ChemNet
 

[На предыдущую главу]

Результаты и их обсуждение

1. Травление треков высокоэнергетичных ионов в полипропилене растворами различного состава

Одной из задач на пути создания трековых мембран на основе полимеров является исследование процесса травления треков высокоэнергетичных ионов в них, включающее в себя поиск оптимального состава травящего раствора и выбор условий химического травления. Выбор состава травителя и режима обработки определяются главным образом природой полимера - для каждого полимерного материала подбираются соответствующий травящий раствор и оптимальные условия травления, обеспечивающие образование трековых мембран. Основными параметрами, определяющими эффективность травящего состава, являются избирательность травления треков (отношение продольной и радиальной скоростей травления треков или, что то же самое, отношение продольной скорости травления треков к скорости травления неповрежденного материала), скорость травления треков, определяющая время формирования сквозных пор и, следовательно, время изготовления трековой мембраны в целом, доступность реагента и возможность регенерации травителя. Для получения высококачественных мембран, имеющих цилиндрические поры с минимальной дисперсией диаметров по величине необходимо, чтобы скорость травления вдоль треков бомбардирующих частиц была на несколько порядков выше скорости травления неповрежденного полимера, то есть чтобы избирательность травления треков представляла собой значительную величину (как правило, более 300). Данное условие реализуется подбором соответствующих условий травления - температуры, концентрации химического реагента.

Благодаря своему химическому строению ПП является химически стойким материалом. Он инертен к органическим растворителям и маслам, на него слабо действуют минеральные кислоты и гидроксиды щелочных металлов [17]. В связи с этим выбор химических травителей для ПП весьма ограничен. Анализ имеющихся источников информации [18–23] показал, что наиболее эффективными травителями для химически устойчивых полимеров, в частности полиолефинов, являются растворы сильных окислителей, таких как соединения шестивалентного хрома и семивалентного марганца. Так, авторы работ [18, 19] для травления полипропилена использовали сернокислые растворы бихромата калия K2Cr2O7. В [20] для травления ПП применены водные и сернокислые растворы хромового ангидрида CrO. В качестве реагентов для селективного травления ПП предлагаются также сернокислые или фосфорнокислые растворы перманганата калия KMnO4 [21, 22]. С этой же целью возможно применение различных окислителей. Состав раствора для травления треков в полипропилене - бихромат калия в 30%-ном растворе серной кислоты впервые был предложен в работе [23]. В работах [24, 25] с помощью указанного выше травителя в этом полимере получены конические поры путем травления облученного ускоренными на циклотроне ионами ПП марки “Torayfan” (Япония) толщиной 10,0 мкм. Недостаточная избирательность травления, обусловленная низкой эффективностью травителя данного состава, не позволила авторам рассматриваемых работ получить ППТМ с цилиндрическими порами. Кроме того, изготовленные мембраны обладали неоднородными по размерам порами, что также вызвано незначительной избирательностью травления треков. Поэтому поиск более эффективных составов травителей является весьма актуальной задачей.

Эксперименты, проведенные авторами работы [24], показали, что для полипропиленовых пленок, облученных ионами азота (заряд ядра Z = 7), аргона (Z = 18), криптона (Z = 36) и ксенона (Z = 54), при фиксированных условиях травления обнаруживается монотонно возрастающая зависимость избирательности травления треков от заряда ядра. В связи с этим пленки, облученные ионами ксенона, для которых наблюдается наибольшая избирательность травления, являются наиболее подходящим исходным материалом для изготовления трековых мембран на основе полипропилена. Поэтому в нижеописанных экспериментах для облучения мы в основном применяли пучки ионов ксенона. Исследуемые нами ПП-пленки являлись аналогами пленок, использованных в работах [24, 25]. Выбор данных пленок был обусловлен тем, что по результатам предварительных испытаний они характеризовались наилучшей однородностью механических и физико-химических свойств и, следовательно, обеспечивали хорошую воспроизводимость результатов.

Результаты исследования травления треков ионов ксенона в полипропилене растворами различного состава представлены в табл. 1. Анализ экспериментальных данных приводит к следующему заключению. Наиболее перспективным для травления треков в ПП является обработка в растворах, содержащих соединения шестивалентного хрома (табл. 1, № 1–3). Обработка в окислительных смесях, содержащих соединения семивалентного марганца (табл. 1, № 4, 5), вызывает интенсивное травление поверхностного слоя полипропилена, травления пор при этом не происходит. Варьирование соотношения реагирующих компонентов в данных растворах, как показывают эксперименты, не приводит к положительным результатам - избирательного травления треков не наблюдается. При травлении в водных растворах пероксида водорода H2O2, хлорноватой кислоты HClO3 и персульфата аммония (NH4)2S2O8 (табл. 1, № 6–8) наблюдается значительное окисление полипропилена, что выражается в снижении механической прочности пленки. Травления пор в этом случае также не происходит.

[На следующую главу] [На Содержание]

Copyright ©


Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам информацию, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере (сведения о местоположении; ip-адрес; тип, язык, версия ОС и браузера; тип устройства и разрешение его экрана; источник, откуда пришел на сайт пользователь; какие страницы открывает и на какие кнопки нажимает пользователь; эта же информация используется для обработки статистических данных использования сайта посредством интернет-сервисов Google Analytics и Яндекс.Метрика). Нажимая кнопку «СОГЛАСЕН», Вы подтверждаете то, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.

Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору