Наполнитель мембрана: Пух, синтепон и мембрана: как выбрать зимнюю куртку для ребенка

Пух, синтепон и мембрана: как выбрать зимнюю куртку для ребенка

Современный рынок детской верхней одежды предлагает такое разнообразие, что не растеряться трудно. Искусственные и натуральные материалы, современные мембраны, разные фасоны и модели… Что выбрать?

Мы не дадим вам универсальные советы по выбору детской верхней одежды на зиму, потому что тут все индивидуально, но объясним, какими бывают вещи, чем искусственный материал отличается от натурального, и когда ребенку можно купить мембранную куртку.

Три главные категории детской верхней одежды

1. Натуральные – на пуху, перопуховой смеси и мехе.

2. Искусственные – утеплители синтепон, холлофайбер, шелтер, файбертек и т.д.

3. Мембраны – технологичная одежда на мембранах.

Первые две категории – утеплители: они удерживают тепло, которое выделяет человеческое тело, и не дают своему владельцу замерзнуть. Третья категория – это технологичная одежда, которая отводит от кожи пар. На морозе пар очень опасен – оседая на коже, он вызывает быстрое замерзание и дискомфорт.

Теперь подробнее рассказываем о каждой из трех категорий.

Натуральные пуховики

Меховые и овчинные шубы уходят в прошлое, превращаясь не столько в верхнюю одежду, сколько в атрибут роскоши. Во всех местностях, кроме, разве что, сурового заполярья, шубы заменяются легкими и практичными пуховиками, которые по своим обогревательным характеристикам нисколько не уступают меховым изделиям.

Из всех натуральных материалов пух сегодня – самый популярный. Он долговечен, надежен, легок и эргономичен, он отлично удерживает тепло. Минусы – высокая цена и легкость намокания, при котором все свои положительные свойства пух немедленно теряет.

Но пух хорош для малышей, которые мало возятся в снегу, поэтому намокнуть им не особенно страшно. Детские конверты, комбинезоны, куртки и костюмы с утеплителем в виде перопуховой смеси станут отличным решением для центральной полосы России.

Что важно учитывать при выборе детского пуховика?

1) упругость пуха должны начинаться от 400 куб. см/г;

2) пуха должно быть больше 50%, потому что именно пух обеспечивает основное тепло;

3) модели для совсем маленьких деток должны иметь хлопковую подкладку;

4) хорошо, если перопуховые пакеты отстегиваются, чтобы куртку можно было легко постирать.

Куртки с искусственными наполнителями

Искусственные утеплители до сих ассоциируются с жутким тонким синтепоном, который во времена нашего детства сбивался в комки и совсем не грел. Но его время прошло: современные синтетические материалы не уступают, а иной раз даже превосходят свои натуральные аналоги.

Например, современные искусственные утеплители опираются на технологию прималофт: это американская разработка, практически космический по своим свойствам материал, который используется в армии США. Прималофт тонкий, легкий и прочный. За ним легко ухаживать, и он не отличается такой требовательностью, как пух.

Искусственные утеплители – это современный прималофт, тинсулейт и гэп, изософт и многое другое. Вариаций много, практически каждый современный производитель создает наполнители для своих вещей.

Минус у синтетики один – со временем волокна могут слипнуться, и куртка потеряет все свои свойства.

Что важно учитывать при покупке детской зимней куртки с искусственным наполнителем? Соотношение плотности материала и активности ребенка:

• активный ребенок: если температура ниже -15°С, то 150-200 г, если температура выше – до 100г;
• средний по активности ребенок: если температура ниже -15°С, то от 200 г, если температура выше – до 200г;
• малоподвижный ребенок: если температур выше -15°С, то 600-800 г, если холоднее, то ребенка лучше переодеть в пуховик.

Мембранная детская одежда

Главная особенность мембранной ткани – способность отводить от тела влагу и пар. Из нее делают лыжную форму и одежду для людей, которые много двигаются, потеют и не должны мерзнуть даже на суровом холоде.

Что важно учитывать при выборе мембранной детской одежды?

1) показатель непромокаемости: самый мощный – от 5000 мм, от 3000 мм аналогичны по непромокаемости палаточной ткани, от 1500 мм спокойно переживет дождь и снег;

2) испарение: выбирайте от 3000 г/кв. м, а лучше вообще от 5000.

Существенный минус мембраны (помимо довольно высокой цены) – необходимость правильно подбирать одежду под. Если вы оденете ребенка как под обычный пуховик, ребенок гарантированно замерзнет, потому что мембрана не сможет раскрыть всех своих полезных свойств.

С мембраной действует известное «правило трех слоев»:

1. Первым слоем ребенок облачается в облегающее термобелье. Ни трусики, ни маечку поддевать не нужно, термобелье на то и «белье», что его положено носить на голую кожу.

2. Вторым слоем идет, например, флис. Одежда должна быть теплой, но продуваемой, чтобы она помогала отводить влагу, а не удерживала ее.

3. Третий слой – сама мембрана.

Немного советов по выбору детской верхней одежды

Но согревает не только утеплитель/материал, но и крой. На какие особенности кроя нужно смотреть?

• Рукава: выбирайте двойные, с плотными трикотажными манжетами, которые хорошо облегают запястья ребенка.
• Штанины: штрипки желательны, они помогут удержать штанину на месте, чтобы она не выдергивалась из сапога или ботинка.
• Капюшон: абсолютный мастхэв, желательно, чтобы он отстегивался, имел козырек и как следует затягивался резиночками.
• Молния: должна закрываться плашкой на кнопках или пуговицах.
• Швы: у непромокаемых курток они должны быть проклеенными.

состав, свойства, достоинства и недостатки

Мембранная ткань – это инновационный материал с избирательной проницаемостью. Обладает повышенными защитными свойствами. Используется для производства детской, спортивной одежды, экипировки приверженцев активного зимнего отдыха, представителей экстремальных профессий.

Зачем нужны мембранные ткани?

Мембранные ткани: образцы

Слово «мембрана» имеет древнее происхождение и означает «перепонка». В давние времена оно применялось в обыденном и биологическом смыслах. По мере развития науки термин обрел физическое, химическое, техническое значение. Сейчас мембранные технологии используются в легкой промышленности для производства одежды.

Одна из главных функций одежды – защитная. Раньше для защиты от дождя применяли резиновую обувь, полиэтиленовые плащи, накидки из других непромокаемых тканей. От дождя, снега, ветра эти материалы некоторый период времени защищали хорошо. Долго в непромокаемых изделиях, изготовленных по старым технологиям, находиться невозможно.

Тело человека в среднем за сутки выделяет более полулитра влаги, которая накапливается на одежде изнутри, если нет выхода наружу. При активных движениях объем выделяющегося пота может достигать полутора литров.

Введение мембран в состав защитных тканей позволяет выводить пары воды, не допуская при этом попадание внутрь влаги, ветра, дождя, снега.

Строение и механизм действия мембран

Простейшим примером мембранного изделия является целлофановый пакет (не путать с полиэтиленовым). Если в целлофановый пакет налить, например, пересоленный раствор белка и подвесить его в емкость с чистой водой, то через некоторое время соль проникнет через поры целлофана в воду. Целлофан избирательно пропускает маленькие молекулы наружу, большие задерживает внутри, молекулы воды извне в пакет не просачиваются.

Принцип действия мембранной ткани

Подобным образом работает мембранный слой в тканях. Он пропускает маленькие молекулы наружу, не запуская ничего внутрь.

Мембраны, применяемые в легкой промышленности, принято делить на поровые (содержащие поры) и беспоровые (якобы не содержащие поры). Деление это условно, но широко распространено. Целесообразно его использовать.

• Мембраны с порами – это полимерные тонкие прослойки с очень маленькими отверстиями, через которые молекулы газообразной воды (пара) изнутри просочиться могут, а капли туда не помещаются. Напомним курс школы: в капле молекулы воды «слипаются» — находятся в виде ассоциированных групп. В парообразном состоянии молекулы воды одиноки, расстояние между ними не позволяет объединиться. Американская компания Gore-TeX делает из тефлона мембранные ткани, на 1 см² которых имеется около полутора миллиардов микроотверстий – пор.
• Мембраны без пор действуют иначе. Они также содержат множество микроячеек со сложной, извилистой формой, напоминающей структуру губки. Пар от кожи всасывается в ячейки, напитывает мембрану, превращается в конденсированную влагу и за счет разницы парциального давления (это понятие тоже из школьных курсов) выделяется наружу. Такой принцип выделения возможен потому, что внутри паров больше, чем снаружи. Если гипотетически владелец одежды попадет в ней в сауну или другое помещение с очень высокой влажностью, влага таким же образом поступит внутрь.

В некоторых материалах разные мембраны сочетают, снаружи укладывают слой без пор, внутри – с порами. Ткань эффективная, но дорогая.

Сравнение условий пользования

• Все мембранные ткани выводят пары из области повышенного давления в зону пониженного давления (как говорят специалисты по градиенту значений).
• При высокой влажности лучше выводят пары наружу мембраны с порами, особенно при наличии на одежде вентиляции. Мембраны без пор эффективны при относительно сухом воздушном окружении. Если влажность высока или открыта вентиляция, такая мембрана будет работать плохо.
• При низких температурах лучше работает мембрана с порами. При отрицательных температурах материала беспоровые мембраны просто замерзают.
• Мембрана с порами может засориться при неправильном уходе или ношении. Беспоровые мембранные ткани прочны, служат долго.

Основные характеристики

Мембранные ткани предназначены для защиты от непогоды и создания чувства комфорта носителям. Функции обосновывают важность основных показателей.

• Водонепроницаемость. При больших давлениях столба воды протекать начнет любая ткань. Для успешной эксплуатации важны значения максимально переносимых воздействий. Одежда, предназначенная для жестких условий, должна выдерживать давление от 20 000 мм водяного столба и выше. Значение в 10000 мм приемлемо для обычных условий дождливой погоды.
• Паропроницаемость характеризует массу пара в граммах, которую может вывести 1 м² материала в заданную единицу времени (обычно 24 часа). Часто встречающийся минимум паропроницаемости составляет 3000 г/м², максимум – от 10000 г/м². Иногда это свойство оценивают по способности сопротивляться транспортировке пара (RET). Если этот показатель равен 0, ткань полностью пропускает весь пар, при значении 30 – пропускание пара практически исключено.

Мембрана не выполняет утепляющие функции. Она сберегает от дождя, ветра, снега, обеспечивает «дыхание» телу, способствует обеспечению тепловых комфортных ощущений.

Структура тканей

Конструктивно мембранные ткани отличаются по исполнению.

• В двухслойных тканях мембрана зафиксирована с внутренней стороны полотна. Дополнительно она закрыта подкладкой, предохраняющей от повреждений, засорений.
• В трехслойных тканях воедино склеены: наружный слой, мембрана, внутренняя сетка. Необходимость в подкладочном слое отпадает. Материал очень удобный, стоит дороже.
• В некоторых модификациях на внутреннюю поверхность двухслойной ткани напылением нанесено специальное защитное покрытие.
• Существуют виды мембранных тканей с водоотталкивающим слоем (DWR), нанесенным сверху. Покрытие со временем может смываться. Оно легко восстанавливается специальными средствами.

Ведущие производители

Мембранная ткань в одежде

Самой авторитетной, исторически первой компанией-производителем мембранных тканей является Gore-TeX. Она делала одежду для астронавтов. Затем было предложено несколько видов продукции горнолыжникам, альпинистам, горным туристам.

Сравнима по качеству одежда с мембранами Triple-Point, Sympatex, ULTREX. Материал добротный, выпускается в нескольких модификациях. Цена высокая, соответствует свойствам изделий.

Доступную цену имеет продукция с мембранами Ceplex, Fine-Tex. Она рассчитана максимум на 2 сезона активного ношения, после истечения которых материал может начать немного пропускать воду.

Покупая одежду из мембранных тканей, обратите внимание на информацию о проклейке швов. В некоторых разновидностях проклеены абсолютно все швы, в других – только основные. Для ношения в городе достаточно проклеивания основных швов. Для занятий активными видами спорта, возможно, лучше выбрать изделия со всеми укрепленными швами. Выбор за потенциальным владельцем одежды.

Правила ухода за мембранными тканями

Материал специфичен по составу и структуре. Обычные приемы стирки к данной группе изделий применять не следует.

• Стирать ткань с мембранным слоем можно в машине, используя щадящий режим и мягкие специальные средства.
• Отжимать в машине нельзя.
• Сдавать в химчистку нельзя.
• Гладить нет необходимости, делать это не нужно.
• При желании можно стирать вручную.
• Можно оставить вещь в произвольном расправленном состоянии, чтобы с нее стекала вода.
• Ткань очень мало пачкается. После ношения, высыхания ее можно слегка почистить обычной щеткой.

Ткани с мембранными материалами позволяют чувствовать себя защищенным в любую непогоду при максимально активных видах деятельности.

Мембранная ткань

Мембранная ткань (в повседневной речи иногда называют просто мембрана ) — вид ткани, которая благодаря своей особой структуре обладает водоотталкивающимиили ветрозащитными свойствами и в то же время пропускает через себя водяной пар.

Мембранная ткань состоит из нескольких слоев: верхний износостойкий слой, нижний мягкий слой. А между ними несколько защитных слоев ткани и мембрана .

Первой промышленной мембранной тканью была Gore-Tex , разработанная для использования в космосе Rowena Taylor, Wilbert L. Gore и его сыном Robert W. Gore. Изначально Gore-Tex была защищена патентом, но после того как срок действия патента истёк, на рынке появились другие виды тканей с похожими свойствами.

Мембранная ткань нашла широкое применение в туристических изделиях: из неё шьют куртки , брюки , делают обувь . Причина успеха этого вида ткани заключается в том, что мембранная ткань позволяет оставаться сухим под дождем, при этом тело не преет из-за недостатка воздуха.

Что такое мембрана?

Мембрана – это либо тончайшая плёнка, которая ламинирована (приварена или приклеена по особой технологии) к верхней ткани, либо специальная пропитка, жёстко нанесённая на ткань горячим способом при производстве. С внутренней стороны плёнка или пропитка может быть защищена ещё одним слоем ткани.

Мембранная ткань — это ткань, обладающая ветрозащитными и/или водоизоляционными свойствами, в то время, как нормированный размер пор мембраны позволяет материалу эффективно пропускать испарения тела человека (дышать). Противоположность ей — т. н. «клеенка», то есть абсолютно не дышащая ткань с полиуретановым (ПУ) покрытием, обычно используемая при производстве палаток и тентов.

Мембранная ткань используется в одежде верхнего слоя, защищая нижние слои одежды от намокания. Структура мембранной ткани позволяет вашей коже дышать и выводить пот наружу. Чем выше технические характеристики мембранной ткани, тем она прочнее и легче по весу.
По конструкции мембранные ткани делятся на: двухслойные, трехслойные и так называемые «двух-с-половиной»-слойные.
Двухслойная ткань – это внешний слой ткани, к которому с изнаночной стороны нанесена специальным образом мембрана . Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.
Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. Это ткань верха + мембрана + трикотажная сетка, склеенные в одну структуру по специальной технологии ламинирования. Трикотажная сетка защищает мембрану от механических повреждений и засорения.
“Двух-с-половиной”- слойная мембранная ткань – это материал, разработанный по новой технологии. Это двухслойная мембранная ткань , покрытая изнутри защитным слоем (вспененное защитное нанесение в виде пупырышек), которое осуществляет функции третьего слоя, т. е. защиту мембраны. Одежда из такой ткани получается максимально легкой и ей не нужна подкладка, а вес защиты намного меньше, чем у трехслойных материалов.

В производстве современной высокотехнологичной одежды применяются мембранные материалы на основе экспандированного политетрафторэтилена. Путем физической деформации тефлона получается тонкая пористая пленка, которая наносится на ткани и используется при пошиве одежды.

Теоретически, такая ткань позволит остаться сухим под дождем, но при этом тело не будет преть из-за недостатка воздуха. Мембранные ткани широко применяются в активном отдыхе, поскольку они допускают высокую физическую активность, в отличие от обычных непромокаемых тканей (с ПУ покрытием).

В одежде из мембранной ткани в любую погоду, кроме самой жаркой влажной, можно идти, не испытывая дискомфорта. Технические характеристики мембранных тканей сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше дышит, какой прочнее и т.д. «Дыхание» зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/кв.м за 24 часа) – чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал «дышит». В чём заключается принцип работы мембран? Они имеют химическую структуру в виде плёнки с порами размером в несколько тысяч раз меньше капли воды, но больше молекулы Н2О. Поэтому капля просто не проходит сквозь них. Таким образом обеспечивается водонепроницаемость . А вот молекулы водяного пара проходят через поры свободно. При появлении пота (при тяжёлой работе) возникает разница в парциальном давлении водяных паров под курткой и снаружи. Это и является движущей силой для удаления пара, который выводится наружу. Такие мембраны называются микропорными (Microporous). Технические характеристики мембранных тканей сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше дышит, какой прочнее и т.д. Водонепроницаемость определяется по давлению водяного столба, которое определённое время выдерживает ткань с нанесённой на её поверхность мембраной — чем больше выдерживает, тем лучше. В куртке, которая “держит” больше 6000 мм, можно гулять под дождём (8000 мм –можно спокойно работать под ливнем, 10000 мм – куртка непромокаема). “Дыхание” зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/кв.м за 24 часа) — чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал “дышит”. Вроде бы всё понятно, но часто при покупке происходит путаница из-за того, что разные мембраны были протестированы по-разному. Предположим, что две фирмы в рекламных материалах на свои ткани указывают проницаемость водяных паров 5000 г/кв.м. Но одну держали над колбой с кипящей водой, а другую при температуре воды в 36,6 грд. С – понятно, что результаты будут разными. И что ткани “дышат” неодинаково. В континентальной Европе считаются общепринятыми тесты ISO 811 (на водонепроницаемость ), ISO 9237 (на ветронепроницаемость) и ISO 11092 (на паропроницаемость ). Однако американские, английские (BS7209 WVP Index) и остальные европейские тесты сильно различаются между собой. Корректно сравнивать результаты, полученные при одинаковых тестах. А то сейчас порой можно встретить рекламу ткани, которая “дышит” с умопомрачительной способностью-10000 г/кв.м (читай: за сутки пропускает через каждый квадратный метр пары 10 выкипевших литров воды). Чтобы микропорные мембраны дольше служили, надо стирать одежду специальными моющими средствами. В одежде, где используется этот тип мембран, верхний слой ткани сам по себе должен обладать хорошими водоотталкивающими свойствами. Это обусловлено тем, что если верхняя ткань сильно намокнет, мембрана будет пропускать воду (из-за того, что внутри волокон верхнего материала гораздо слабее силы поверхностного натяжения и капли воды как таковой не образуется). Поэтому необходимо восстанавливать водоотталкивающие свойства ткани. Кроме того, никакая мембрана не будет «дышать», если на поверхности ткани есть сплошная водяная плёнка или слой льда. Поэтому восстановление водоотталкивающих свойств верхнего материала важно для всех типов мембранных материалов.

СТРУКТУРА МЕМБРАНОЙ ТКАНИ:

Размер пор мембраны не превышает размера молекул воды, что исключает просачивание воды внутрь, за счет того, что поры в 20 тысяч раз меньше капли и в 700 раз больше молекулы воды.

В виде пара молекулы, не связанные поверхностным натяжением в газообразном состоянии, легко проходят сквозь мембрану.

Туннелеобразная структура пор разбивает поток воздуха на микрозавихрения и является преградой для ветра (приблизительно так, как густой кустарник), не препятствуя одиночным молекулам водяного пара (или газа, если угодно).

Классификация

Мировая классификация позволяет нам разделить все мембранные ткани на несколько классов:

Категории мембран по строению

По строению мембраны ткани делятся по принципу, какая мембрана используется: беспоровая, поровая и комбинированная.

Беспоровые мембраны работают по принципу осмоса. Система такая: испарения попадают на внутреннюю часть мембраны, осаживаются на ней и посредством активной диффузии быстро переходят на наружную сторону мембраны. (Опять же, только если есть движущая сила – разница в парциальных давлениях водяных паров). В чем преимущество беспоровых мембран? Они мега долговечны, не требуют бережного ухода, исправно работают в широком диапазоне температур. Такие мембраны обычно используются в топовых (дорогих и самых функциональных) изделиях. В чем недостатки? Поначалу может показаться, что изделия промокают, но это, как раз те самые испарения, которые скапливаются на внутренней части изделия. Т. е. они начинают дышать медленнее, но продвинутые беспоровые мембраны, «раскочегарясь», иногда по дышащим свойствам превосходят поровые.

