Влияние вч плазменной обработки на характеристики полисульфонамидных мембран и интенсивность разделения водомасляных эмульсий
жүктеу/скачать 363.67 Kb. Pdf көрінісі
|
| a
) – 1,5 кВ; время плазмообработки (t) – 1,5 мин; сила тока на аноде (I а ) – 0,5 A; расход газовой смеси (G) – 0,04 г/сек; давление (P) – 26,6 Па; рабочая частота – 13,56 МГц; температура – не более 30°С. Качественным показателем воздействия плаз- мы на поверхность мембраны является визуаль- ная идентификация деформации поверхности обрабатываемого материала. В этой связи мето- дом атомно-силовой микроскопии с помощью зондового микроскопа марки «MultiMode V» получены изображения и гистограммы топогра- фии поверхности исходной (необработанной) и обработанной плазмой (модифицированной) ПСА мембраны, представленные на рис. 2. Здесь и далее в качестве основного топографического параметра будет учитываться высота поверх- 68 (в) (г) Рис. 2. Изображения поверхности с соответствующими топографическими гистограммами ПСА мембраны (1х1 мкм 2 ): (а) исходной; (б) плазмообработанной. ности в определенной точке относительно базо- вой плоскости, которая в данном случае сопри- касается с самой нижней точкой рассматривае- мой поверхности. Представленные изображения поверхностей мембран (рис. 2а,б) показывают наличие поверх- ностных деформаций, что подтверждает акт воз- действия ВЧ плазмы пониженного давления и является следствием протекания вышеобозна- ченных физико-химических процессов травле- ния, окисления и т.д. Приведенные гистограммы (рис. 2в,г) пред- ставляют собой графики распределения высту- пов на поверхности мембраны. В результате плазмообработки происходит уменьшение шероховатости поверхности ПСА фильтро- элементов. Наиболее часто встречающееся значение высоты поверхности немодифици- рованной мембраны относительно базовой линии составляет 100 нм (рис. 2в). В данном случае эту величину условно можно принять за шерохо- ватость поверхности. В то же самое время шероховатость поверхности плазмообрабо- танной мембраны составляет 30 нм (рис. 2г). Таким образом, снижение шероховатости ПСА мембраны служит подтверждением протекания процесса травления поверхности при воздейст- вии плазмы. Количественным показателем воздействия плазмы на поверхность мембраны является акти- вация последней, что характеризуется измене- нием смачиваемости и соответственно поверх- ностной энергией. В этой связи методом сидячей капли проведены исследования краевого угла смачивания исходной и модифицированной мембран с использованием аппарата «Kruss DSA 20E». Исследования выявили снижение краевого угла смачивания каплей дистиллированной воды исходного ПСА фильтроэлемента в результате плазмообработки в газовой среде аргона и азота при U a = 1,5 кВ и τ = 1,5 мин с 59,6° до 47,9° (рис. 3). Изменение смачиваемости мембраны в результате плазменной обработки является следствием изменения физико-химической структуры последней – образования функцио- нальных групп на поверхности и в порах, изменение шероховатости, кристалличности, а также размера самих пор. Известно, что с увеличением шероховатости поверхности смачиваемость увеличивается. Однако на основании представленных резуль- 69 |