulsifying latexes and their formation as ion exchange membranes

Popis výsledku anglicky

Currently, most of the commercially available ion exchange heterogeneous membranes are made of an ion exchange resin and a polymeric binder, which is typically polyethylene or polypropylene. The production technology of these membranes, however, requires a demanding instrumentation and also leads to the degradation of a certain proportion of ion-exchange groups due to the elevated temperatures and pressures to which the membrane material is subjected during its processing. These drawbacks can be easily eliminated in the case of the low-cost technology of producing ion exchange resin heterogeneous membranes based on latex binder, which consists in mixing latex and ion-exchange resin, casting the mixture into forms of desired shapes, and drying the membrane bodies at room temperature. The subject of the study was the study of the self-crosslinking styrene-n-butyl acrylate polyelectrolytes as alternative binder materials suitable for the preparation of cation exchange homogeneous and heterogeneous membranes. Polyelectrolytes in the form of an aqueous polymer dispersion were prepared by a semi-continuous emulsion polymerization technique. In particular, the influence of the chemical composition of the polyelectrolyte in terms of the content of acrylic or methacrylic acid on the electrochemical, separation and physico-mechanical properties of the membranes was monitored. Also, in the case of heterogeneous ion-exchange membranes, the optimal ratio of polymer binder based on self-crosslinking polyelethrolyte and commercial cation exchange resin was also sought. It has been shown that the increasing content of acrylic and methacrylic acid building blocks in the polyelectrolyte structure has led to a significant increase in ion-exchange capacity of cation exchange membrane homogeneous membranes to the detriment of their dimensional and mechanical stability in water. Also, in the case of cation exchange heterogeneous membranes, it was found that at the commercial cation exchange resin content of 45 and 60 wt. % (based on the total weight of the membrane), excellent electrochemical properties have been achieved in terms of ion exchange capacity, surface and specific resistance for almost all types of latex binders. Although the prepared cation exchange heterogeneous membranes have lower permselectivity and dimensional stability compared to commercial Ralex membranes, polyelectrolytes based on self-crosslinking latexes appear to be promising connective materials for the technologically unproductive production of ion exchange heterogeneous membranes.

Druh

D - Stať ve sborníku

CEP obor

—

OECD FORD obor

20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)

Projekt

<a href="/cs/project/LO1418" target="_blank" >LO1418: Progresivní rozvoj Membránového inovačního centra</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2017

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Název statě ve sborníku

Studentská vědecká odborná činnost 2016/2017

ISBN

978-80-7560-084-4

ISSN

—

e-ISSN

—

Počet stran výsledku

7

Strana od-do

189-195

Název nakladatele

Univerzita Pardubice

Místo vydání

—

Místo konání akce

Univerzita Pardubice

Datum konání akce

12. 6. 2017

Typ akce podle státní příslušnosti

CST - Celostátní akce

Kód UT WoS článku

—