Поровые мембраны – это, грубо говоря, мембраны, которые работают по следующему принципу: капли воды, которые попадают на мембранную ткань снаружи, пройти через поры мембраны внутрь не могут, так как эти поры слишком малы. Молекулы пара, образующиеся, когда Вы потеете, с внутренней части мембранной ткани свободно выводятся наружу через поры мембраны (так как молекула пара в тысячи раз меньше капли воды, то может свободно проникнуть через поры мембраны). В результате получаем водонепроницаемость мембранной ткани снаружи изделия и дышащие (пароотводящие) свойства изнутри изделия. В чем преимущество поровых мембран? Они «быстро» начинают дышать, т. е. выводят испарения, как только Вы начинаете потеть (при условии, что есть разница в парциальных давлениях водяного пара внутри и снаружи куртки . Т. е., когда есть движущая сила). В чем недостатки? Эта мембрана достаточно быстро «умирает», т. е. теряет свои свойства. Поры мембраны забиваются, что сильно снижает дышащие свойства. При неправильной стирке куртка может начать протекать. Особенно сильно этот недостаток может проявиться, если Вы не особый любитель ухаживать за своими вещами (использовать специальные DWR спреи, моющие средства для мембранных тканей и т. д.).

Комбинирование мембраны – ткань верха покрыта с внутренней стороны поровой мембраной, а поверх поровой мембраны имеется еще тонкое покрытие (т.е. беспоровая полиуретановая мембранная пленка). Эта волшебная ткань имеет все преимущества поровых и беспоровых мембран, избегая недостатков. Но за высокие технологии приходится дорого платить. Очень немногие фирмы используют данную мембрану в своих изделиях…

Категории мембран по конструкции

По конструкции мембранные ткани делятся на: двухслойные, трехслойные и так называемые «двух-с-половиной»-слойные.

Двухслойная ткань – это ткань верха, к которой с изнаночной стороны нанесена (специальным образом) мембрана (на рисунке – белая такая, но бывает и прозрачная или с каким-либо иным пигментом). Данная ткань в изделиях всегда используется с подкладкой, т.к. подкладка обеспечивает должную защиту мембране от засорения и механического повреждения.

Трехслойная ткань выглядит как ткань с мелкой сеткой с изнанки. По сути дела – это ткань верха + мембрана + трикотажная сетка, склеенные в одну структуру по специальной технологии ламинирования. Зачем нужна трикотажная сетка с изнанки? Она обеспечивает защиту мембраны, как от механических повреждений, так и от засорения. А, что самое главное, в трехслойных изделиях, использование подкладки отпадает. В итоге имеем: мегалегкую ткань + мобильность + небольшой объем изделия и максимум функциональности. Но, это уже совсем не маленькие деньги… Впрочем, кому как, а некоторым людям, в первую очередь важен комфорт, и таких людей, в последнее время, становится все больше и больше. Умнеет сноубордист отечественный… И крепчает кошельком.

«Двух-с-половиной» слойная мембранная ткань – это новинка на рынке. Обычно, это обыкновенная двухслойная мембранная ткань , изнутри покрытая подобием защитного нанесения (вспененное защитное нанесение в виде пупырышков, или трикотажные пупырышки и т. д.), призванного осуществлять функцию третьего слоя, т. е. защиту мембраны. Зато такие куртки получаются максимально легкими – не нужна подкладка, а вес защиты намного меньше, чем у трёхслойных материалов.

Классификация мембран по предназначению:

Ветрозащитные мембраны

Обычно наносятся на тонкую флисовую ткань, обеспечивая сочетание теплоты, дышащих свойств и непродуваемости. В отличие от обычного флиса, такая ткань хорошо держит ветер и согревает даже в мокром виде, сохнет при активных нагрузках очень быстро. Ткань может иметь водоотталкивающую пропитку, позволяющую выдерживать легкий дождь. — наиболее широко используемая ветрозащитная мембрана. Мембрана не очень дорогая, выдерживает много стирок. Такая ткань — оптимальный вариант для демисезонной велоодежды: велоштаны, перчатки , полоска на уши.

Представители:

Достоинства:

• Не продуваются
• Греют даже в мокром виде
• Быстро сохнут
• Допускают высокую физическую активность
• Высокая долговечность
• Невысокая цена

Недостатки:

• Слабо защищают от дождя.

Ветро- и водозащитные мембраны

Используются в туристических куртках, брюках, обуви, других аксессуарах. Обеспечивают непромокаемость и непродуваемость ткани, одновременно сохраняя дышащие свойства. Для хорошей работы такая мембрана должна быть покрыта водоотталкивающей пропиткой, чтобы вода собиралась в капли и скатывалась, а не перекрывала поры.

Представители:

Достоинства:

• Не продуваются
• Не промокают
• Допускают высокую физическую активность

Недостатки:

• Высокая цена
• Деградируют со временем
• Не любят стирку

О проклейке швов

Проклеенные швы позволяют избежать проникновения влаги через швы, и, как результат, чувствовать себя сухо и комфортно.

Вначале поговорим о швах в трехслойных изделиях. В этих изделиях швы должны, повторяю, должны быть проклеены все! Это стандарт, признанный всеми производителями! Обычно, об этом Вы можете узнать, прочитав надпись на бирке изделия: «all seams are sealed», что в переводе с английского означает «все швы проклеены». Но, все равно, внимательно посмотрите и проверьте – все ли швы на трехслойном изделии проклеены лентой. Хочется заметить, что некоторые, особо расслабившиеся фирмы, грешат отсутствием проклейки некоторых швов в изделиях из трехслойной ткани, что является позором и огромным недочетом. Следующее условие, относительно трехслойной одежды – это минимальное количество швов. Чем больше швов, тем больше вес, тем больше узлов для проклейки, тем менее мобильное изделие. В трехслойных изделиях все эти параметры чрезвычайно важны, т.к. цена этих изделий достаточно высока и подразумевается, что изделия являются самыми высокотехнологичными.

В настоящее время, большинство фирм в трехслойных изделиях используют водонепроницаемые молнии dry zipp. Использование dry zipp позволяет отказаться от клапанов или защитных планок на карманах и вентиляции, что, опять же, экономит вес и улучшает мобильность изделия. В хороших изделиях вверху dry zipp молнии имеются так называемые, zipp garage (защита замка в молнии – «гараж» для замка). При отсутствии такой «фичи» вода будет поступать внутрь изделия через небольшое отверстие вверху молнии.

Одежда из двухслойной мембраны. По поводу швов: надпись «all seams are sealed» означает, что все швы в данном изделии проклеены. Если на этикетке написано «critical seam sealing», это означает, что в изделии проклеены только основные швы, что может обернуться подтеканием в некоторых местах, а может и не обернуться. Стоит заметить, что в изделиях, позиционируемых брендом как полу-катабельные или полу-городские, такой вариант очень даже приемлем (обычно это изделия с утеплителем). Тут уж, каждый покупатель волен выбирать то, что он хочет, и что подходит лично для него. Если Вы проводите много времени просто тусуясь с друзьями на склоне, то наверняка вещи с не полностью проклеенными швами и утеплителем Вам подойдут. Как выглядят проклеенные швы в двухслойной одежде можно посмотреть на фото.

О производителях мембранной ткани

Обычно в топовых, трехслойных или двухслойных вещах, достойные бренды используют мембранные ткани производства таких фирм как W.L.Gore and Associates, Inc. ( США ) (Gore-tex, Gore-tex XCR и т. д.), Toray ( Япония ) ( Dermizax , Entrant HB), Event ( США , производится в Японии), Unitika (Япония). Это – лидеры в области технологий производства мембранных тканей. Заметьте, страны с высоким уровнем технологий!

Примерные цифры

Водонепроницаемость тканей высокого класса обычно не менее 20.000мм водного столба, а дышащие свойства не менее 8.000г/м?/24 часа. Мембрана среднего уровня обычно имеют характеристики 8.000мм/5.000г/м?/24 часа или около того. Базовый уровень – это обычно 3.000мм/3000г/м?/24 часа, хотя в изделиях из такого вида ткани, недостаточно высокие характеристики мембраны могут хорошо сочетаться с наличием большого количества вентиляционных отверстий, позволяющих регулировать температуру внутри изделия.

Водоотталкивающее покрытие –

DWR

Посмотрите – капельки на ткани не впитываются, а лежат на ткани, скатываясь в шарики! Это DWR (Durable Water Reppelence) покрытие, не позволяющее воде проходить даже через верхний слой ткани (то есть впитываться в нее). На ткани с DWR покрытием вода, скатывается в шарики и легко скатывается. DWR , кстати, штука не долговечная, и со временем исчезает (смывается), а на ткани появляются мокрые пятна (при контакте с водой). Это вовсе не значит, что изделие промокает, так как мембрана все равно воду не пропустит, но некоторый дискомфорт присутствовать может. Образовавшийся слой воды сверху не даст работать мембране, какой бы крутой она не была. Кроме этого, в поровых мембранах, в этом случае, возможно прохождение воды через мембрану. Избежать умирания DWR Вам поможет специально разработанные средства с этим самым DWR покрытием ( NIKWAX , например), продающиеся в , торгующих экстремальной одеждой.

О фактуре ткани

Rip Stop – обычно используют для топовых, дорогих шмоток. Это название способа плетения ткани, которая по своему строению напоминает сетку или соты. То есть, в этой фактуре используются как тонкие, так и толстые нити, что позволяет изготавливать прочный и, в тоже время, легкий материал.

Twill плетение также часто используют в сноубордической одежде. Это приятный на ощупь гладкий материал (см. фото пред. раздела), имеющий отличные прочностные характеристики. В последние пару лет очень многие, особо продвинутые бренды, стали представлять в своих коллекциях шмотки из джинсы (Denim) с мембраной.

Виды мембранных тканей

НЕКОТОРЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ.

Omni-Tech Mini-Faille FD Ceramic
Технология, при которой на внутреннюю поверхность ткани (прочный, текстурный, с матовым оттенком 100% нейлон ) наносится слой микропористого полиуретана, в который внедрены частички керамики, придающие ткани прочность и являющиеся дополнительными микропорами, слишком маленькими, чтобы через них проникала влага снаружи, и достаточно большими, чтобы пропускать пары влаги от тела наружу. Водопроницаемость 11900 мм, свойство ткани “дышать” 8400 гр/кв.м./24ч.
Oмni-Tech Storm Dry Coating
Ткань, на основу которой нанесен слой из матового нейлона микропористого полиуретана, а на внутреннюю поверхность ткани – водонепроницаемое покрытие. Водонепроницаемость 5500мм, свойство ткани “дышать” 5700 гр/кв.м./24ч.
Scholler-Comfort-Temp
Эта технология обеспечивает специальные накладки на внутренней стороне курток, состоящие из восковых микроклеток и регулирующие температурный микроклимат для тела.
Sympatex Transactive
Эта технология предусматривает повышенный уровень комфорта для людей, занимающихся активными видами спорта. Совершенно новая система мембранных тканей, состоящая из мембраны Sympatex и водоотталкивающего слоя, избавляет от пота не только в виде испарений, но и в виде влаги. Благодаря своей структуре, лишенный пор Sympatex Transactive гарантирует, что дыхание кожи не будет затруднено загрязнениями, кристаллами соли, частицами моющих средств и прочими внешними факторами.
Sympatex Professional
Плотно соединенные швы обеспечивают 100% водонепроницаемость . Экстремальные климатические условия зимой требуют максимум функциональности и эффективности. Это достигается благодаря двух- и трехслойным материалам, плотно соединенным друг с другом так, что они обеспечивают 100% водонепроницаемость .
Pontetorto Dryfast
Технология против запаха и влаги. Исключительно легкая вязка, которая позволяет быстро выводить пот наружу, благодаря капиллярным свойствам материала. Сохраняет тело сухим. Антибактериальный материал, который также был обработан по специальной дезинфицирующей технологии и в результате постоянно нейтрализует бактерии, которые вызывают неприятный запах.
Schoeller Stretch, Schoeller WB400
Эластичность, защита от ветра и комфорт при носке. Эластичный трехслойный материал Schoeller WB400- это три ткани в одной. Наружный слой, выполненный из эластика и синтетических волокон, гарантирует полную свободу движения и защиту от загрязнений. Водонепроницаемый второй слой позволяет поту испаряться. А плотный объемный внутренний слой с начесом, который удерживает тепло, обеспечивает удобство в носке.
В одежде из мембранной ткани в любую погоду, кроме самой жаркой влажной, можно идти или бежать, лезть по скалам, кататься на лыжах и при этом не испытывать дискомфорта. В советские времена альпинистам и туристам приходилось носить брезентовые штормовки, которые быстро намокали и были достаточно тяжелыми, по сравнению с современными мембранными куртками. В 70-х годах, когда русские альпинисты приехали к американским коллегам, те подарили гостям палатку с нанесённой на тент мембраной Gore-Tex . Русские альпинисты потом долго не могли поверить: как может быть так, что в сильнейший дождь тент не промокает, а пар от кипящей на примусе кастрюли свободно испаряется через тент палатки?! Мембранные ткани сравнивают в соответствии с упомянутыми свойствами: какой материал лучше «дышит», какой прочнее и т.д. Водонепроницаемость определяется по давлению водяного столба, которое определённое время выдерживает ткань с мембраной: чем больше выдерживает, тем лучше. В куртке, которая «держит» больше 6000 мм, можно некоторое время находится под дождём, 8000 мм — можно спокойно работать под ливнем, 10000 мм — куртка непромокаема.
«Дыхание» зависит от паропроницаемости мембраны (измеряется в г/м2 за 24 часа) — чем больше проницаемость водяных паров, тем лучше материал «дышит». Часто при покупке происходит ошибка в выборе из-за того, что разные мембраны были протестированы по-разному. Предположим, что две фирмы в рекламных материалах на свои ткани указывают проницаемость водяных паров 5000 г/м2. Но одну держали над колбой с кипящей водой, а другую при температуре воды 36,6°С. Понятно, что результаты будут разными, и что ткани «дышат» неодинаково. В Европе считаются общепринятыми тесты ISO 811 (на водонепроницаемость ), ISO 9237 (на ветронепроницаемость) и ISO 11092 (на паропроницаемость ). Однако американские, английские (BS7209 WVP Index) и остальные европейские тесты сильно различаются между собой.

НЕКОТОРЫЕ ВИДЫ ТКАНЕЙ И ТКАНЕЙ НА ОСНОВЕ МЕМБРАН

Aerolite I: Ткань из микроволокна полиэстера, водоотталкивающая и “дышащая”, мягкая на ощупь и не шуршащая.
ATX: “Дышащая” мембрана.
AWT OSMO-CERAMIC: Эта мембрана обладает высокими водонепроницаемыми и “дышащими” свойствами, сохраняющимися при любых температурах, характерных для горных условий. Кроме того, это покрытие обладает способностью активно удалять влагу, скапливающуюся на внутренней поверхности ткани, таким образом, значительно уменьшая опасную конденсацию при интенсивной работе лыжника и большом перепаде температур. Керамический компонент покрытия обладает способностью преобразовывать ультрафиолетовое излучение в инфракрасное тепло, тем самым повышая тепловые возможности изделия на +3 С .
Berber: Материал из 100% полиэстера. Быстро сохнет, обладает высокой функциональностью, при этом это легкий материал с высокой теплоизоляцией.
Bergundtal Cloth: Ткань образуется плетением нити нейлона-таслан в одном направлении и обычного нейлона в другом. Прочная основа ткани имеет внешнее водоотталкивающее покрытие, на внутреннюю поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты от суровых климатических условий.
Boucle Ricciolo: Ткань, состоящая из шерсти и полиамида.
Channel Ridge Faille: Ткань, изготовленная из нейлона-таслана, имеющая нерегулярную структуру плетения, которая придает прочность и износоустойчивость. Ткань имеет снаружи водоотталкивающее покрытие, а внутри на поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты.
Clarino Grip: Прочный, нескользящий материал, покрытый силиконом. Используется в производстве перчаток.
Climatec: Акриловое покрытие, обладающее водонепроницаемыми и “дышащими” свойствами.
Comfort Control: Синтетический материал, используемый для производства нательного белья. Капиллярные свойства которого обеспечивают отвод влаги с поверхности тела, покрытие Teflon обеспечивает максимум устойчивости к воздействию воды. Ткань защищена от ультрафиолетовых лучей. Материал имеет свойство ветронепроницаемости за счет плотного внутреннего переплетения волокон, при этом не снижена способность пропускать воздух. Ткань быстро сохнет, хорошо переносит стирку и сухую чистку.
Coolmax : Новое высокотехнологичное волокно. Поддерживает естественную температуру тела за счет улучшенной способности выводить влагу и тепло. Благодаря четырехканальной структуре этого волокна влага испаряется значительно быстрее. Изделия из него не требуют специального ухода, допустима машинная стирка и сушка.
Cordura : Высокотехнологичный материал, разработанный компанией DuPont, содержит 100% нейлон , обладающий повышенной прочностью и долговечностью. Материал имеет двойное сопротивление трению, обладает высокой стойкостью к различным видам механических нагрузок.
Dermizax : Совмещает полную водонепроницаемость и выведение влаги с увеличенной прочностью без ущерба для гладкости и мягкости материала. Водостойкость сохраняется на одном уровне, не зависимо от энергичности и напряженности движений. Свойство ткани “дышать” и выводить влагу обеспечивает уникальная беспоровая мембрана. При этом “дышащие” свойства мембраны способны усиливаться при повышении температуры тела человека. Это приводит к увеличению расстояния между длинными молекулярными цепочками полимера мембраны, что делает ее более проходимодоступной для молекул водяного пара. Сведение конденсации к минимуму предотвращает замерзание внутреннего слоя и эффективно дополняет свойство ткани “дышать”. Мембрана не разрушается при многочисленных стирках, что делает ее легкой для ухода. Водонепроницаемость 2000мм, воздухопроницаемость 10000 гр./кв.м/24ч.
Diaplex: Водостойкий мембранный материал, выдерживающий от 20000 до 40000мм водяного столба, изменяет интенсивность выведения испарений через отдельные участки одежды в зависимости от температуры, поддерживая общий комфортный уровень тепла. Превосходно совмещает полную водоустойчивость и выведение влаги с увеличенной прочностью без ущерба для гладкости и мягкости материала. Свойство ткани “дышать” и выводить влагу обеспечивает уникальная непористая мембрана. Сведение конденсации к минимуму предотвращает замерзание внутреннего слоя и эффективно дополняет свойство ткани “дышать”. Высокая эластичность для легкости движений и ветростойкость.
ZONE: В материале используется микропористая полиуретановая мембрана , снаружи она дополнительно обработана водоотталкивающей пропиткой, за счет чего ткань обладает высокой водоотталкивающей способностью. Влагонепроницаемость 5000мм, воздухопроницаемость 3000 гр./кв.м/24ч.
Dry W.E.B.: Эта технология использует многослойную структуру, которая впитывает пот, затем быстро перемещает его на внешнюю сторону ткани, применяя при этом капиллярный процесс. Полиэстер на внутренней стороне ткани убирает пот с кожи, и микрофибровое волокно полиэстера на поверхности рассеивает влагу для ее быстрого испарения. Обработанная антимикробным веществом, эта ткань защищает от бактерий.
Dynatec Schoeller: Высокопрочная ткань (более прочная, чем Cordura ), известная своей устойчивостью к трению и истиранию. Устойчива к быстрой смене температур.
Dynamonus: Армированное кевларовое волокно, прочное к носке и трению, разрывам и порезам. Благодаря основе из прочного кевлара и добавлению синтетических волокон, этот материал сохраняет все защитные свойства и при этом становится прочнее стальных нитей.
Dyneema: Материал отличает небольшой вес, водонепроницаемость , отражение УФ-лучей, стойкость к перепаду температур, прочность и гибкость.
DuraTech: Прочный нейлон с тесным переплетением волокон с перекрестным рисунком. Материал покрыт водонепроницаемой и дышащей мембраной ENTRANT, а снаружи водоотталкивающее покрытие DuroGuard.
Duratex: 100% полиэстер , с покрытием Climatec и отделкой DWR . Водонепроницаемость 3000мм, паропроницаемость 3000 гр/кв.м/24ч.
Entrant Dermizax – EV3: Трехслойный материал, в котором в качестве мембраны используется Dermizax – беспоровая тонкая мембрана , обладающая высоким коэффициентом водонепроницаемости и воздухопроницаемости. Материал обладает высокой устойчивостью к истиранию и трению, поэтому не растягивается в процессе носки . Мембрана не разрушается при стирках.
Entrant GII: Трехслойное мембранное покрытие, в структуру которого заложены два различных микропористых слоев. Ткань “дышит”, за счет чего сохраняется оптимальный баланс между водонепроницаемостью и способностью пропускать воздух. Это делает материал комфортным при использовании. Водонепроницаемость 5000 мм, проходимость влаги 8000 гр/кв.м/24ч.
EPIC: Мембранный материал, располагающийся внутри волокон, обеспечивает ”дышащие” свойства, защиту от воды и ветра.
Fieldsensor : Этот нелиняющий материал, который мгновенно сохнет и не мнется, позволяет испарениям постоянно впитываться и выводиться наружу, сохраняя при этом комфортное состояние тела.
GORE-TEX: Мембрана представляет собой биструктурный микропористый материал, прошедший процесс расширения. При этом мембрана, имеющая микропоры на несколько порядков больше, чем молекула воды, и на несколько порядков меньше, чем любая капля воды. Поэтому пропускает воду только в виде пара, что позволяет материалу дышать, но при этом не промокать и не надуваться. Все швы изделий с мембранной Gore-Tex проходят изотермическую обработку для обеспечения водоотталкивающих свойств. Водонепроницаемость 10000мм водяного столба, пропускная способность 1л водяного пара в час.
Hidra-neK: Ткань имеем водонепроницаемое покрытие (8000мм), обладая при этом хорошей вентиляцией. Ткань устойчива к трениям и носке.
High-Bulk-Acrylic: Микрофибра с объемными волокнами, которые позволяют достигнуть гофрированного эффекта на микроскопическом уровне, за счет этого повысив проницаемость для воздуха и его способность ”дышать”. Ткань обладает высокой износоустойчивостью, стойкостью к трению и истирания На ощупь материал мягкий и приятный, что повышает его комфортность.
Hollofil II: Четырехканальные волокна составляю структуру материала, наполняя его свойствами повышенной теплоизоляции. Материал приятен при носке и быстро сохнет.
Hydrаpel TF: Это двухслойный микропористый материал. В котором внешняя стороны обработана защитным слоем Teflon для увеличения водонепроницаемости. Водонепроницаемость 2000м, паропроницаемость 2000 гр/кв.м/24ч.
Hydro Tech: Прочная ударовязкая ткань. Водонепроницаемость 8000м, паропроницаемость 8000гр/кв.м/2ч
Hydro Tech 2000: Микроволоконный материал. Водонепроницаемость 2000мм.
Intriplex-Ceramic: В материале используется беспоровая керамическая мембрана. Здесь применен принцип размера воды. Т.е. расстояние между молекулами принципиально больше молекулы воды и меньше капли воды, а при увеличении температуры тела эти расстояния еще больше увеличиваются. В результате чего получается мембранный материал, который при активных движениях просто выпускает больше пара на поверхность одежды сохраняя при этом нормальный тепловой баланс тела. А следовательно и комфортность состояния. Водонепроницаемость 20000мм, паропроницаемость 15000гр/кв.м/24ч.
Isotex: Ткань на 100% не пропускает ветер, внешняя поверхность покрыта водоотталкивающим покрытием. Это гидрофильный материал, т.е. он состоит из цепочек молекул, которые проводят влагу и воду сквозь ткань. Когда молекулы воды попадают между этими цепочками, молекулы разбухают, и их способность проводить влагу и воду увеличивается.
Kevlar: Высокопрочный и долговечный материал. Обладая высокой устойчивостью к разрывам, Кевлар в 5 раз прочнее стали, если сравнивать из расчета вес на вес.
Koliv: Покрытие собирает влагу и выводит ее в атмосферу, генерирует тепло. Эта тепловая энергия позволяет быстро удалить влагу на поверхность. В результате чего, улучшаются “дышащие” свойства и влаги на внутренней стороне почти не остается. Паропроницаемость 20000 гр/кв.м/24ч.
Lemon Magic: Ткань с добавлением нейлона и полиэстера. Паропроницаемость 9000гр/кв.м/24ч., водонепроницаемость 3000мм.
Membra-Therm: Материал обладает высокой водонепроницаемостью и хорошими “дышащими” свойствами. Мембрана, используемая в производстве перчаток.
Meryl : Ткань с повышенными техническими характеристиками, обладает высокой водонепроницаемостью (8000мм водного столба). За счет специальной структуры ткани, полости внутри волокон, достигается необычайная легкость (на 25-30% легче полиамида). Эта ”дышащая” является ветронепродуваемой. Ткань отличает повышенная прочность, хорошие изоляционные качества, которые позволяют телу удерживать естественное тепло. Ткань не требует специального ухода, быстро сохнет после, не требует глажения.
Micro Grid: Материал, образованный переплетением нити нейлона и нейлонового микроволокна.
Micro-Dry: Ткань из полиэстера, специально разработанная для моделей с пуховым утеплителем, обеспечивает защиту от ветра снаружи, выведение паров влаг от тепла, предотвращая намокание пуха.
Microsafe: Ацетатное волокно с антимикробным действием. Не допускает появление запаха, дольше сохраняет свежесть ткани. Дает ощущение комфорта.
MicroSuede: 100% полиэстера, микроволокно, созданное переплетением нитей, обеспечивает плотность ткани. Мягкий ворс, водонепроницаемое ”дышащее” покрытие Obermeyer HydroBlock и внешний водоотталкивающий слой DuroGuard, обеспечивающий дополнительную защиту.
Microtachtel teflon: Материал тефлон обеспечивает максимальную грязестойкость и гидрофобность. Водоотталкивающее и маслоотталкивающее покрытия, поглощение УФ-лучей, простой уход.
Moraine Faille: Ткань из 100% текстурированного нейлона, имеющая внешнее водоотталкивающее покрытие, на внутреннюю поверхность нанесено полиуретановое напыление для дополнительной защиты.
NYLON TAFETTA: Прочный износостойкий материал защищает от ветра и выводит конденсат тела наружу. Быстросохнущий материал, обладающий свойствами хорошего воздухообмена и имеющий водоотталкивающее покрытие.
Outlast: Микротермальный материал, внедренный в ткань, который состоит из миллионов микрокапсул, способных поглощает тепло, исходящее от тела при нагревании, распределять его равномерно и возвращать тепло при охлаждении. Если температура тела повышается, то Outlast принимает на себя определенное количество тепла, восстанавливая термальное равновесие, и, в то же время, меняя фазу на жидкую (растаивание). Когда при отсутствии движения температура тела понижается, и тело становится холоднее, чем ткань, тепло передается обратно к телу, восстанавливая тепловой баланс. А Outlast меняет фазу на твердую. Таким образом, Outlast не только сохраняет тепло, но и удаляет его избыток, поддерживая при этом температурный комфорт тела.
Pemax: Ткань, в составе которой полиэстер и полиамид . Хорошие водоотталкивающие свойства.
Pertex: Cемейство тканей, работающих по четырем разным направлениям: это пуходержащие ткани, ветрозащитные ткани, водоотталкивающие материалы и ткани, защищающие от солнца. Эти ткани гибки, прочны, эластичны, сохраняют первоначальную форму, легкие, комфортные и долговечные.
Polyamide: Искусственное волокно, обладающее функциональными характеристиками. Это легкая, ”дышащая”, быстросохнущая и износостойкая ткань, которая прекрасно сохраняет свою форму и не требует специального ухода. По своему составу она может быть гладкой, шероховатой, матовой или блестящей. РА – официальное сокращение полиамида.
Polyester: Полиэстер – это общее название полиэфирных волокон и материалов, получаемых из расплавов полиэтилентерефталата. Обладает при этом высокой прочностью и износостойкостью. Хорошо сохраняет форму, не мнется, устойчив к свету, малогигроскопичен.
Polyester Microfibre: Ткань, выполненная на основе полиэстерового микроволокна, обладающая высокими влагоотводящими свойствами за счет особого переплетения сверхтонких волокон.
Hyper-dX: Износоустойчивый материал, стойкий к механическим повреждениям, является отличным снего- и водоотталкивающим материалом, свойства которого сохраняются при частых стирках.
Pile: Долговечный материал, который обеспечивает особенно мягкое и приятное тепло, защищает от сырости и не поглощает влагу.
Q.B.TEX: Уникальный материал, имеющий покрытие с миллиардом крошечных пористых отверстий. Q.B.TEX имеет отличные характеристики водоотталкивания и водонепроницаемости, влагоиспаряемости и воздухообмена. Превосходный материал для горнолыжной одежды, обладающий превосходной гибкостью и обеспечивающий удобство и свободу движения. Влагоиспаряемость материала (г/кв.м/24ч)-5000, сопротивление давлению водяного столба (мм)-2000
Solar Alpha: Ткань с включением этих нитей поглощает видимые солнечные лучи, которые составляют более 90% энергии солнца, и превращает их в тепло. Кроме того, она отражает инфракрасные лучи, генерируемые с тела, и задерживает тепло внутри одежды. Эти две функции сгенерированы в одно, чтобы создать идеальную теплоудерживающую ткань. Композиты карбида циркония, используемые в нитях, – это хорошие поглотители тепла.
Strata HD II: Микропористая мембрана. Водонепроницаемость 10000мм, паропроницаемость 10000 гр/кв.м/24ч.
Stretch: Ткань, обладающая высокой водостойкостью (15000 мм) и воздухопроницаемостью (10000 гр/кв.м/24ч), при этом это износостойкий и тянущийся материал.
Sympa Tex: Водонепроницаемая и пароотводящая мембрана, используемая как один из слоев во многослойных материалах.
2-ply Sympa Tex: Двухслойный материал, состоящий из внешней ткани (часто используется Stretch) и паропроводящей водонепроницаемой мембраны SympaTex. Водонепроницаемость 15000мм, пароотводимость ГОСТ 7000-80 гр/кв.м/24ч.
3-ply Sympa Tex: Трехслойный материал, состоящий из плотной и легкой ткани снаружи, водонепроницаемой и пароотводящей мембраны SympaTex и гигроскопичной подкладки из микросетки. Мембрана собирает выделяемую влагу и отводит ее от тела, сохраняя при этом тепловой баланс организма. Водонепроницаемость 30000мм, пароотводимость 700 гр/кв.м/24ч.
mSM 2,5 SympaTex: Это микростатическая мембрана, при разработке которой были достигнуты следующие свойства – это легкость ткани, увеличенные свойства впитываемости на внутренней поверхности и более толстый слой внутренней воздушной прослойки. В результате образовалась воздушная прослойка, которая улучшила теплоизоляцию на 30%, образовалось много зон чистой мембраны, в которых может скапливаться конденсат, не имеющий точек соприкосновения с телом. Главным отличием этого материала от трехслойного 3-ply SympaTex является структура плетения волокон, они располагаются не параллельно, а перпендикулярно к поверхности мембраны, что создает воздушную прослойку, кроме того вертикальные волокна улучшают впитываемость влаги и отводимость ее к мембране для вывода наружу.
Super Microft: 100% полиэстер , водонепроницаемость 2000мм, паропроницаемость 9000 гр/кв.м/24ч.
Supplex : Ткань не выцветает, является “дышащей”. Саплекс разработан компанией DuPont
Windbloc: Специальная мембрана делает эту ткань водонепроницаемой, ветронепроницаемой, но при этом “дышащей”. Ткань при этом достаточно легкая и не ограничивает движения.
Windstopper : Водонепроницаемый мембранный материал, 100% политетрафторэтилен (тефлон). С помощью деформации тефлона получается тонкая пористая мембрана. Она сохраняет тепло, при этом выводит лишнюю влагу в атмосферу, поддерживая комфортность тела. Мембрана используется как дополнительный слой между подкладкой и верхним слоем трикотажной вязанной одежды, помеченной знаком Windstopper .
Windstopper Flees: Мягкий, тонкий материал, с добавлением дополнительного слоя мембраны, которая обеспечивают улучшение тепловых характеристик и высокие “дышащие” свойства. Мембрана хорошо удерживает тепло. Материал вдвойне более теплый, чем обычный флис , предотвращает потерю тепла и увеличивает чувство комфорта.
WindTech 2000: Это слой облегченной, эластичной, ветрозащитой WindhibitorTM ткани между двумя слоями MFS. Обладает хорошими влагоотводящими капиллярными свойствами и задерживает ветер.
XT: Сотовая структура с микропорами создает эффекты водонепроницаемости и воздухообмена.
XT 2000: Водонепроницаемость 2000мм, воздухопроницаемость 4000 гр/кв.м/24ч
XT 5000: Водонепроницаемость 5000мм, воздухопроницаемость 8000 гр/кв.м/24ч
XT 10000: Водонепроницаемость 10000мм, воздухопроницаемость 8000 гр/кв.м/24ч
XT 20000 3 Layer: Водонепроницаемость 20000мм, воздухопроницаемость 4000 гр/кв.м/24ч
XT: Это покрытие проникает в ткань таким образом, что структура ткани становится подобна сотам – со множеством микропор. Эти поры слишком малы, чтобы пропускать частицы воды (это делает ткань водонепроницаемой), но достаточно большие для того, чтобы пропускать влажные испарения, идущие от тела (это позволяет телу дышать).
XT.L: Слоистый материал XT.L Laminate – это ультратонкая мембрана, которая обеспечивает исключительную степень водонепроницаемости, позволяя при этом коже дышать. Также эта мембрана обеспечивает тканям высокий уровень растяжимости, который служит гарантией от повреждений мембраны даже после продолжительного интенсивного использования и частых стирок.

Долговечность и эффективность

Как правило, долговечность ветрозащитных мембран ограничена прочностью и износостойкостью основного материала. При аккуратной эксплуатации ткань может выдержать множество стирок в течение нескольких лет без потери свойств.

В случае с водозащитными мембранами ситуация хуже. Считается, что срок эксплуатации хорошей дорогой мембранной куртки — несколько (2-3) лет, причем при каждой стирке водозащитные свойства ухудшаются. После того, как водоотталкивающий слой смыт, ткань в сильный дождь покрывается пленкой воды и дышит не намного лучше обычного дождевика.

После нескольких лет активной эксплуатации даже Gore-Tex начинает промокать насквозь под сильным дождем. Впрочем, это справедливо и для обычных клеенчатых курток, при тех же условиях эксплуатации. Деградацию свойств можно затормозить, периодически обрабатывая старую куртку специальной пропиткой, однако это не является панацеей, такая куртка все равно будет отсыревать под дождем.

ПЛЮСЫ И МИНУСЫ МЕМБРАННОЙ ОДЕЖДЫ

Плюсы:

• Она легкая и удобная;
• Хорошо защищает от дождя и снега, прочная и легкая;
• Она не продувается ветром и хорошо отводит испарения тела наружу;
• Она подходит как для не очень холодной погоды, так и для морозной;
• Грязь очень легко удаляется, можно забыть о стирке через день и выбирать яркие расцветки.

Минусы:

• Мембранная одежда достаточно дорогая;
• Требует особого ухода и правильной стирки;
• Относительно недолговечна;
• Одежда под нее должна быть особым образом подобрана – термобелье + флис или полартек;

СТИРКА ОДЕЖДЫ ИЗ МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ

Одежду из мембранных тканей нельзя стирать обычными моющими средствами. Стиральный порошок засоряет пористую структуру мембраны, что приводит к потере ее специфических качеств. Мембрана в этом случае прекращает «дышать» – снижаются свойства воздухопроницаемости. То же самое происходит при использовании кондиционеров и отбеливателей.
Моющие средства, в состав которых входит хлор и его производные, оказывают действие, обратное эффекту закупоривания пор мембранной ткани. Молекулы хлора оказывают на мембрану перфорирующее действие, за счет чего она начинает лучше «дышать», но, вследствие этого, промокать. Таким образом, снижаются водоотталкивающие защитные свойства мембранной ткани.
Рекомендуется стирка с использованием специальных DWR спреев, моющих средств для мембранных тканей и т. д.). В противном случае, возможна стирка с использованием жидкого мыла или детского шампуня.
Мембранную одежду ни в коем случае нельзя стирать в стиральной машине, нельзя замачивать, нельзя отжимать. Это также оказывает отрицательное действие на специфические свойства мембранной ткани.
Замачивание изделия не требуется. Как правило, загрязнения ткани легко удаляются при помощи ручной стирки. Во избежание повреждений мембраны стирка производится вручную при температуре 30-40 градусов. После стирки изделие отжимается вручную, но без скручивания. Для удаления лишней влаги можно использовать хорошо впитывающую хлопчатобумажную ткань.
Сушка изделия из мембранной ткани
Мембранная одежда сушится в расправленном виде в горизонтальном положении при комнатной температуре. Помещение, в котором производится сушка, должно быть проветриваемым. Не допускайте попадания прямых солнечных лучей во избежание выгорания верхнего слоя мембранной одежды.

СПЕЦИАЛЬНЫЙ УХОД

Мембранную одежду ни в коем случае нельзя гладить, так как высокая температура может повредить структуру ткани.
Для восстановления водоотталкивающих свойств внешней ткани мембранной одежды, используют специальный спрей на основе фтора. Фтористые составы позволяют создать водоотталкивающую пленку, которая не будет препятствовать движению воздуха. Кроме того, пленка затруднит проникновение внешних загрязнений и повысит стойкость ткани к воздействию ультрафиолета.

ПРОПИТКА МЕМБРАННОЙ ОДЕЖДЫ

Мембранные материалы необходимо время от времени пропитывать. Для этого подойдут различные специальные аэрозоли или жидкости для стирки. Необходимо помнить, что пропитывать необходимо только ЧИСТЫЕ вещи, после стирки или очистки. Для разных тканей возможно применение только собственных средств. Использование аэрозолей и жидкостей для пропитки может привести к незначительному изменению цвета одежды. Регулярное использование пропиток повлечет за собой сохранение хороших водоотталкивающих свойств мембраны.

ХРАНЕНИЕ ОДЕЖДЫ ИЗ МЕМБРАННЫХ ТКАНЕЙ

Мембранную одежду хранят в расправленном виде в вертикальном положении. Во избежание попадания пыли в пористую структуру мембраны, одежду из мембранных тканей следует помещать в защитную тканевую или полиэтиленовую оболочку. Перед хранением мембранная одежда должна быть выстирана в соответствии с рекомендациями.

ответы на вопросы в Самаре

Температурный режим зависит от количества наполнителя, но необходимо помнить, что у каждого ребенка свой индивидуальный теплообмен, поэтому ориентироваться в первую очередь нужно на него. 

Мы не помещаем информацию о плотности наполнителя на этикетки, т.к. невозможно дать универсальный и подходящий для всех ответ о температурном режиме изделия. У детей, так же как и у взрослых, разная переносимость холода.

Зная артикул товара, можно узнать о виде утеплителя и его плотности из описания на сайте или уточнив информацию об имеющемся в наличии товаре у продавца в розничном магазине или менеджера интернет-магазина.

Приведенный ниже температурный режим носит исключительно рекомендательный характер. Если Ваш ребенок на улице малоподвижен или мерзнет, не следует придерживаться рекомендаций, которые ему не подходят, стоит одевать ребенка теплее. 

Температурный режим при условии соблюдения трехслойности в одежде (первый слой – термобелье; второй слой – флис; третий слой – верхняя одежда из мембранной ткани с утеплителем)

Зима: 

• 70% пух / 30% перо (с мембраной 1000/1000) от -5 до -30 градусов
• 70% пух / 30% перо (без мембраны) от 0 до -25 градусов
• Утеплитель Fellex 250 г/м2 от -5 до -25 градусов
• Утеплитель Fellex 300 г/м2 от -5 до -30 градусов

Осень/весна:

Без утеплителя:

• без поддёвы от +15 градусов
• с поддёвой от +8 градусов

Подкладка флис:

• без поддевы от +10 градусов
• с поддевой от +5 градусов

Утеплитель Fellex® 80г/м2 :

• без поддевы от 0 до +10 градусов
• с поддевой от -5 до +5 градусов

Утеплитель Fellex® 100г/м2

• без поддевы от 0 до +5 градусов
• с поддевой от -10 до +3 градусов

Утеплитель Fellex® 120г/м2

• без поддевы от -5 до +3 градусов
• с поддевой от -10 до +3 градусов

 

Мембранная одежда – это технологичная одежда, поэтому заявленные производителями качества будут достигаться в сочетании с правильно подобранными нижними слоями. 
1. Первый слой (нижний) . Слой, который прилегает к телу. Этот слой должен хорошо выводить влагу и удерживать тепло. Для этого слоя лучше всего подойдут колготки и кофта с небольшим содержанием синтетики или термобелье.
2. Второй слой(средний) . Возможны варианты : для активных детей – флис, для спокойных детей – шерстяные изделия с небольшим содержанием синтетических нитей. 
3. Третий слой(внешний) . Сам комплект мембранной одежды. 
Количество слоев зависит от индивидуальной терморегуляции ребенка.

Что такое мембрана? Как она работает? — 1 ответов на Babyblog

«Мембрана – это либо тончайшая плёнка, которая ламинирована (приварена или приклеена по особой технологии) к верхней ткани, либо специальная пропитка, жёстко нанесённая на ткань горячим способом при производстве. С внутренней стороны плёнка или пропитка может быть защищена ещё одним слоем ткани».

Отсюда можно сделать вывод о важном свойстве мембранной одежды – она очень легкая.

Категории мембран по строению

По строению мембраны ткани делятся по принципу, какая мембрана используется: беспоровая, поровая и комбинированная.

Беспоровые мембраны работают по принципу осмоса (не космоса, а осмоса – вспоминайте уроки физики и химии в школе).

Система такая: испарения попадают на внутреннюю часть мембраны, осаживаются на ней и посредством активной диффузии быстро переходят на наружную сторону мембраны. (Опять же, только если есть движущая сила – разница в парциальных давлениях водяных паров).

В чем преимущество беспоровых мембран? Они мега долговечны, не требуют бережного ухода, исправно работают в широком диапазоне температур. Такие мембраны обычно используются в топовых (дорогих и самых функциональных) изделиях.

В чем недостатки? Поначалу может показаться, что изделия промокают, но это, как раз те самые испарения, которые скапливаются на внутренней части изделия. Т. е. они начинают дышать медленнее, но продвинутые беспоровые мембраны, «раскочегарясь», иногда по дышащим свойствам превосходят поровые.

Поровые мембраны – это, грубо говоря, мембраны, которые работают по следующему принципу: капли воды, которые попадают на мембранную ткань снаружи, пройти через поры мембраны внутрь не могут, так как эти поры слишком малы. Молекулы пара, образующиеся, когда Вы потеете, с внутренней части мембранной ткани свободно выводятся наружу через поры мембраны (так как молекула пара в тысячи раз меньше капли воды, то может свободно проникнуть через поры мембраны). В результате получаем водонепроницаемость мембранной ткани снаружи изделия и дышащие (пароотводящие) свойства изнутри изделия. Вместе с тем, капля воды в такое отверстие просочиться не сможет. Но, как (спросите вы), дырявая одежда будет противостоять ветру? Ведь молекулы ветра также существенно меньше капли воды! В этом случае мембрана работает по-другому. Ветер, попадая в длинные и узкие поры, начинает завихряться и не проходит насквозь.

В чем преимущество поровых мембран? Они «быстро» начинают дышать, т. е. выводят испарения, как только Вы начинаете потеть (при условии, что есть разница в парциальных давлениях водяного пара внутри и снаружи куртки. Т. е., когда есть движущая сила).

В чем недостатки? Эта мембрана достаточно быстро «умирает», т. е. теряет свои свойства. Поры мембраны забиваются, что сильно снижает дышащие свойства. При неправильной стирке куртка может начать протекать. Особенно сильно этот недостаток может проявиться, если Вы не особый любитель ухаживать за своими вещами (использовать специальные DWR спреи, моющие средства для мембранных тканей и т. д.).

Комбинирование мембраны – все очень круто. Система такая: ткань верха покрыта с внутренней стороны поровой мембраной, а поверх поровой мембраны имеется еще тонкое покрытие (т.е. беспоровая полиуретановая мембранная пленка). Эта волшебная ткань имеет все преимущества поровых и беспоровых мембран, избегая недостатков. Но за высокие технологии приходится дорого платить. Очень немногие фирмы используют данную мембрану в своих изделиях…

Как «работает» мембрана?

Если вы стали обладателем мембранной одежды, то не стоит надевать ее на хлопчатобумажную футболку и пускаться на пробежку в двадцатиградусный мороз. Так мембрана не «работает». Смысл в том, чтобы сохранить тепло внутри, выводя влагу наружу и не давая ей впитываться в одежду.
Классическая схема защиты от влаги и холода состоит из трех элементов-слоев, и мембрана – лишь один из них, самый последний.

Первый слой одежды – это термобелье (специальная тонкая одежда, которая сохраняет тепло, выделяемое телом). Хлопка следует избегать, так как он жадно впитывает влагу, а, следовательно, ни о каком тепле речи быть не может.

Второй слой – шерстяная одежда (с примесью синтетических тканей, отводящих влагу) или одежда из искусственных материалов типа флиса (Fleece) или полартека (Polartec). Немаловажно, чтобы второй слой был объемным и задерживал тепло.

И только третий, внешний слой – тонкая мембранная куртка.
Если мороз слабенький, то можно обойтись лишь первым и третьим слоями, что обеспечит вам мобильность и подвижность.

И, наконец, важно понимать, за счет чего влага будет отводиться наружу. За счет разницы между давлениями воздуха под мембранной курткой и снаружи. Поэтому если вы вздумаете сидеть без движения в сугробе, надеясь на «волшебную» мембрану, есть реальный шанс основательно простудиться. Однако это вовсе не означает, что нужно носиться как угорелому в ожидании разницы давлений, чтобы мембрана «заработала». Достаточно просто более или менее активно двигаться (на всякий случай: ходьба – это тоже движение).

Характеристики мембранной ткани

Охарактеризовать мембрану можно не только по структуре и принципу работы (с порами или без), но и по двум ее основным параметрам: водонепроницаемости и способности выпускать пар.

Водостойкость (или водонепроницаемость), waterproofness (миллиметры водного столба, мм вод. ст., mm h3О) – высота столба воды, который мембрана (ткань) выдерживает не промокая. Фактически этот параметр указывает давление воды, выдерживаемое без промокания. Чем выше водостойкость мембраны, том более интенсивные осадки она может выдержать, не пропустив через себя воду.

Паропроницаемость (г/м2, g/m2) – количество паров воды, которое способен пропустить квадратный метр мембраны (ткани). Применяются и другие термины: Moisture Vapour Transfer Rate(MVTR), moisture permeability. Чаще всего указывается усредненная, за длительный промежуток времени, величина g/(m2•24h) – количество паров воды, которое способен пропустить квадратный метр мембраны (ткани) за 24 часа. Чем она выше, тем комфортнее одежда.

Базовый уровень – это обычно 3.000мм/3000г/м2/24 часа.
Мембрана среднего уровня обычно имеют характеристики 8.000мм/5.000г/м2/24 часа или около того.
Водонепроницаемость тканей высокого класса обычно не менее 20.000мм водного столба, а дышащие свойства не менее 8.000г/м?/24 часа.

О проклейке швов

Проклеенные швы позволяют избежать проникновения влаги через швы, и, как результат, чувствовать себя сухо и комфортно.
Надпись «all seams are sealed» означает, что все швы в данном изделии проклеены.

Если на этикетке написано «critical seam sealing», это означает, что в изделии проклеены только основные швы, что может обернуться подтеканием в некоторых местах, а может и не обернуться. Стоит заметить, что в изделиях, позиционируемых брендом как полугородские, такой вариант очень даже приемлем (обычно это изделия с утеплителем). Тут уж, каждый покупатель волен выбирать то, что он хочет, и что подходит лично для него.

Водоотталкивающее покрытие – DWR

Посмотрите – капельки на ткани не впитываются, а лежат на ткани, скатываясь в шарики! Это DWR (Durable Water Reppelence) покрытие, не позволяющее воде проходить даже через верхний слой ткани (то есть впитываться в нее). На ткани с DWR покрытием вода, скатывается в шарики и легко скатывается. DWR, кстати, штука не долговечная, и со временем исчезает (смывается), а на ткани появляются мокрые пятна (при контакте с водой). Это вовсе не значит, что изделие промокает, так как мембрана все равно воду не пропустит, но некоторый дискомфорт присутствовать может. Образовавшийся слой воды сверху не даст работать мембране, какой бы крутой она не была. Кроме этого, в поровых мембранах, в этом случае, возможно прохождение воды через мембрану. Избежать умирания DWR Вам поможет специально разработанные средства с этим самым DWR покрытием (NIKWAX, WOLY, salamander), продающиеся в магазинах, торгующих экстремальной одеждой.

Плюсы и минусы мембранной одежды

Плюсы:

• она легкая и удобная: ребенок может двигаться на улице и получать удовольствие от прогулки, а не сидет в коляске имея возможность шевелить только головой.
• вы не тратите кучу нервов, натягивая и застегивая очередной слой одежды «потеплее»
• ребенок не взопреет, пока вы одеваетесь и выходите на улицу.
• хорошо защищает от дождя и снега, прочная и легкая;
  опять же, ваши нервы спокойны и не надо бежать домой после очередного падения в лужу.
• она не продувается ветром и хорошо отводит испарения тела наружу;
  она подходит как для не очень холодной ветреной погоды, так и для морозной;
• под нее надо надевать меньше одежды, чем обычно.
• грязь очень легко удаляется, можно забыть о стирке через день и выбирать яркие расцветки.

Минусы:

• мембранная одежда достаточно дорогая
• требует особого ухода
• относительно недолговечна
• одежда под нее должна быть особым образом подобрана;
• не подходит для любителей всего натурального.

Виды мембран

Лучшей считается микропоровая мембрана Gore-Tex, разработанная в 60-х годах 20 века для костюмов астронавтов. Для горнолыжной одежды используется, как правило, двухслойный Gore-Tex, который легче и мягче трехслойного, из которого делают, в основном, куртки для туризма и альпинизма.

Водонепроницаемость двухслойной мембраны 15000 мм, а влагоиспаряемость – 12000 г/м2/24 час.

Примерно на одном уровне с Gore-Tex держатся беспоровые мембраны Triple-Point и Sympatex, ULTREX, и другие ткани под общим названием hi-pora. Их показатели водонепроницаемости несколько ниже – примерно 12000 мм, но этого вполне достаточно для того, чтобы не промокнуть даже под сильным дождем или снегопадом. Дышат эти мембраны также очень хорошо. Sympatex, помимо того, что применяется в чистом виде, входит в состав технологии Omni-Tech, которая включает в себя мембрану, специальное водоотталкивающее покрытие и ветрозащитный слой.

Гораздо более дешевыми являются мембраны Ceplex и Fine-Tex, которые сейчас очень активно используются в производстве спортивной одежды. Основной недостаток Ceplex – его недолговечность.

Если одежда с Gore-Tex, Triple-Point или Sympatex при аккуратном обращении прослужит 4-5 лет, то Ceplex редко выдерживает больше одного-двух сезонов активного использования и начинает промокать. Fine-Tex же, напротив, не промокает, но дышит при этом немного лучше полиэтилена. Зато сами эти мембраны и одежда с ними стоят на порядок меньше аналогов из Gore-Tex, Triple-Point и Sympatex.

Мембрана Ceplex используется в производстве одежды марки Vaude.
Мембрана Fine-Tex, Sympatex – в марках Bolik, COOLAIR.
Мембраны hi-pora – в марках Commandor (Hi-Pora™/Evapora™), Lowe Alpine (Triple Point Ceramic), Columbia (Sympatex)

Мембранна, утеплитель, верхняя ткань и погодные условия, подведем итог на обывательском уровне создав обзор по торговым маркам, представленным на сегодняшний день в Украине.

Зимнюю мембранную одежду в среднем можно начинать носить с +5+7 оС (для нежарких детей). Мембранный комбинезон или комплект, одетый на малыша при осеннем дождике или во время весенней оттепели сохранит нервы маме (но не окружающим) и подарит ребёнку много радости от общения с водой. Если же активной возни в луже не предвидится – вполне хватит ткани с пропиткой DWR.

Очень неплохо, если швы в изделии будут проклеены. Под такие условия подойдут Reima tec (для нежарких детей, если же ребёнок активный и не мерзлячий – лучше обойтись демисезонной одеждой), Huppa (куртка без утеплителя на флисе или с колличеством утеплителя 80 г, брюки на флисе). Под комбинезон – минимум одежды, в идеале – термобельё. Ибо, как показывает практика, когда вокруг много луж, малышне сложно гулять неактивно.

Когда градусник показывает 0…-5 оС можно или добавлять 1 слой, или же менять верхнюю одежду. Как вариант – Reima tec (можно на термобельё добавить флисовую кофточку или смесовый гольфик), Huppa (куртка без утеплителя на флисе или с колличеством утеплителя 80, 130 г, брюки на флисе или полукомбинезон 100 г), Lenne (изделия с кол-вом утеплителя не более 150 г), Bambino, TCM, H&M.

На температуру -5…-15оС подойдут Reima tec (под комбинезон желательно пододеть термобельё или др. нательный слой и флисовый комбинезон), Huppa (куртки с колличеством утеплителя 130, 160, 200 г, полукомбинезон 100 г, комбинезон 200 г), Lenne (изделия с утеплителем 150 г, 330 г), при ниже -10 оС можно одеть пуховик (О`Hara, Chicco, Geox) или комбинезоны Кiko, Donilo, Gloria Jeans, Lemmi, Шалуны, Gusti, Bambino, TCM, H&M.

-15 оС и ниже – многие мамы при такой температуре отменяют прогулки. Если вы к таким не относитесь – позаботьтесь, чтобы ребёнок на улице не сидел на месте (тогда и шуба мало поможет), а, значит, не был одет в толстую одежду и мог свободно двигаться.

-15-20 оС не страшны будут, если малыш будет ездить с горки, лепить снежную бабу, играть в снежки (не верите – попробуйте сами!). Подойдут Reima tec (не всем, зависит от ребёнка), Huppa (куртки с колличеством утеплителя 130, 160, 200 г, полукомбинезон 100 г, комбинезон 200 г), Lenne (изделия с 150 и 330 г утеплителя), пуховик (О`Hara, Chicco, Geox), комбинезоны Кiko, Donilo, Gloria Jeans, Lemmi, Шалуны, Gustі, Bambino, TCM, H&M.

Эти рекомендации подходят для маленьких пешеходов. Если же малыш ходит, но ещё ездит в коляске – можно, одев его для пешей прогулки, в коляске усадить его в конверт. Тогда и в коляске не замёрзнет, и, бегая, не вспотеет.

Для малышей же первого года жизни хорошо подойдут слитные комбинезоны – Huppa (200 г), Lenne (малышковые модели или комбинезоны-трансформеры), пуховики (Chicco), комбинезоны Кiko, Donilo, Gloria Jeans, Lemmi, Шалуны, Gusti, овчинные комбинезоны. Также можно выбрать более лёгкие варианты, но в коляску класть меховой конверт, и гуляйте на здоровье

Ткани и утеплители LASSIE (Финляндия)

Ткани и утеплители LASSIE (Финляндия)

Финская одежда для детей Lassie (купить можно здесь) удобна, нетребовательна к уходу и приспособлена к сложным северным природным условиям. Все материалы, используемые для производства детской одежды, проходят как лабораторные, так и “полевые” испытания, чтобы дети играли на улице в любую погоду. Одежда и обувь для детей школьного возраста выдерживает любые, даже экстремальные игры. Материалы, из которых изготавливается одежда, дышат и не промокают, уберегают от дождя и ветра и не дают потеть. На них наносится тефлоновое покрытие, которое отталкивает грязь и воду.

Комбинезоны и верхняя одежда LASSIE изготавливается из различных видов ткани: Lassietec, Supratech, Supertwill и Suprafill.

Полностью мембрана присутствует только в Lassietec (водоотталкивающая, ветронепроницаемая), остальные ткани выполнены с тефлоновым покрытием.

Ткань Supratech усиленная, очень плотная ткань.

Ткань Supertwill имеет атласную структуру. Suprafill – всесезонная ткань, непромокающая, для морозов до минус 25 градусов.

Компания выпускает 2 коллекции в год: осень-зима и лето-весна (непромокаемая одежда от ветра и дождя).

Каждая модель в коллекции выпускается в нескольких цветах. Шапки, перчатки и варежки выпускаются в такой же цветовой гамме, что и верхняя одежда. Модели отличаются приятными яркими цветами, хорошим качеством и демократичными ценами. Комбинезоны на современных утеплителях (wadding – ватный утеплитель, изософт, файбертек, тинсулейт) создают микроклимат вокруг тела, зависящий от активности ребенка и погоды на улице.

Качественная одежда по мере сил поддерживает внутри температуру чуть ниже температуры тела. Поэтому ребенок под верхней одеждой на ощупь будет казаться прохладным – это не означает, что он замерз. Это нормально. Мембранные комбинезоны в идеале поддерживают эту температуру в любых условиях – и в жаре и в холоде ребенок всегда чувствует себя одинаково комфортно. Конечно, если он не перекутан.

Подкладка детских комбинезонов LASSIE

Подкладки делают из полиэстера, хлопчатобумажной ткани или из флиса.

FLEECE (флис) – искусственная шерсть. Мягкий, теплый, выводит влагу наружу. Легок в уходе, не деформируется и не дает усадки после стирки. Обладает высокой износостойкостью. Может быть разной толщины: 100, 200 или 300. Еще один вариант толщины – совсем тонкий микрофлис, который обычно используют для отделки одежды.

Polar Flees Antipilling – приятный на ощупь материал с незакатыващимся ворсом. Хорошо сохраняет тепло, защищает от сырости и не поглощает влагу.

Polartec – высокотехнологичный флис с незакатывающимся ворсом, очень прочный, гипоаллергенный. Обладает свойствами вентиляции, быстро высыхает и превосходно греет тело. WINDPROOF (100 ,80, 60) – это ветроустойчивый и дышащий флис, где цифры обозначают, сколько процентов ветра блокирует флис.

Ватный утеплитель (Wadding) в одежде LASSIE

Производитель: Финляндия. Это синтетический утеплитель (обозначается: wadding). Используется для верхней, спортивной, рабочей одежды, одежды для отдыха, перчаток, головных уборов и пр. Небольшие плотности утеплителя так же рекомендованы к использованию в мелких деталях: в планках, карманах, клапанах. Это гипоаллергенный материал, соответствующий стандарту OEKO-TEX 100.

Эластичный, мягкий, гибкий и при этом плотный и компактный материал, удобный и технологичный в обработке и производстве, приятный и легкий в использовании. Полотно состоит из термосвязанных волокон, способ переплетения которых делает утеплитель устойчивым к различным нагрузкам. Специальная микроячеистая структура не позволяет проникнуть внутрь холодному воздуху, удерживая теплый. Сохраняет свои тепловые и объемные характеристики после большого количества стирок, обладает более высоким сопротивлением на разрыв, чем другие синтетические утеплители и, таким образом, не нарушает целостность теплоизоляционного полотна при носке и уходе.

При намокании тканей одежды волокна не впитывают влагу, что позволяет сохранять тепло дольше (по сравнению с утеплителями из натуральных волокон). Может свободно находиться между слоями ткани, не «сбиваясь» и не смещаясь во время эксплуатации (не требует обязательной простежки), сохраняя внешний вид одежды. Высокие теплосберегающие параметры, гипоаллергенность, способность «дышать», отсутствие миграции волокон, уникальная восстанавливаемость и износоустойчивость дарят тепло, комфорт, долгую жизнь изделиям с ватным утеплителем.

Главное правило: Помните, что греет не утеплитель, а воздух в его полостях. Чем легче волокна, чем больше полостей внутри, тем ниже температура, при которой можно использовать эту одежду. Лучший термоизолятор – это воздух.

Мембрана одежды LASSIE

Мембранные комплекты и комбинезоны идеальны для нашей грязной слякотной весны, они абсолютно непромокаемые и непродуваемые за счет проклеенных швов и особых пропиток. Принцип действия мембраны таков, что ребенок никогда не вспотеет на прогулке, а значит, он не замерзнет. Ребенку в мембранной одежде не страшны мокрые качели и скамейки, грязные песочницы, падения в лужи, это актуально в весенний сезон. Ему не нужен и второй комплект «на грязь», мембранка легко отмывается под струей воды – или ее можно протереть губкой. Вода и грязь не проникает внутрь комбинезона, частая стирка в машинке не требуется. Стирка нужна один раз в 1-1,5 месяца (сама мембрана со временем засаливается).

«В чём заключается принцип работы мембран? Одни имеют химическую структуру в виде плёнки с порами размером в несколько тысяч раз меньше капли воды, но больше молекулы Н,0. Поэтому капля просто не проходит сквозь них. Таким образом, обеспечивается водонепроницаемость. А вот молекулы водяного пара проходят через поры свободно. При появлении пота возникает разница в парциальном давлении водяных паров под курткой и снаружи. Это и является движущей силой для удаления пара наружу. Такие мембраны называются микропорными (Microporous). При активной многочасовой работе из-за очень хороших «дышащих» свойств они поистине незаменимы. Другой тип мембран представляет собой плотную плёнку без всяких пор, не пропускающую воду. Однако эта плёнка выводит молекулы водяного пара (опять же, если есть разница в парциальном давлении) за счёт открытых связей специальных химических соединений. Подобные мембраны называются гидрофильными (Hydro-philic). Если нужно долго работать под затяжным дождём или снегопадом, они не подведут.

У мембран обоих типов есть свои достоинства и недостатки. Микропорные «дышат» лучше гидрофильных. Гидрофильные лучше тянутся и не забиваются грязью, так как не имеют пор. Чтобы микропорные мембраны дольше служили, надо стирать одежду специальными моющими средствами (в России легче всего найти средства под маркой «Nikwax»). Из микропорных мембран в российских магазинах можно встретить знаменитый Gore-Tex, Porelle. Гидрофильные мембраны представлены более широко: Sympatex, Ultimex, Sofitex, Cyclone, TransActive и др. Встречаются и комбинированные, типа Tri plePoint. Лучше других себя зарекомендовали Gore-Tex и Sympatex».

В одежде, где используется микропорный тип мембран, верхний слой ткани сам по себе должен обладать хорошими водоотталкивающими свойствами. Кроме того, никакая мембрана не будет «дышать», если на поверхности ткани есть сплошная водяная плёнка или слой льда. Не рекомендуется носить комбинезоны на одной мембране в длительных прогулках при температуре ниже -15° и при снегопадах. Мембрана обледенеет и перестанет «дышать». Ребенку до 1-1,5 лет покупать комбинезон на мембране бессмысленно, если он большую часть прогулки проводит в коляске. Поэтому для пассивных прогулок необходимо выбирать одежду с утеплителем или сочетанием мембрана+утеплитель.

Мембрана или ватный утеплитель, это неважно, одежда под комбинезоном с ненатуральным наполнителем должна быть из таких же ненатуральных тканей.

Синтетика и флис – обязательное условие правильной работы мембраны. Одежда под комбинезоном должна быть из синтетики – либо содержать синтетику. (На прохладную ветреную погоду (от -5 и ниже) одеваем под комбез флисовый или шерстяной костюм, под ним должны быть колготки и футболка с добавлением синтетики. От нуля до -5: кофта из флиса или шерсти, колготки. До +5: кофточку/водолазку с добавлением синтетики и колготки с добавлением синтетики. В любом случае смотрите по погоде и по состоянию ребенка. Если ребенок на прогулке мало ходит или спит в коляске, вам еще рано покупать мембранную одежду. В ней надо двигаться, чтобы мембрана работала правильно.

Под мембрану нужно надевать НАТЕЛЬНОЕ с содержанием синтетики (термобелье делается и из синтетики и из мериносовой шерсти тоже), нельзя 100% хлопок, т.к. влага с поверхности тела будет отводиться с синтетики на следующий слой одежды. То есть “точка росы” будет не на слое, соприкасающемся с телом ребенка, а в промежуточных слоях.

И еще в мембране никогда не бывает жарко, то есть горячим и потным ребенок никогда не бывает, если правильно одет. Хлопок он гигроскопичен, а белье должно влагу от тела отводить. Шерсть тоже гигроскопична, но 100% шерсть и мокрая греет. Любое натуральное белье впитывает пот, вызывая переохлаждение. Допускается использование шерстяных вещей – шерсть тоже проводит влагу на верхние слои одежды. Современный трикотаж в большинстве случаев уже содержит синтетику. Если позволяют средства – купите термобелье, при температуре ниже -15° на него надеваем флис или акрил.

Одежда на мембране:

LassieTEС, Финляндия.

Мембранные комбинезоны, дополнительно уплотненные материалом SUPRATECH.

SUPRATECH представляет собой толстый нейлон со специальной структурой переплетения нитей разной толщины, с водоотталкивающей пропиткой и с полиуретановым покрытием. Ткани SUPRATECH широко используются везде, где необходимо сопротивление проколам, разрывам и грубому трению. Проклеенные швы, много светоотражающих деталей, отстегивающийся капюшон, регулируемый эластичный низ рукава на липучках, отстегивающиеся штрипки.

Температурный режим от + 5 до -15 градусов Цельсия.

БОЛЬШЕМЕРКИ к маркировке прибавляем 6 см. Т.е. если маркировка 92, значит на рост 98.

Характерные качества изделий:

Водонепроницаемый и ветрозащитный «дышащий» материал LassieTEС.

Проклеенные швы не пропускают воду.

Отстегивающиеся штрипки.

В изделиях LassieTEС прекрасные водонепроницаемые и ветрозащитные свойства материла LassieTEС сочетаются с прочностью материала Cordura. В результате изделия LassieTEС прекрасно защищают от влаги и ветра, а усилительные детали из ткани Condura выдерживают сильный износ.

Маленькое дополнение про LassieTEС
Тэки деляться на весенне-летнюю коллекцию, демисезонную и на зимнюю. Если есть утеплитель – то на холодное время года. На сезон весна-лето утеплиеля нет вообще.

Lassie SUPRAFILL, Финляндия.

Прорезинен сзади от талии до пояса, спереди до груди. Подкладка в рукавах, штанинах и капюшоне – синтетическая ткань, от воротника до пояса (и спереди, и сзади) – флис. На рукавах и штанах – резинки, на штанах – текстильные резинки. Абсолютно непромокаемый комбинезон. Куртка комбинезона – 100% полиамид, штаны комбинезона – защитный материал SUPRAFIL. Водонепроницаемость и ветронепроницаемость, высокая прочность. Обработка Teflon куртки комбинезона. Супрафил идеален для весны и грязи, выдерживает мороз до минус 20.

ВНИМАНИЕ! Рукава короткие у моделей. Обращайте внимание на это при выборе размера.

Lassie G-TEC, Финляндия.

Специально для подвижных игр.

Материал G-tech отличается высокой устойчивостью к трению. Благодаря специальной обработке поверхность изделий отталкивает грязь и воду, что облегчает поддержание аккуратного вида одежды. ”Дышащее”, водонепроницаемое покрытие с изнаночной части не позволит ребенку промокнуть. Швы нижней части костюмов проклеены. Седалищная часть и колени выполнены из ткани, выдерживают сильный износ (SUPRATEC).

Температурный режим до -20 градусов Цельсия.

Используемые материалы:

Lassietec (номер сорта 215)(90%PA полиамид, 10%PU полиуретан воздухопропускающий).

Lassietec – это предлагаемое Lassie техничное решение для верхней одежды. Это означает, что Lassietec защищает от ветра и влаги, но в ребенок в нем не потеет. Ткань водонепроницаема, ее изнаночная сторона защищена от влаги пленкой из полиуретана. Лицевая сторона материала, благодаря специальной обработке, отталкивает грязь и влагу, являясь при этом ”дышащей” и водонепроницаемой. Самые важные швы проклеены для обеспечения дополнительной защиты от проникновения влаги. Изделия Lassietec защищают ребенка от холода и влаги в любую погоду и очень удобны в носке. Специально обработанная ткань отталкивает грязь настолько эффективно, что после прогулки основные загрязнения достаточно просто стереть с поверхности изделия.

Supratech (номер сорта 292)(90% PES полиэфирсульфон, 10%PU полиуретан воздухопропускающий.

Supratech – это применяемый в изделиях Lassie укрепляющий материал. Он используется на местах, которые подвержены наиболее сильному износу, т.е., в первую очередь, на коленях и ягодицах. Supratech является очень износостойким материалом и прекрасно защищает от влаги. Supratech отталкивает грязь и влагу, а его внутренняя поверхность оснащена защитной пленкой из полиуретана.

Taslan Suprafill (номер сорта 599)(83% PVC поливинилхлорид, 17%PA полиамид).

Даже воспитательницы в детских садах сумеют оценить практичность комбинезонов из материала Suprafill, ведь в них можно даже в луже сидеть без боязни промокнуть – если игра того требует. Изготавливаемый в Финляндии морозостойкий материал Suprafill очень легок в уходе и прочен, в нем можно даже ползать. Верхняя часть комбинезонов изготовлена из ”дышащих” материалов, а нижняя часть – из водостойкой ткани. Влага не проберется внутрь и через швы, поскольку он запаяны для обеспечения водонепроницаемости.
Изделие, за которым правильно ухаживают, прослужит дольше.

Большая часть верхних материалов Lassie изготавливается из синтетических волокон. Если изделия из синтетических волокн сушить при слишком высоких температурах, их поверхность становится жесткой и бугрится, после этого изделие уже не выдерживает эксплуатационных условий. Кроме того, защитная пленка, которой оборудована тыльная сторона ткани, может отклеиться либо повредиться, и после этого изделие уже не будет водонепроницаемым.

КАКОЕ КОЛИЧЕСТВО УТЕПЛИТЕЛЯ ДОЛЖНО БЫТЬ В ДЕТСКОЙ ОДЕЖДЕ? ― Finskay.ru

Всё больше и чаще спрашивают об этом! И мы решили подготовить ультра подробный и раскрытый ответ!

Раньше, когда мы еще были маленькие, в одежде не применялся такой показатель, как плотность утеплителя,  да и сами утеплители совсем другие были….куртка на ватине, или шубейка из искусственного меха…

Сейчас, в индустрии верхней детской одежды, всё чаще употребляются современные, лёгкие, но в то же время с высокими теплоудерживающими свойствами, синтетические наполнители.

И частым вопросом наших «продвинутых» покупателей стало – сколько утеплителя находится в той или иной модели.

Так вот, количество такого утеплителя обозначается в граммах – и это плотность на квадратный метр, а не конечный вес в изделии, если его взвесить ))

Указываются эти самые граммы в основном не на ярлычках вещей, а в каталогах фабрик производителей, поэтому для вас, мы обязательно указываем эту информацию на сайте в карточках товара.

Давайте же разберёмся – сколько грамм утеплителя необходимо носить в ту или иную погоду*:

0 грамм– это куртки ветровки, которые одеваем от +10 или +15 градусов и выше. Ветровочные костюмы, слитные комбинезоны, куртки у брендов Lassie, Reima, Oldos, Color kids, Caimano. 

80 грамм– это легкая степень утепления, рассчитанная на погоду от +12 и до 0 градусов. Наиболее востребованная одежда, 9 из 10 родителей выбирают именно эти модели на теплую весну и осень. Представлена в весенних коллекциях Kerry, Lassie, Reima, Caimano.

При температуре ниже +5 градусов, стоит одеваться многослойно: термобелье  + поддева из флиса + комбинезон.

100-120 грамм – одежда на холодную осень и весну. Такие модели отлично подойдут для прогулок в около нулевых отметках от  +5 до -5 градусов. В -5 градусов на прогулку одеваемся так: термобелье  + флисовая поддева + комбинезон. Смотрим марки Huppa, Deux Par Deux, Premont, Oldos Active.

 

140 – 180 грамм – самая популярная одежда на холодное межсезонье, теплую зиму – либо для зимних видов спорта, а также весьма активным детям как полноценный зимний вариант верхней одежды.

Температурный режим +5 до -15 -20 градусов.
Выпускается в осенне-зимних коллекциях Reima, Lassie, Color kids, Lego, Jonathan, Didriksons 1913.

200-230 грамм – подойдет зимними деньками от 0 до – 25 градусов. Предлагаем одежду с таким количеством наполнителя в брендах Red Zeroes, Oldos Active, Kerry, Jonathan.      

 

 

250 – 330 грамм – очень теплая зимняя одежда, можно носить в любые морозы. А уж в обычные, не супер-морозные дни, 100% не стоит переживать, что дите может замерзнуть)) Наоборот, не перегрелся бы…Активным детям может быть жарко при температуре выше -7 -5 градусов.
Выбираем у Kerry, Huppa, Gusti, Premont, Deux Par Deux.

В полукомбинезонах и брюках используется в 1,5 – 2 раза меньше утеплителя на тот же температурный режим. 

 

 

Полезна ли Вам такая информация? Сохраняйте в закладки и делитесь с друзьями! Если остались вопросы, пишите  или звоните, с радостью ответим.

• Все указанные температурные режимы носят рекомендательный характер и могут варьироваться в ту или иную сторону в зависимости от различных факторов – солнечная или пасмурная погода, сильно ветрено или нет, индивидуальная терморегуляция и активность ребенка и т.п

Вернувшись после прогулки, пощупайте спину ребенка, так вы сможете определить, холодно было ему или нет. Она должна быть теплой – это значит, что ребенку было тепло и комфортно.

Одежда на любую погоду

Кремнезем, применяемый в качестве неорганического наполнителя мембран со смешанной матрицей для разделения газов: обзор | Исследования в области устойчивого развития окружающей среды

1.

Джордж Г., Бхория Н., АльХаллак С., Абдала А., Миттал В. Полимерные мембраны для удаления кислых газов из природного газа. Sep Purif Technol. 2016; 158: 333–56.

Артикул Google Scholar

2.

Алкахим Ю., Аломаир А., Виноба М., Перес А. Полимерные газогепарационные мембраны для нефтепереработки.Int J Polym Sci. 2017; 2017: 1–19.

Артикул Google Scholar

3.

Хео Дж., Ли Б., Лим Х. Технико-экономический анализ CO ₂ риформинга свалочного газа средней чистоты в мембранном реакторе для производства H ₂ . J Clean Prod. 2018; 172: 2585–93.

Артикул Google Scholar

4.

Han Y, Ho WSW. Последние достижения в области полимерных мембран для улавливания CO ₂ .Китайский J Chem Eng. 2018; 26: 2238–54.

Артикул Google Scholar

5.

Shen Y, Lua AC. Приготовление и определение характеристик мембран со смешанной матрицей на основе ПВДФ и трех неорганических наполнителей (коллоидный непористый диоксид кремния, цеолит 4А и мезопористый МСМ-41) для разделения газов. Chem Eng J. 2012; 192: 201–10.

Артикул Google Scholar

6.

Lua AC, Shen Y. Получение и определение характеристик композитных мембран полиимид-диоксид кремния и полученных на их основе композитных мембран углерод-диоксид кремния для разделения газов.Chem Eng J. 2013; 220: 441–51.

Артикул Google Scholar

7.

Виноба М., Бхагиялакшми М., Алкахим Ю., Аломаир А.А., Перес А., Рана М.С. Недавний прогресс наполнителей в мембранах со смешанной матрицей для разделения CO ₂ : обзор. Sep Purif Technol. 2017; 188: 431–50.

Артикул Google Scholar

8.

Арун М.А., Исмаил А.Ф., Мацуура Т., Монтазер-Рахмати М.М.Исследования производительности мембран со смешанной матрицей для разделения газов: обзор. Sep Purif Technol. 2010; 75: 229–42.

Артикул Google Scholar

9.

Зорноза Б., Теллез С., Коронас Дж. Мембраны со смешанной матрицей, содержащие стеклообразные полимеры и диспергированные мезопористые сферы диоксида кремния для разделения газов. J Membrane Sci. 2011; 368: 100–9.

Артикул Google Scholar

10.

Бастани Д., Эсмаили Н., Асадоллахи М.Полимерные мембраны со смешанной матрицей, содержащие цеолиты в качестве наполнителя для приложений разделения газов: обзор. J Ind Eng Chem. 2013; 19: 375–93.

Артикул Google Scholar

11.

Бенто А., Лоренко Дж. П., Фернандес А., Рибейро М. Р., Арранс-Андрес Дж., Лоренцо В. и др. Свойства газопроницаемости декорированных гибридов МСМ-41 / полиэтилен, полученных путем полимеризации in-situ и . J Membrane Sci. 2012; 415–6: 702–11.

Артикул Google Scholar

12.

Azizi N, Mohammadi T, Behbahani RM. Сравнение характеристик проницаемости нанокомпозитных мембран PEBAX-1074 / TiO ₂ , PEBAX-1074 / SiO ₂ и PEBAX-1074 / Al ₂ O ₃ для разделения CO ₂ / CH ₄ . Chem Eng Res и Des. 2017; 117: 177–89.

Артикул Google Scholar

13.

Бхаттачарья М., Мандал МК. Синтез нанокомпозитной мембраны из нанокремнезема, экстрагированной рисовой соломой, для отделения CO ₂ .J Clean Prod. 2018; 186: 241–52.

Артикул Google Scholar

14.

Гадими А., Мохаммади Т., Касири Н. Газопроницаемость, сорбция и диффузия через нанокомпозитные мембраны PEBA / SiO ₂ (химическая модификация поверхности наночастиц). Int J Hydrogen Energ. 2015; 40: 9723–32.

Артикул Google Scholar

15.

Ловине С.Г., Асгари М., Ханбабаей Г.CO ₂ проникновение через мембраны из поли (амид-6-b-этиленоксида) -нанокремнезема. Appl Surf Sci. 2014; 318: 176–9.

Артикул Google Scholar

16.

Рафик С., Ман З., Маулуд А., Мухаммад Н., Майтра С. Отделение CO ₂ от CH ₄ с использованием нанокомпозитных мембран полисульфон / полиимид кремнезема. Sep Purif Technol. 2012; 90: 162–72.

Артикул Google Scholar

17.

Садеги М., Семсарзаде М.А., Моадель Х. Повышение газоразделительных свойств полибензимидазольной (PBI) мембраны за счет включения наночастиц диоксида кремния. J Membrane Sci. 2009; 331: 21–30.

Артикул Google Scholar

18.

Aghaei Z, Naji L, Asl VH, Khanbabaei G, Dezhagah F. Влияние содержания коллоидного кремнезема и размера частиц в мембранах со смешанной матрицей из поли (амид 6-b-этиленоксида) для разделения газов. Sep Purif Technol.2018; 199: 47–56.

Артикул Google Scholar

19.

Ан Дж., Чунг В.Дж., Пиннау И., Сонг Дж., Ду Н, Робертсон Г.П. и др. Газотранспортное поведение мембран со смешанной матрицей, состоящих из наночастиц диоксида кремния в полимере с собственной микропористостью (PIM-1). J Membrane Sci. 2010; 346: 280–7.

Артикул Google Scholar

20.

Исанеджад М., Мохаммади Т. Влияние модификации амином на морфологию и характеристики нанокомпозитных мембран поли (эфир-блок-амид) / коллоидный диоксид кремния для разделения CO ₂ / CH ₄ .Mater Chem Phys. 2018; 205: 303–14.

Артикул Google Scholar

21.

Ханбабаей Г., Вашегани-Фарахани Э., Рахматпур А. Чистый и смешанный газ CH ₄ и n-C ₄ H ₁₀ Проникновение в нанокомпозитные мембраны из пирогенного диоксида кремния из PDMS. Chem Eng J. 2012; 191: 369–77.

Артикул Google Scholar

22.

Махдави Х., Моради-Гаракани Ф. Влияние мембран со смешанной матрицей, содержащих новый трехъядерный цинк MOF, наночастицы коллоидального кремнезема и PES, на разделение CO ₂ / CH ₄ .Chem Eng Res Des. 2017; 125: 156–65.

Артикул Google Scholar

23.

Огболе Э.О., Лу Дж., Илиас С., Десман В. Влияние обработанного поверхности _SiO2 на поведение переноса O ₂ и N ₂ через полидиметилсилоксановую нанокомпозитную мембрану. Sep Purif Technol. 2017; 175: 358–64.

Артикул Google Scholar

24.

Shen Y, Lua AC.Структурные и транспортные свойства нанокомпозитных мембран из сополиимида (P84) и диоксида кремния БТДА-ТДИ / МДИ для разделения газов. Chem Eng J. 2012; 188: 199–209.

Артикул Google Scholar

25.

Вахаб МИД, Исмаил А.Ф., Шилтон С.Дж. Исследования газопроницаемости асимметричных полисульфоновых половолоконных мембран со смешанной матрицей с использованием наноразмерного коллоидального диоксида кремния в качестве наполнителей. Sep Purif Technol. 2012; 86: 41–8.

Артикул Google Scholar

26.

Квон И, Им Х, Ким Дж. Влияние наночастиц ПММА-привитого диоксида кремния на газопроницаемость полиимидных мембран на основе гексафторизопропилидена. Sep Purif Technol. 2011; 78: 281–9.

Артикул Google Scholar

27.

Сузуки Т., Ямада Ю. Влияние термической обработки на газотранспортные свойства гиперразветвленных гибридных мембран полиимид – диоксид кремния. J Membrane Sci. 2012; 417: 193–200.

Артикул Google Scholar

28.

Zhang H, Goeppert A, Olah GA, Prakash GKS. Замечательное влияние влаги на адсорбцию CO ₂ нанокремнезема, поддерживаемого линейным и разветвленным полиэтиленимином. J CO2 Util. 2017; 19: 91–9.

Артикул Google Scholar

29.

Xing R, Ho WSW. Сшитые мембраны со смешанной матрицей поливиниловый спирт-полисилоксан / коллоидальный диоксид кремния, содержащие амины для разделения CO ₂ / H ₂ . J Membrane Sci. 2011; 367: 91–102.

Артикул Google Scholar

30.

Galve A, Sieffert D, Staudt C, Ferrando M, Guell C, Téllez C, et al. Комбинация упорядоченного мезопористого кремнезема MCM-41 и слоистого титаносиликатного наполнителя JDF-L1 для мембран со смешанной матрицей на основе сополиимида 6FDA. J Membrane Sci. 2013; 431: 163–70.

Артикул Google Scholar

31.

Хан А.Л., Клайсом С, Гахлаут А., Хан А.У., Ванкелеком МФЖ.Мембраны со смешанной матрицей, содержащие матримид и функционализированный мезопористый MCM-41 -SO ₃ H для разделения газов. J Membrane Sci. 2013; 447: 73–9.

Артикул Google Scholar

32.

Хан А.Л., Клайсом С., Гахлаут А., Ванкелеком IFJ. Полисульфонакрилатные мембраны, содержащие функционализированный мезопористый MCM-41 для разделения CO ₂ . J Membrane Sci. 2013; 436: 145–53.

Артикул Google Scholar

33.

Laghaei M, Sadeghi M, Ghalei B, Shahrooz M. Роль совместимости между полимерной матрицей и силановыми связующими агентами на характеристиках мембран со смешанной матрицей: полиэфирсульфон / MCM-41. J Membrane Sci. 2016; 513: 20–32.

Артикул Google Scholar

34.

Park S, Bang J, Choi J, Lee SH, Lee JH, Lee JS. Трехмерно-неупорядоченные мембраны со смешанной матрицей, содержащие мезопористый диоксид кремния (DMS), для разделения парниковых газов CO ₂ и не-CO ₂ .Sep Purif Technol. 2014; 136: 286–95.

Артикул Google Scholar

35.

Вахид Н., Муштак А., Табассум С., Гилани М.А., Ильяс А., Ашраф Ф. и др. Мембраны со смешанной матрицей на основе полисульфона и экстракта рисовой шелухи диоксида кремния для отделения CO ₂ . Sep Purif Technol. 2016; 170: 122–9.

Артикул Google Scholar

36.

Wu H, Li XQ, Li YF, Wang SF, Guo RL, Jiang ZY, et al.Облегченные транспортные мембраны со смешанной матрицей, содержащие функционализированный амином MCM-41 для улучшения свойств разделения газов. J Membrane Sci. 2014; 465: 78–90.

Артикул Google Scholar

37.

Lanc M, Friess K, Hynek V, Sysel P, Celisova M, Stepanek F, et al. Проницаемость и сорбция газов в мембранах со смешанной матрицей на основе сверхразветвленных полиимидов и полых кремнеземных микросфер. Инженер по процедурам. 2012; 44: 815–6.

Артикул Google Scholar

38.

Xin QP, Zhang Y, Shi Y, Ye H, Lin LG, Ding XL и др. Настройка производительности разделительных мембран CO ₂ путем включения многофункциональных модифицированных микросфер кремнезема в полимерную матрицу. J Membrane Sci. 2016; 514: 73–85.

Артикул Google Scholar

39.

Ахмад Н.А., Но АНМ, Лео С.П., Ахмад А.Л. Удаление CO ₂ с использованием мембранной газовой абсорбции с мембраной из ПВДФ, содержащей цеолит POSS и SAPO-34.Chem Eng Res Des. 2017; 118: 238–47.

Артикул Google Scholar

40.

Герреро Г., Хагг М.Б., Кигнельман Г., Саймон С., Петерс Т., Ривал Н. и др. Исследование наночастиц полиэдрических олигомерных сил-сесквиоксанов (POSS®), функционализированных амино и амидино, в гибридных мембранах на основе ПВС для разделения CO ₂ / N ₂ . J Membrane Sci. 2017; 544: 161–73.

Артикул Google Scholar

41.

Герреро Г., Вентури Д., Петерс Т., Соперник Н., Денонвилл С., Саймон С. и др. Влияние функционализированных наночастиц на разделительные свойства газоразделительных мембран на основе ПВС на основе CO ₂ / N ₂ . Энергия процедуры. 2017; 114: 627–35.

Артикул Google Scholar

42.

Киношита Й., Вакимото К., Гиббонс А.Х., Исфахани А.П., Кусуда Х., Сивания Э. и др. Повышенная селективность разделения газов на мембране PIM-1 за счет эффективного диспергирования функционализированных наполнителей POSS.J Membrane Sci. 2017; 539: 178–86.

Артикул Google Scholar

43.

Lanc M, Sysel P, Soltys M, Stepanek F, Fónod K, Klepic M, et al. Синтез, получение и характеристика новых сверхразветвленных полиимидных мембран на основе 6FDA-TTM для эффективного разделения CO ₂ : влияние внедренных мезопористых частиц диоксида кремния и силоксановых связей. Полимер. 2018; 144: 33–42.

Артикул Google Scholar

44.

Хассанаджили С., Масуди Э., Карими Дж., Хадеми М. Мембраны со смешанной матрицей на основе полиэфируретана и полиэфируретана, содержащие наночастицы диоксида кремния, для разделения газов CO ₂ / CH ₄ . Sep Purif Technol. 2013; 116: 1–12.

Артикул Google Scholar

45.

Silaghi MC, Chizallet C, Raybaud P. Проблемы, связанные с молекулярными аспектами деалюминирования и обескремнивания цеолитов. Micropor и Mesopor Mat.2014; 191: 82–96.

Артикул Google Scholar

46.

Амеди HR, Агаджани М. Газоразделение в мембранах со смешанной матрицей на основе полиуретана, содержащего наночастицы SiO ₂ , ZSM-5 и ZIF-8. J Nat Gas Sci Eng. 2016; 35: 695–702.

Артикул Google Scholar

47.

Khdary NH, Abdelsalam ME. Полимерно-кремнеземные нанокомпозитные мембраны для улавливания CO ₂ .Arab J of Chem. 2017; Под давлением.

48.

Tseng HH, Chuang HW, Zhuang GL, Lai WH, Wey MY. Структурно-контролируемые мезопористые мембраны со смешанной матрицей на основе SBA-15 для очистки H ₂ и улавливания CO ₂ . Int J Hydrogen Energ. 2017; 42: 11379–91.

Артикул Google Scholar

49.

Zhuang GL, Tseng HH, Wey MY. Приготовление мембран со смешанной матрицей ППО-диоксид кремния золь-гель методом in situ для разделения H ₂ / CO ₂ .Int J Hydrogen Energ. 2014; 39: 17178–90.

Артикул Google Scholar

50.

Садеги М., Мехди Талакеш М., Галей Б., Шафи М. Получение, характеристика и газопроницаемость нанокомпозитной мембраны на основе полиуретана и кремнезема на основе поликапролактона. J Membrane Sci. 2013; 427: 21–9.

Артикул Google Scholar

51.

Садеги М., Семсарзаде М.А., Барикани М., Поурафшари К.М.Газоразделительные свойства полиуретан-кремнеземных нанокомпозитных мембран на основе простого полиэфира. J Membrane Sci. 2011; 376: 188–95.

Артикул Google Scholar

52.

Хасебе С., Аояма С., Танака М., Каваками Х. CO ₂ разделение полимерных мембран, содержащих наночастицы кремнезема, с газопроницаемым нанопространством. J Membrane Sci. 2017; 536: 148–55.

Артикул Google Scholar

53.

Хассанаджили С., Хадеми М., Кешаварз П. Влияние различных типов наночастиц диоксида кремния на проницаемость мембран со смешанной матрицей полиуретан / диоксид кремния. J Membrane Sci. 2014; 453: 369–83.

Артикул Google Scholar

54.

Goh PS, Ismail AF, Sanip SM, Ng BC, Aziz M. Последние достижения неорганических наполнителей в мембране со смешанной матрицей для разделения газов. Sep Purif Technol. 2011; 81: 243–64.

Артикул Google Scholar

55.

Валеро М., Зорноза Б., Теллез С., Коронас Дж. Мембраны со смешанной матрицей для разделения газов путем сочетания кремнезема MCM-41 и MOF NH ₂ -MIL-53 (Al) в стеклообразных полимерах. Micropor и Mesopor Mat. 2014; 192: 23–8.

Артикул Google Scholar

56.

Lee DW, Yoo BR. Современные композиты кремнезем / полимер: материалы и области применения. J Ind Eng Chem. 2016; 38: 1–12.

Артикул Google Scholar

57.

Salim W, Ho WSW. Очистка водорода с помощью CO ₂ -селективные облегченные транспортные мембраны. Curr Opin Chem Eng. 2018; 21: 96–102.

Артикул Google Scholar

58.

Ахмадизадеган Х., Эсмаилзаде С. Новый полиэфир / SiO ₂ нанокомпозитные мембраны: синтез, свойства и морфологические исследования. Твердофазный наука. 2018; 80: 81–91.

Артикул Google Scholar

59.

Семсарзаде М.А., Галей Б. Получение, характеристика и газопроницаемость мембран со смешанной матрицей полиуретан-диоксид кремния / поливиниловый спирт. J Membrane Sci. 2013; 432: 115–25.

Артикул Google Scholar

60.

Sekizkardes AK, Zhou X, Nulwala HB, Hopkinson D, Venna SR. Ионно-сшитые мембраны со смешанной матрицей из полиэфира и силикагеля для отделения CO ₂ от дымовых газов. Sep Purif Technol. 2018; 191: 301–6.

Артикул Google Scholar

61.

Сузуки Т., Ямада Ю. Синтез и газотранспортные свойства новых гиперразветвленных гибридных мембран полиимид-диоксид кремния. J Appl Polym Sci. 2013; 127: 316–22.

Артикул Google Scholar

62.

Golzar K, Amjad-Iranagh S, Amani M, Modarress H. Исследование свойств переноса проникающего газа в полисульфоновые мембраны, заполненные чистыми и наноразмерными частицами кремнезема.J Membrane Sci. 2014; 451: 117–34.

Артикул Google Scholar

63.

Робсон Л.М. Вернемся к верхней границе. J Membrane Sci. 2008; 320: 390–400.

Артикул Google Scholar

64.

Де Анжелис М.Г., Сарти ГК. Сорбция и проницаемость газов в мембранах со смешанной матрицей на основе стеклообразных полимеров и наночастиц кремнезема. Curr Opin Chem Eng. 2012; 1: 148–55.

Артикул Google Scholar

65.

Гадими А., Мохаммади Т., Касири Н. Математическое моделирование переноса газа через нанокомпозитные мембраны PEBAX / (непористый диоксид кремния): разработка на основе соотношений Ван Амеронгена и Ван Кревелена. Sep Purif Technol. 2016; 170: 280–93.

Артикул Google Scholar

66.

Бакар Р.А., Яхья Р., Ган С.Н. Производство аморфного кремнезема высокой чистоты из рисовой шелухи. Rulesia Chem. 2016; 19: 189–95.

Артикул Google Scholar

67.

Умеда Дж., Кондо К. Высокая степень очистки аморфного кремнезема, полученного из рисовой шелухи, путем сочетания гидролиза полисахаридов и удаления металлических примесей. Ind Crop Prod. 2010. 32: 539–44.

Артикул Google Scholar

68.

Кармона В.Б., Оливейра Р.М., Силва В.Т.Л., Маттосо БАК, Маркончини Дж.М. Нанокремнезем из рисовой шелухи: извлечение и характеристика. Ind Crop Prod. 2013; 43: 291–6.

Артикул Google Scholar

69.

Tagliabue M, Bellussi G, Broccia P, Carati A, Millini R, Pollesel P и др. Адсорбция сероводорода под высоким давлением на алюмосиликате. Chem Eng J. 2012; 210: 398-403.

Артикул Google Scholar

70.

Сюэ QM, Лю Ю.С. Удаление незначительной концентрации H ₂ S на модифицированном МДЭА SBA-15 для очистки газов. J Ind Eng Chem. 2012; 18: 169–73.

Артикул Google Scholar

71.

Montes D, Tocuyo E, Gonzaez E, Rodriǵuez D, Solano R, Atencio R и др. Реактивная хемосорбция H ₂ S на мезопористом кремнеземном молекулярном сите, поддерживаемом CuO или ZnO. Micropor Mesopor Mat. 2013; 168: 111–20.

Артикул Google Scholar

72.

Джайбун В., Юсук Б., Прасассаракич П. Ксерогель диоксида кремния, модифицированный амином, для удаления H ₂ S при низкой температуре. Fuel Process Technol. 2014; 128: 276–82.

Артикул Google Scholar

73.

Zhang ZF, Liu BS, Wang F, Wang WS, Xia C, Zheng S, Amin R. Удаление сероводорода из горячего угольного газа с помощью различных мезопористых кремнеземов на основе Mn ₂ O ₃ сорбентов. Appl Surf Sci. 2014; 313: 961–9.

Артикул Google Scholar

Влияние типа наполнителя на разделительные свойства мембран со смешанной матрицей

Фазовый состав и распределение использованных частиц по размерам были охарактеризованы методами дифракции рентгеновских лучей (XRD) и дифференциального рассеяния света (DLS) соответственно.На рисунке 4а показана рентгенограмма Cr ₂ O ₃ . Основные пики были проиндексированы как (012), (110), (104), (113), (024), (214) и (300), что соответствует ссылкам (Farzaneh and Najafi 2011). Гистограмма DLS показывает, что размер зерна находится в пределах 200 нм. На рис. 4b показана XRD наночастиц магнетита, полученных методом соосаждения. Наблюдаемые пики: плоскости (220), (311), (400), (511) и (400) подтверждают структуру шпинели Fe ₃ O ₄ (Pati et al.2012 г., Хан и др. 2014). Согласно измерениям DLS, размер зерна находится в диапазоне 25–50 нм. Наличие TiO ₂ подтверждено наличием пиков: (110), (101), (200), (111), (220), (002), (310), (301) и (112) плоскостей, соответствующих рутиловая фаза (рис. 4c), но форма рентгеновских линий может указывать на то, что в ней есть микрозерна (Thamaphat et al. 2008). С другой стороны, измерение DLS показывает, что гидродинамический диаметр частиц составлял 9–12 нм. Вероятно, это связано с хорошей стабильностью дисперсии в частицах этиленгликоля, которая ограничивает агрегацию частиц TiO ₂ .

Рис. 4

XRD и DLS анализ использованных частиц: Cr ₂ O ₃ ( a ), Fe ₃ O ₄ ( b ) и TiO ₂ () в )

Оцененные параметры процесса первапорации, описывающие транспортные свойства, то есть коэффициенты диффузии, проницаемости и растворимости этанола и воды через как первичные, так и композитные, сшитые эпихлоргидрином хитозановые мембраны, собраны в таблице 1.

Таблица 1 Расчетные параметры переноса воды и этанола хитозановых мембран, сшитых эпихлоргидрином, без и с различным количеством неорганических наполнителей

Результаты показали, что оцененные значения коэффициента диффузии различаются для воды и этанола, проникающих через сшитые эпихлоргидрином хитозановые MMM. Как первичные, сшитые эпихлоргидрином хитозановые мембраны, так и мембраны, содержащие Cr ₂ O ₃ и TiO ₂ , достигают гораздо более высокого значения коэффициента диффузии этанола, чем для воды.В противном случае для мембран с наполнителем Fe ₃ O ₄ наблюдалась обратная тенденция коэффициента диффузии.

Добавление частиц оксида железа (II, III) влияло как на диффузию, так и на коэффициенты растворимости воды и этанола. Присутствие магнетита привело к увеличению коэффициента диффузии воды и уменьшению коэффициента диффузии этанола по сравнению с исходной мембраной. Кроме того, увеличение содержания наполнителя повлияло на дальнейшее снижение коэффициента диффузии этанола с 70.{2} \) / м мм рт. Несмотря на повышение растворимости этанола при увеличении количества магнетита, их значения в 3,5 раза ниже, чем для воды, которая фактически лучше проникает в мембрану. Наличие частиц Fe ₃ O ₄ делает мембрану менее восприимчивой к набуханию в воде, что вызывает уменьшение их проникновения через мембрану и наблюдаемые значения коэффициента водопроницаемости уменьшаются.

Для чистой хитозановой мембраны коэффициенты диффузии для воды и этанола были равны 8.9 × 10 ⁻¹⁴ и 131,2 × 10 ⁻¹⁴ м ² / с соответственно. Добавление частиц Cr ₂ O ₃ в хитозановую матрицу увеличивало коэффициент диффузии обоих компонентов сырья, т.е. в 4,5 и 3,5 раза для воды и этанола, соответственно. Добавление гидрофильного Cr ₂ O ₃ увеличивало гидрофильность мембраны, и наблюдался повышенный транспорт воды через эту мембрану. Кроме того, большее количество наполнителя создает дополнительный свободный объем в полимерной матрице и, как следствие, дает больше пространства для проникновения как молекул воды, так и этанола.Максимальное содержание Cr ₂ O ₃ (15 мас.%) Влияет на увеличение коэффициента растворимости в воде и коэффициента диффузии этанола, но снижает коэффициент растворимости этанола и коэффициент диффузии воды.

Когда полимерная матрица содержала TiO ₂ , снижение коэффициента диффузии этанола с 131,2 × 10 ⁻¹⁴ до 99,7 × 10 ⁻¹⁴ м ² / с и значительное увеличение коэффициента диффузии воды с 8,9 × 10 ^{От −14} до 47.3 × 10 ⁻¹⁴ м ² / с; однако наблюдалась противоположная тенденция коэффициента растворимости, т.е. увеличение содержания этанола и уменьшение коэффициента растворимости в воде. Дальнейшее добавление TiO ₂ увеличивает коэффициент проницаемости как для воды, так и для этанола и снижает их коэффициенты диффузии, тогда как 15 мас.% TiO ₂ влияет на увеличение коэффициентов диффузии и уменьшение коэффициентов растворимости молекул воды и этанола.

Несмотря на созданные свободные объемы, для загруженной 15 мас.% Cr ₂ O ₃ коэффициент проницаемости как для воды, так и для этанола уменьшается аналогично мембране, содержащей 15 мас.% Частиц TiO ₂ .

Присутствие оксида титана (IV) в основном влияет на транспорт этанола, а не на воду. Добавление гидрофильного наполнителя повышает гидрофильность мембраны и снижает сродство мембраны к органическому растворителю. К сожалению, более высокое содержание этого наполнителя привело к увеличению содержания этанола в пермеате, а не в воде. Это явление можно объяснить тем фактом, что добавление наночастиц TiO ₂ к матрице хитозана создает дополнительные свободные объемы в полимере и, как следствие, дает пространство для более легкого проникновения молекул воды через мембрану.Когда содержание фильтра составляло 15 мас.%, Потоки этанола и воды уменьшались. Аналогичные замечания наблюдали Sarinam et al. (2006), где частицы TiO ₂ при высоком содержании в матрице ПВС будут действовать как усиливающие мостиковые элементы, тем самым делая цепи ПВС более плотными, тем самым обеспечивая пониженный эффект набухания в воде и этаноле (Таблица 2) с одновременным уменьшение потока при увеличении количества TiO ₂ (рис. 5).

Таблица 2 Степень набухания в дистиллированной воде и чистом этаноле (99.8%) измерено для первичных сшитых эпихлоргидрином хитозановых мембран и с другим оксидным наполнителем Рис. 5

Нормализованные потоки компонентов для первичных и композитных МММ хитозана, сшитых эпихлоргидрином (закрашенные метки – этанол, пустые метки – вода)

Добавление 5 мас.% Cr ₂ O ₃ к хитозановой мембране вызывало увеличение количества воды и уменьшение нормализованного потока этанола по сравнению с мембраной без наполнителя. Более высокое содержание Cr ₂ O ₃ , аналогично TiO ₂ , сделало доступным больше свободного объема в мембране и подразумевает более высокий нормированный поток этанола.Дальнейшее уменьшение нормализованного потока этанола наблюдалось выше этого содержания Cr ₂ O ₃ , когда степень набухания в воде значительно увеличивалась и сродство мембраны к этанолу снижалось.

Когда 5 мас.% Fe ₃ O ₄ было добавлено к исходной мембране, нормализованный поток этанола увеличился, но будущая реализация наполнителя приведет к постепенному уменьшению нормализованного потока этанола. С другой стороны, нормализованный поток воды увеличивается, несмотря на снижение степени набухания в воде, если содержание магнетита в МММ увеличивается.Вначале добавление частиц Fe ₃ O ₄ к MMM вызывало увеличение свободного объема в полимерной матрице, но, несмотря на будущее увеличение количества наполнителя, определенное значение общего потока не увеличивалось. Вероятно, это связано с магнитными свойствами Fe ₃ O ₄ – большее количество создает более сильное магнитное поле, которое оказывает благотворное влияние на свойства разделения мембраны, создавая барьер для молекул этанола, облегчая перенос молекул воды через мембрану. .Магнетит, как наполнитель, влияет на состав пермеата – увеличивая воду и уменьшая нормализованные потоки этанола, но не влияя на значение общего нормализованного потока, фактически улучшая таким образом коэффициент разделения этих мембран.

Для сравнения эффективности разделения различных исследованных мембран использовали индекс первапорационного разделения (таблица 3). Видно, что разные оксиды металлов по-разному влияют на свойства мембран. Оксид титана (IV) оказывает большое влияние на нормализацию общего потока.К сожалению, присутствие TiO ₂ влияет скорее на поток этанола, который выше, когда мембрана содержит более 5 мас.% Наполнителя, по сути, их коэффициент разделения не впечатляет. С другой стороны, оксид железа (II, III) больше влияет на коэффициент разделения, чем на общий нормированный поток. Коэффициент разделения для мембраны, содержащей 15 мас.% Fe ₃ O ₄ , был равен 16,3 и был примерно в восемь раз выше, чем для исходной мембраны. Оксид хрома (III) влияет на оба параметра переноса, но уровень содержания наполнителя выше 10 мас.% Приводит к ухудшению транспортных характеристик по сравнению с исходной мембраной.Наибольшие значения индекса первапорационного разделения были получены для мембран, содержащих 15 мас.% Fe ₃ O ₄ (296,8 кг / м ² ч мкм), 5 мас.% Cr ₂ O ₃ (132,2 кг / м ² · ч мкм), 10 мас.% Cr ₂ O ₃ (83,4 кг / м ² ч мкм), 10 мас.% Fe ₃ O ₄ и 5 мас.% Fe ₃ O ₄ (79,6 и 75,8 кг / м ² ч мкм соответственно).

Таблица 3 Сравнение индекса первапорационного разделения, PSI для всех изученных MMM хитозана

Сравнение характеристик первапорации гибридных мембран на основе хитозана

Хитозан, как биополимер, широко используется в качестве мембранного материала для первапорационной дегидратации водноорганических растворов благодаря своей выдающейся селективности по отношению к воде, адгезивности, пленкообразующей способности и устойчивость к органическим растворителям.Таблица 4 суммирует характеристики первапорации гомогенных, а также гибридных мембран на основе хитозана для дегидратации раствора этанола, о которых сообщается в литературе. Было видно, что существует связь между потоком и коэффициентом разделения. К сожалению, высокая эффективность процесса при высоких значениях потока была очень редкой, с другой стороны, низкая величина получаемого потока делала невозможным использование этого типа мембраны в промышленных масштабах. Однако очень важными факторами процесса первапорационной дегидратации были температура и концентрация сырья.

Таблица 4 Сравнение первапорационных характеристик мембран на основе хитозана для дегидратации водного раствора этанола

Изменения в составе сырья значительно влияют на эффективность процесса с использованием гидрофильных мембран, так как снижение содержания воды снижает возможность набухания мембран и уменьшения проницаемости. Вон и др. (1996) изучали влияние состава корма на перенос воды через чистые хитозановые мембраны в процессе первапорации при 40 ° C.Они заметили, что более высокая концентрация воды в разделительной смеси влияет на увеличение получаемого потока проницаемости. Кроме того, содержание воды в пермеате не было линейным. Кроме того, повышение температуры подачи также положительно влияет на поток проницаемости, в то время как снижается коэффициент разделения (Jiraratananon et al. 2002).

Мембраны, полученные в данной работе, характеризуются достаточно высокими значениями потоков проницаемости с гораздо более низкими значениями коэффициента разделения, чем другие мембраны со смешанной матрицей, представленные в литературе; однако добавление неорганического наполнителя может улучшить свойства мембраны.Кроме того, знание о влиянии типа и количества наполнения позволит разработать новые, более эффективные мембраны для процессов первапорационной дегидратации.

Последние достижения в области наполнителей в мембранах со смешанной матрицей для разделения CO2: обзор

Основные моменты

•

Классификация и характеристики MMM.

•

Текущие разработки в MMM, содержащих цеолиты, углерод и наполнители MOF.

•

Обобщение влияния неорганических наполнителей в MMM на разделение CO ₂ .

•

Выбор наполнителей и направления будущих исследований для разработки MMM.

Реферат

Среди различных технологий снижения выбросов CO ₂ мембранная технология предложила более энергоэффективный и экологичный процесс отделения CO ₂ от крупных источников выбросов с целью снижения CO _{2 Уровень выбросов в атмосферу} . Как правило, в процессах разделения газов использовались полимерные и неорганические мембраны, но у каждой из них есть свои плюсы и минусы.В настоящее время мембранные исследования направлены на устранение недостатков мембран по-разному за счет изготовления нового типа мембран со смешанной матрицей (MMM) путем включения неорганических частиц в качестве наполнителей в полимерные матрицы. Эффективность MMM зависит от текстурных свойств наполнителей, эффекта молекулярного просеивания и взаимодействия мембрана-пенетрант. Основная проблема при изготовлении МММ – это выбор наполнителей, которые контролируют характеристики разделения газов мембран.В этом обзоре были собраны данные о влиянии наполнителей, таких как цеолит, углерод и металлоорганический каркас, при изготовлении МММ и их проницаемости по CO ₂ и селективности CO ₂ / CH ₄ и CO ₂ / N ₂ . из последних отчетов. Кроме того, вводится новый протокол для скрининга наполнителей, который поможет в разработке новых наполнителей, а также в производстве новых MMM с высокой способностью отделения CO ₂ .

Сокращения

CCS

улавливание и секвестрация углерода

COK

Centrum voor Oppervlaktechemie en Katalyse

Углеродные молекулярные сита CMS

ETS

титаносиликат энгельгардта

6FDA-DAM

-диафендиандиандиандиандиандиандиандиандиафендиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиандиана

IPCC

Межправительственная группа экспертов по изменению климата

MCM

подвижный состав вещества

MFI

инвертированный морденитный каркас

MWCNT

многостенные углеродные нанотрубки

MIL

институт материалов lavoisier

MMM

мембраны со смешанной матрицей PEF

органические каркасы

MO0004 PEBAX

поли (эфир-блок-амид)

PIM

полимеры с собственной микропористостью

PMP

поли (4-метил-1-пентин)

PMPS

полиметилфенилсилоксан

POZ

поли (2-этил-2-ПВХ-оксазолин)

g-POEM

поли (винилхлорид) -g-поли (оксиэтиленметакрилат)

PVDF

поли (винилиденфторид)

SAPO 9000 3 алюмофосфат натрия

SBA

Санта-Барбара аморфный

SWCNT

однослойные углеродные нанотрубки

SEBS

полистирол-блок-поли (этилен-ран-бутилен) -блок-полистирол

SPEEC

сульфонированный поли (эфир кетон)

Рамочная конвенция Организации Объединенных Наций об изменении климата

ZIF

каркас из цеолитных имидазолатов

Ключевые слова

Мембраны со смешанной матрицей

CO ₂ разделение

Цеолиты

Углеродные наполнители

Металлические органические каркасы

Просмотреть полный текст

© 2017 Elsevier B.V. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

границ | Исследование синергии между 2D-нанолистами и не-2D наполнителем в мембранах со смешанной матрицей для разделения газов

Введение

Мембраны со смешанной матрицей (MMM), содержащие непрерывную полимерную фазу и дисперсную фазу неорганического наполнителя, были введены Kulprathipanja в 1980-х годах (Kulprathipanja et al., 1988). При исследовании MMM все больше внимания уделяется поиску компромисса между проницаемостью и селективностью исходных полимерных мембран, поскольку оно направлено на объединение преимуществ неорганических материалов с превосходным переносом газа и хорошими механическими свойствами, а также преимуществ полимера с экономической применимостью и хорошими характеристиками. производительность обработки (Li et al., 2013b; Rezakazemi et al., 2014; Виноба и др., 2017; Wang et al., 2019b). Несмотря на то, что MMM внедряются в течение многих лет, есть еще много возможностей для развития из-за их уникальных характеристик «4 M», включая множественные взаимодействия, многомасштабные структуры, многофазность и множество функций (Li et al., 2013b), которые имеют выявили безграничные возможности в проектировании и настройке структуры мембран.

В настоящее время исследования MMM в основном сосредоточены на разработке и использовании материалов, изучении метода изготовления мембран и изучении теоретической модели для прогнозирования характеристик разделения газов MMM (Vinh-Thang and Kaliaguine, 2013).Среди этих тем инновации материалов и методов производства в основном зависят от появления новых наполнителей с высокой селективностью, их распределения и адгезии к полимерной матрице. Описанные стратегии разработки наполнителей можно разделить на следующие четыре типа: (i) Исследование новых наполнителей . За последние 20 лет появились различные типы наполнителей, такие как цеолиты, металлоорганические каркасы (MOF), ковалентные органические каркасы (COF), SiO ₂ , углеродные нанотрубки, графен и т. Д., были разработаны (Zornoza et al., 2011; Xin et al., 2015; Kim et al., 2016a; Vinoba et al., 2017; Idris et al., 2019). Помимо состава наполнителей важна их форма / морфология. В последние годы стали применяться двумерные (2D) нанолисты, такие как графен, оксид графена (GO), MXene, дисульфид молибдена (MoS ₂ ) и нитрид углерода графитовой фазы (gC ₃ N ₄ ). привлекает все большее внимание из-за способности образовывать извилистые каналы на большие расстояния в мембране, которые препятствуют диффузии более крупных молекул, но позволяют транспортировать более мелкие (Smith and Freeman, 2014; Dong et al., 2016b; Zhang et al., 2019). (ii) Химическая функционализация существующих наполнителей . Это широко применимая стратегия для преодоления плохой межфазной совместимости между полимером и наполнителем (Zhang et al., 2019) или для непосредственного придания мембранам более эффективных механизмов переноса, таких как поверхностная диффузия и облегченный транспорт. (iii) Создание наноразмерной морфологии на поверхности наполнителя . В отличие от химической функционализации, эта стратегия была предложена для усиления межфазной адгезии в нанометровом масштабе, а не на молекулярном уровне, что, как ожидается, уменьшит возможность межфазной жесткости.Эта стратегия доказала свою эффективность для цеолитов и других силикатных наполнителей (Shu et al., 2007a, b; Bae et al., 2009) и требует большего внимания, когда в качестве наполнителей используются другие молекулярные сита. (iv) Интеграция двойных наполнителей . Эта стратегия обычно проста в использовании. Взаимодействие между двойными наполнителями и матрицей может улучшить их дисперсию, обеспечивая различные функциональные домены внутри мембраны. Они также могут предоставить уникальный способ управления морфологией каналов проникновения (Wang et al., 2019а). Таким образом, между двумя наполнителями может возникнуть синергия, что значительно улучшит характеристики мембраны.

Ранние исследования с использованием двойных наполнителей, комбинированных MOF (HKUST-1) и цеолита. Автор продемонстрировал, что разная природа наполнителей может улучшить дисперсию и дополнительно повысить производительность мембраны за счет синергетического эффекта (Zornoza et al., 2011). В последние годы появляется все больше и больше МММ с двойным наполнителем с увлекательными явлениями (Tang et al., 2008; Зорноза и др., 2011; Hu et al., 2012; Galve et al., 2013; Валеро и др., 2014; Ли и др., 2015b, 2018; Ахмад и др., 2017; Джамиль и др., 2019; Wong et al., 2019). Группа Корнаса провела серию экспериментов по изучению синергетического эффекта двух наполнителей разной природы (Galve et al., 2013; Valero et al., 2014). MCM-41 на основе диоксида кремния, а также MOF NH ₂ -MIL-51 были интегрированы в полисульфоновую или полиимидную матрицу. Полученные MMM обладают повышенной проницаемостью из-за мезопористости MCM-41, в то время как повышенная селективность по газу происходит из-за микропористости и гибкости MOF (Valero et al., 2014). Кроме того, было обнаружено, что дисперсия MCM-41 значительно улучшилась, когда MCM-41 использовался в сочетании с 2D листами JDF-L1, что было приписано сильному стерическому эффекту листов JDF-L1. Между тем, повышенная селективность по газу была интерпретирована как предпочтительная горизонтальная ориентация листов JDF-L1, которая препятствует транспортировке газа большими молекулами газа (Galve et al., 2013). Wu et al. включили углеродные нанотрубки (УНТ) и пленки из GO в матрицу Matrimid ^® . Считалось, что высокое соотношение сторон и гладкие стенки УНТ обеспечивают быстрые пути проникновения газа, а листы GO воспринимались как селективный барьер из-за горизонтальной ориентации и функциональных групп на поверхности GO.В результате МММ показали супер-характеристики как УНТ, так и ОГ при разделении газов (Li et al., 2015b). Как упоминалось выше, МММ с двойным наполнителем могут не только сочетать свои преимущества, но даже приводить к синергии для получения нелинейных эффектов. Тем не менее, в настоящее время в литературе можно найти лишь несколько таких исследований, демонстрирующих, что МММ с двойным наполнителем все еще находятся на начальной стадии разработки и происхождение синергетического эффекта требует дальнейшего изучения.

В этом исследовании мы исследовали синергию между 2D-нанолистами и вторым наполнителем (1D или 3D) в MMM.Двухмерные листы были выбраны в качестве основного наполнителя, поскольку они имеют явные преимущества в прокладывании избирательных молекулярных путей, но страдают от агломерации и повышенной устойчивости к транспортировке (Zhang et al., 2019). GO и MXene были выбраны в качестве двух репрезентативных 2D-наполнителей для сравнения с известными различиями жесткости и поверхностных функциональных групп (Jeon et al., 2016; Wang et al., 2018). SiO ₂ (3D) и HNT (1D) были выбраны в качестве вторых наполнителей из-за хорошо контролируемой морфологии и доступности.GO / MXene был соединен с SiO ₂ / HNT, в результате чего получили четыре системы двойных наполнителей (рис. 1). Различные совпадения сравнивались с точки зрения структур и газотранспортных свойств с целью выявления части правил, которыми можно было бы руководствоваться в будущей работе в этой области.

Рисунок 1 . Схема изготовления двухслойных мембран со смешанной матрицей.

Экспериментальная часть

Материалы

Коммерческий Pebax ^® 1657 (состоящий из 60 мас.% PEO и 40 мас.% PA ₆ ) был приобретен у Arkema Inc.Смесь этанола и воды (70/30 мас.%) Использовали в качестве растворителя для Pebax ^® 1657. Аммиачная вода (NH ₃ · H ₂ O, 25%) и тетраэтилортосиликат (Si (OEt) ₄ , TEOS, 98%) были поставлены Feng chuan Chemistry Co., Ltd. (Тяньцзинь, Китай) и Aldrich, соответственно. Нетронутые HNT были предоставлены компанией Henan Xianghu Environmental Protection Technology Co., Ltd. (провинция Хэнань, Китай). Натриевая соль полистиролсульфоната (PSS, MW = 70,000) была предоставлена ​​Sigma-Aldrich.Плавиковая кислота (HF) и порошок Ti ₃ AlC ₂ были приобретены у Sigma-Aldrich. Этанол, перекись водорода, соляная кислота, фосфорная кислота, диметилсульфоксид (ДМСО), серная кислота и KMnO ₄ были предоставлены Kewei Chemistry Co., Ltd. (Тяньцзинь, Китай). Деионизированная вода использовалась на протяжении всего эксперимента. Полимер и другие химические вещества использовали в том виде, в котором они были получены, без дополнительной обработки.

Синтез наполнителей

Синтез SiO

₂ Субмикросферы кремнезема

были приготовлены в соответствии с классическим методом Штёбера (Chen et al., 2016): 2 мл ТЭОС добавляли к смеси 200 мл этанола, 20 мл деионизированной воды и 15 мл водного раствора 25% аммония при интенсивном перемешивании при комнатной температуре и реакцию продолжали в течение 24 ч при перемешивании. Полученные частицы диоксида кремния очищали тремя циклами центрифугирования, декантации и ресуспендирования в этаноле с ультразвуковой ванной. Частицы диоксида кремния сушили в вакуумном сушильном шкафу при 60 ° C до постоянного веса.

Модификация ХНЦ

Перед модификацией требовалась предварительная обработка чистого галлуазита для получения HNT однородного размера.Первоначальный галлуазит механически растирали и вымачивали в деионизированной воде на 2–3 дня. Затем полученную суспензию фильтровали и сушили при 50 ° C. После этого порошок измельчали ​​с использованием ступки, и HNT получали после фильтрации через сито 300 меш.

ГНТ были модифицированы PSS для улучшения их диспергирования в Pebax ^® 1657 (Qin et al., 2016; Zhang et al., 2018). 2 г PSS диспергировали в 100 мл деионизированной воды в колбе, затем 30 мин. перемешивание до образования однородной суспензии.Полученные HNT (2 г) постепенно добавляли при непрерывном перемешивании магнитной мешалкой в ​​течение 48 часов при температуре окружающей среды, а затем оставляли на 30 минут для осаждения агрегатов. Дисперсию супернатанта собирали и центрифугировали при 5000 об / мин в течение 10 мин и промывали 3–4 раза деионизированной водой до тех пор, пока она не стала нейтральной. Наконец, полученное твердое вещество (PSS-HNT) сушили в вакуумной сушилке в течение 24 часов, а затем измельчали ​​в порошок для использования.

Синтез ГО

Оксид графена был синтезирован с помощью усовершенствованного метода Хаммера, как сообщается в литературе (Zhang et al., 2019). Сначала в трехгорлой бутылке объемом 1000 мл готовили суспендированный раствор концентрированной смеси H ₂ SO ₄ / H ₃ PO ₄ (540 мл / 90 мл), а затем 4,5 г графитового порошка и К раствору смеси добавляли 27 г перманганата калия и перемешивали при 50 ° C в течение 24 часов. Непрореагировавший перманганат и диоксид марганца переводили в растворимые сульфаты с помощью 1200 мл ледяного раствора, содержащего 10 мл раствора H ₂ O ₂ (30 мас.%).Полученную суспензию повторно диспергировали ультразвуковой обработкой и затем центрифугировали для отделения осадка, который промывали смешанным раствором HCl / H ₂ O (400 мл, 150 мл). Полученную суспензию перемешивали в течение 12 часов, промывали водой до нейтральной реакции и, наконец, промывали этанолом с последующей сушкой в ​​вакуумной печи в течение 24 часов.

Синтез MXene

MXene был синтезирован по ранее описанному методу (Jeon et al., 2016). Порошок Ti ₃ AlC ₂ протравливался 49% водным раствором HF при 60 ° C в течение 72 часов для получения листов Ti ₃ C ₂ T _x , которые добавляли в раствор ДМСО в течение 48 часов. h перемешивание для включения интеркаляции.С целью отшелушивания к приготовленному раствору добавляли большое количество воды, а затем центрифугировали для отделения осадка. Наконец, полученный осадок повторно диспергировали в воде с массовым соотношением 1: 500 с последующей обработкой ультразвуком и центрифугированием для получения супернатанта MXene.

Подготовка мембраны

MMM были приготовлены методом физического смешения. Сначала определенное количество Pebax ^® 1657 растворяли в смеси этанол / вода (70/30 мас.%) С обратным холодильником при мягком механическом перемешивании при 80 ° C в течение 2 часов с получением 3% гомогенного раствора и охлаждали раствор до температура окружающей среды.Во-вторых, некоторое количество наполнителя полностью растворялось в деионизированной воде и добавлялось к ранее приготовленному раствору полимера. После 30-минутной обработки ультразвуком и 12-часового перемешивания смешанный гомогенный литейный раствор вылили на тефлоновые чашки Петри. В конечном итоге мембраны были получены после удаления остаточного растворителя сушкой при температуре окружающей среды в течение 24 часов. Толщина мембраны составляет 80–100 мкм. Мембраны были обозначены как Pebax-A-X (A: GO или MXene) или Pebax-A / B-X / Y (B: SiO ₂ или HNT), где X (0, 0.2, 0,5, 0,8, 1, 2,5, 5) обозначает мас.% Наполнителя А к матрице, а Y обозначает мас.% Наполнителя В к матрице.

Характеристика наполнителей и мембран

Морфология была исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM) на оборудовании Zeiss / Auriga FIB, мембрана была сломана в атмосфере жидкого азота, и все образцы были покрыты золотом перед наблюдением. Кроме того, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) также использовалась для исследования морфологии мембраны на микроскопе FEI Talos ^TM F200S.Химический анализ проводили методом инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) на спектрометре FTLA 2000 в диапазоне сканирования 4000–400 см ^–1 с разрешением 1,93 см ^–1 . Для измерения свободного объема мембран использовали метод позитронной аннигиляционной спектроскопии (PALS), в котором в качестве источника позитронов использовали 50 мКи ²² Na. Использовалась быстродействующая система совпадений GORTEC с разрешением 201 пс.

Эксперименты по газопроницаемости

Транспортные свойства мембраны были измерены методом задержки во времени.Все измерения проводились при 2 барах и 30 ° C. Коэффициент проницаемости P [Баррер, 1 Баррер = 10 ⁻¹⁰ см ³ (STP) см см ⁻² с ⁻¹ см ртутного столба ⁻¹ ], коэффициент диффузии D и растворимость коэффициент S газа «i» рассчитывался по следующим уравнениям:

Pi = Vpl (pp2-pp1) ARTΔt (pf- (pp1 + pp2) / 2) Di = l26θSi = PiDi

, где V _p представляет постоянный объем пермеата, л представляет толщину мембраны, Δ t – время, в течение которого давление пермеата увеличивается с p _p1 до p _p2 , A – эффективная площадь мембраны, а θ – так называемая временная задержка.Погрешность измерения газовой проницаемости составляет <10%, а для коэффициента диффузии - 20% соответственно.

Результаты и обсуждение

Характеристика наполнителей

Физическая структура SiO

₂ , HNT, GO и MXene

Физическая морфология наполнителей была охарактеризована с помощью ПЭМ, как показано на Рисунке 2. Примечательно, что HNT имеют внутреннюю структуру полой трубчатой ​​структуры и структуры с открытыми концами. Длина трубки составляет 450–950 нм, внутренний и внешний диаметр – 20 и 44 нм, что согласуется с литературными данными (Qin et al., 2016; Лю и др., 2018). На рис. 2В показано относительно однородное и узкое распределение частиц по размерам со средним размером 200 нм для микросфер SiO ₂ . И GO, и MXene имеют морфологию листа, присущую 2D-материалам. Кроме того, очевидно, что GO и MXene очень тонкие. Поперечный размер и толщина GO составляют 500–1000 нм и 1,5–2,0 нм соответственно; для MXene – 1-2 мкм и 1-2 нм. Листы ПЭМ GO показывают складки и края складок, которые являются обычными для гибких листов GO.Напротив, ПЭМ листов MXene почти не показывает складок, которые ожидаются от жестких листов MXene (Shen et al., 2015).

Рисунок 2 . ПЭМ-изображения (A) m-HNT, (B) SiO ₂ , (C) GO и (D) MXene.

Химическая структура SiO

₂ , HNT, GO и MXene

Химические характеристики наполнителей были записаны с помощью ИК-Фурье-спектрометрии (рис. 3). На рисунке 3А характеристические полосы при 3696 и 3619 см ^-1 соответствуют валентному колебанию гидроксильных групп HNT.Сильная полоса при 1,021 см ^-1 приписывается асимметричному гибкому колебанию связи Si – O, возникающему из-за большого количества групп O – Si – O в HNT. По сравнению с FTIR-спектром исходных HNT, новые и усиленные пики при 1228 и 594 см ^-1 могут быть отнесены к асимметричным и симметричным колебаниям групп S = O -SO ₃ Na (Qin et al., 2016). На рис. 3В показан ИК-Фурье-спектр частиц SiO ₂ . Характеристические полосы при 1100 и 950 см ^-1 приписываются асимметричному валентному колебанию Si-O-Si и валентному колебанию Si-OH соответственно (Li et al., 2014; Ши и др., 2019). Кроме того, пики при 1,640 и 3,400 см ⁻¹ представляют собой изгибные и валентные колебания молекул воды, связанных с -ОН-группами SiO ₂ (Kim et al., 2016b). В спектре GO (рис. 3C) полоса при 1,628 см ^-1 соответствует sp ² -гибридным атомам углерода. Полосы при 1221, 1720 и 3376 см ^-1 отнесены к C – O, C = O и C – OH, соответственно, что указывает на наличие большого количества кислородсодержащих групп на поверхности GO (Quan et al. ., 2017). Спектр MXene (рис. 3D) показывает полосы при 1640 и 3430 см ^-1 , которые относятся к карбонильной группе на краю листа MXene и валентному колебанию –OH, соответственно (Gong et al., 2018).

Рисунок 3 . ИК-Фурье-спектр (A) HNT, (B) SiO ₂ , (C) GO и (D) MXene.

Дисперсия наполнителя в мембранах

Морфология поперечного сечения МММ с одним наполнителем и мембран Pebax-GO / HNTs и Pebax-MXene / SiO ₂ с двумя наполнителями показана на Рисунке 4 (с общим содержанием наполнителя 1 и 5 мас.%).Примечательно, что дисперсия 2D-материалов с высокой концентрацией (5 мас.%) Неоднородна (см. Агрегирование на рисунках 4A, D; рисунок S1). Кроме того, высокая концентрация HNT в Pebax страдает от сильной агломерации (рис. 4B) из-за большой площади поверхности. Для сравнения, дисперсия наполнителя в МММ с двойным наполнителем выглядит намного лучше, чем в каждом МММ с одним наполнителем. ПЭМ-изображение (рис. S2) подтверждает хорошую дисперсию как MXene, так и SiO ₂ в мембранах с двойным наполнителем, особенно при низком общем содержании наполнителя (1 вес.%).Между тем, по сравнению с мембраной Pebax-GO, межфазная граница между MXene и Pebax более неясна, показывая, что дисперсия MXene может быть более однородной, чем дисперсия GO в мембране. Это может быть следствием различий в функциональных группах GO и MXene. MXene обладает более высокой плотностью функциональных групп (O, OH и / или F) с более равномерным распределением, что способствует эффективному взаимодействию между MXene и матрицей Pebax (Jeon et al., 2016). Что касается изображения поперечного сечения мембраны Pebax-SiO ₂ , SiO ₂ обеспечивает отличную дисперсию в матрице при содержании как 1, так и 5 мас.% Из-за небольшого и однородного размера, как показано на рисунке 4E.Однако, когда дело доходит до мембраны Pebax-HNT (рис. 4B), HNT демонстрируют более низкую дисперсию, чем SiO ₂ , особенно при 5% -ном содержании, в результате чрезвычайно высокого коэффициента формы и сильных сил Ван-де-Ваальса между HNT. (Вонг и др., 2019). Однако дисперсия лучше, чем у GO, вероятно, из-за некоторого благоприятного взаимодействия с полиамидным блоком Pebax, как заявлялось ранее (Zhang et al., 2018).

Рисунок 4 . СЭМ-изображения поперечного сечения мембран, заполненных (A) GO, (B) HNTs, (C) GO + HNTs, (D) MXene, (E) SiO ₂ , (F) MXene + SiO ₂ .Область со стрелками в кружке обозначает агрегаты.

По сравнению с мембраной Pebax-HNT и Pebax-GO, мембрана Pebax-GO / HNTs имеет неясную границу раздела HNT-полимер (рис. S3), что указывает на синергетический эффект между смешанными GO и HNT, которые улучшают дисперсию HNT. Аналогично композитам GO с углеродными нанотрубками, гибкие листы GO могут заключать в себе HNT для облегчения диспергирования (Tian et al., 2010; Hu et al., 2012; Li et al., 2015b). С другой стороны, включение HNT предотвратит повторную укладку листа GO, что улучшает дисперсию самого GO в матрице (Li et al., 2015b). Кроме того, существует сильное взаимодействие между поверхностной функциональной группой ГО и HNT, модифицированными сульфатом. В дополнение к этому, мембрана Pebax-MXene / SiO ₂ также демонстрирует лучшую морфологию границы раздела, чем мембрана Pebax-MXene, показывая, что добавление SiO ₂ улучшает дисперсию листов MXene в матрице. В то же время дисперсия SiO ₂ не разрушается в МММ с двойным наполнителем. Кроме того, существует также сильное взаимодействие водородных связей между гидроксильными группами MXene и SiO ₂ , что дополнительно улучшает дисперсию наполнителя (Hu et al., 2012).

Газотранспортные свойства мембран

Характеристики газоразделения МММ с двойным наполнителем на основе GO и MXene были испытаны и показаны на рисунках 5, 6. CO ₂ проницаемость 106 Баррера и CO ₂ / N ₂ селективность 41 была измерена для первозданная мембрана Pebax. Влияние как общей загрузки (1 и 5 мас.%) Наполнителей, так и относительного содержания 2D наполнителей можно четко увидеть (данные о проницаемости мембран на основе другой общей нагрузки можно найти на Рисунке S4, где показано, что 1 мас.% – это оптимальная общая нагрузка).С общей точки зрения, мы находим максимум производительности в различных МММ с двойным наполнителем, демонстрируя наличие синергетического эффекта. Также примечательно, что 1 вес.% Обычно является лучшей общей загрузкой наполнителя, чем 5%, что хорошо согласуется с опубликованными в литературе МММ на основе пебакса с одним наполнителем (Li et al., 2013a; Dong et al., 2016a). . Это также можно понять, рассматривая морфологическое наблюдение на фиг. 4. Когда добавляется более высокая концентрация наполнителя, происходит агрегация, и ожидаемое улучшение частично теряется.Только однородное распределение может привести к значительному повышению производительности. Поскольку Pebax относится к классу полимеров с контролируемой растворимостью, основным фактором, определяющим эффективность разделения, является содержание и распределение доменов PEO, которые предпочтительно взаимодействуют с CO ₂ . Относительно небольшое содержание наполнителя может нарушить кристаллизацию PEO и увеличить содержание сегментов аморфной фазы PEO, делая их более доступными для взаимодействия с CO ₂ (Yave et al., 2010), в то время как чрезмерное увеличение содержания наполнителя приведет к снижению содержания ПЭО во всей мембране с нежелательной агрегацией, которая не влияет эффективно на кристалличность (Таблица S2). В результате серии с общей загрузкой 1 мас.% Обычно демонстрируют более выраженный синергетический эффект, чем серии с 5% загрузкой. Это явление не столь отчетливо проявляется для МММ, содержащих MXene (рис. 6), что можно приписать более высокой дисперсии MXene, чем GO, при высокой нагрузке.

Рисунок 5 .Повышение проницаемости (A, B) CO ₂ и селективности CO ₂ / N ₂ и диффузии (C, D) CO ₂ Pebax-GO / HNT и Pebax-GO / SiO ₂ мембраны.

Рисунок 6 . Повышение проницаемости (A, B) CO ₂ и селективности CO ₂ / N ₂ и диффузии (C, D) CO ₂ Pebax-MXene / HNT и Pebax-MXene / SiO ₂ мембраны.

Более интересные результаты можно найти, сравнив четыре пары двойных наполнителей. Сначала в качестве обычного наполнителя выбирается GO и сравнивается влияние HNT и SiO ₂ . Результаты показывают, что мембраны Pebax-GO / HNTs имеют более высокую проницаемость по CO ₂ и селективность по CO ₂ / N ₂ , чем мембраны Pebax-GO / SiO ₂ , особенно при общей загрузке наполнителя 1 мас.%. Мембрана Pebax-GO / HNTs-0.5 / 0.5 демонстрирует оптимальные характеристики газоотделения.Проницаемость CO ₂ и селективность CO ₂ / N ₂ достигают 131 и 74% повышения соответственно по сравнению с контрольной мембраной Pebax. С одной стороны, усиленный перенос CO ₂ частично происходит из-за диспергирования улучшающего наполнителя в МММ с двойным наполнителем, что увеличивает эффективную площадь наполнителя и, таким образом, приводит к усиленному переносу CO ₂ через мембрану. Кроме того, как показано в Таблице S1, Pebax-GO / HNT демонстрируют более высокую газопроводность, но более низкую растворимость газа, чем мембрана Pebax-GO / SiO ₂ , демонстрируя, что частица SiO ₂ гораздо более CO ₂ -фильная, чем HNTs.Благодаря относительно более низкому сопротивлению диффузии мембраны Pebax-GO / HNT (0,5 / 0,5) демонстрируют на 33% более высокую газопроницаемость, чем мембраны Pebax-GO / SiO ₂ (0,5 / 0,5). Согласно фиг. 5C, D, повышенная проницаемость по сравнению с исходной мембраной Pebax в основном основана на увеличении коэффициента диффузии, в частности, для CO ₂ . Наполнители не увеличивают растворимость CO ₂ , которая в Pebax уже достаточно высока и отвечает за его отличные характеристики при разделении CO ₂ / N ₂ .Добавление наполнителей увеличило коэффициент диффузии CO ₂ до 364%, особенно в случае системы с двумя наполнителями GO / HNTs. Одновременно максимальное повышение селективности по коэффициенту диффузии CO ₂ / N ₂ с учетом изменений коэффициента диффузии для обоих газов было выше 130%. Повышение селективности по CO ₂ / N ₂ можно понять из рисунка 7, который ясно показывает, что общее повышение селективности определяется селективностью по диффузии, а селективность растворимости каждого MMM ниже, чем у исходной мембраны Pebax.Увеличение селективности диффузии достигается за счет снижения селективности растворимости, и аналогичные явления можно найти в литературе, где ГО был включен в мембрану Pebax (Li et al., 2015a). Сообщалось, что энтальпия комплексообразования комплекса CO ₂ -диметиловый эфир составляет приблизительно 8 кДж моль ^-1 (Van Ginderen et al., 2003), что отражает силу типичных диполь-квадрупольных взаимодействий. Однако энергия водородной связи для O – H… O, как сообщается, намного выше (20 ~ 30 кДж моль ^-1 ) (Zhao et al., 2017). Следовательно, разумно предположить, что водородная связь между ПЭО и наполнителями, содержащими гидроксильные группы, будет влиять на образование комплекса CO ₂ -эфир, что может снизить как коэффициент растворимости, так и селективность растворимости. Другая возможная причина заключается в том, что присутствие HNT может вызывать горизонтальную ориентацию как для листов GO, так и для HNT, что, как известно, создает извилистый путь для транспортировки (Wong et al., 2019). Таким образом, пара GO / HNT может эффективно улучшить извилистость канала транспортировки газа и, следовательно, селективность CO ₂ / N ₂ (Li et al., 2015b). Решающие доказательства можно найти в данных PALS (Таблица S3). Заметное уменьшение r ₃ с 0,316 нм (Pebax-GO-1) или 0,317 нм (Pebax-HNTs-1) до 0,311 нм (Pebax-GO / HNTs-0,5 / 0,5) ясно показывает, что ко- наличие ГО и ГНТ дает синергетический эффект, который увеличивает жесткость цепи и селективность диффузии. Этот эффект можно лучше понять с помощью теории межфазной морфологии. Поскольку HNT представляет собой мезопористый наполнитель с размером просвета до 20 нм, нет сомнений в том, что будет происходить частичная закупорка пор полимерными цепями.Кроме того, в этом исследовании HNT был модифицирован с помощью PSS, что еще больше усилило взаимодействия между HNT и Pebax из-за благоприятного взаимодействия между цепями PSS и PEO (Wang et al., 2005; Mcdonald and Hammond, 2018). С другой стороны, HNT может значительно увеличить коэффициент диффузии газа из-за наличия широкого внутреннего канала, а мембрана Pebax-HNTs-1 показывает самый высокий коэффициент диффузии CO ₂ среди всех мембран, приготовленных в этом исследовании (Таблица S1). Неудивительно, что большой внутренний диаметр HNT не приводит к уменьшению проницаемости, учитывая потенциальную межфазную морфологию закупорки пор.Согласно обновленной морфологической диаграмме, предложенной группой Исмаила (Hashemifard et al., 2011), лучшей межфазной морфологией для МММ на основе мезопористых наполнителей часто является «жесткость» или «закупорка пор», а не идеальный случай. Эффект жесткости цепи, вызванный наполнителями, также можно увидеть из данных о температуре перехода, показанных на Рисунке S5. Таким образом, ГНТ в качестве наполнителей могут одновременно повышать проницаемость и селективность. Хотя концентрация HNT довольно низкая (1 мас.%), Нанотрубки хорошо диспергированы, особенно в присутствии GO.Хорошая дисперсия HNT позволяет в полной мере использовать их преимущества. При увеличении общего содержания наполнителя до 5% мембраны демонстрируют пониженную способность к разделению газов, что, вероятно, происходит из-за агломерации наполнителя, которая ухудшает свойства мембраны.

Рисунок 7 . Повышение селективности диффузии и селективности растворимости (A) Pebax-GO / HNT, (B) Pebax-GO / SiO ₂ , (C) Pebax-MXene / HNT и (D) Pebax-MXene / SiO ₂ мембраны.Общая загрузка составляет 1 мас.%.

В отличие от GO, MXene лучше работает с SiO ₂ , чем с HNT в матрице. Разница между Pebax-MXene / HNT и Pebax-MXene / SiO ₂ не такая резкая, как между Pebax-GO / HNT и Pebax-GO / SiO ₂ , но самые высокие значения проницаемости CO ₂ и CO ₂ / N ₂ селективность мембраны Pebax-MXene / SiO ₂ , очевидно, выше, чем у мембраны Pebax-MXene / HNTs при общей нагрузке 1% масс.Мембрана Pebax-MXene / SiO ₂ -0,2 / 0,8 демонстрирует оптимальные характеристики разделения газов с увеличением проницаемости CO ₂ на 104 и 49% и селективности CO ₂ / N ₂ на основе чистой мембраны Pebax, или 129 и на 119% выше, чем у мембраны Pebax-MXene / HNTs-0.2 / 0.8 соответственно. При сравнении рисунков 6C, D видно, что коэффициент диффузии CO ₂ непрерывно снижается с увеличением относительного содержания двойных наполнителей MXene / HNT, но двойные наполнители MXene / SiO ₂ приводят к увеличению максимального коэффициента диффузии CO ₂ . чем у каждого из соответствующих одинарных наполнителей MMM.То есть двойные наполнители MXene / SiO ₂ дают синергетический эффект, а MXene / HNT – нет. Поскольку известно, что микросферы SiO ₂ , синтезированные методом Штёбера, достигают монодисперсии, ожидается, что дисперсность SiO ₂ будет намного лучше, чем у HNT, и поэтому предполагается, что первые лучше прерывают укладку нанолистов MXene в более толстые. .

Если мы сохраним концентрацию HNT постоянной и сравним два 2D наполнителя, мы можем обнаружить, что мембрана Pebax-GO / HNTs показывает гораздо более высокую эффективность разделения (особенно селективность CO ₂ / N ₂ ), чем мембрана Pebax-MXene / HNTs. с общей загрузкой как 1, так и 5 мас.%.Примечательно, что проницаемость по CO ₂ и селективность по CO ₂ / N ₂ мембраны Pebax-GO / HNTs-0,5 / 0,5 на 48 и 69% выше, чем у мембраны Pebax-MXene / HNTs-0,5 / 0,5, соответственно. Такие результаты связаны с разницей в жесткости GO и MXene. В MMM с одним наполнителем HNT имеют тенденцию к агломерации в матрице из-за высокого коэффициента пропорциональности и сильных сил Ван-де-Ваальса между частицами, что вызывает резкое ухудшение характеристик (Wong et al., 2019), хотя после модификации с помощью PSS наблюдается значительное улучшение (Zhang et al., 2018). Когда дело доходит до МММ с двойным наполнителем, известно, что гибкие листы GO способны оборачивать нанотрубки и, таким образом, замедлять их агломерацию (Meng et al., 2012). Несмотря на отсутствие четких доказательств наличия нанотрубок, обернутых GO, стерический эффект, возникающий от листов GO, и водородное взаимодействие поверхностных функциональных групп между GO и HNT также могут способствовать диспергированию HNT, тем самым улучшая эффективную площадь поверхности наполнителей для получения газотранспортные пути. Кроме того, предпочтительная горизонтальная ориентация GO и HNT улучшает извилистость переноса газа, что увеличивает селективность CO ₂ / N ₂ .Для мембраны Pebax-MXene / HNTs, поскольку MXene более жесткий, чем GO, и его труднее диспергировать в виде отдельных листов, улучшение дисперсии HNT не является выраженным.

С другой стороны, MXene превосходит GO, когда фиксируется включение SiO ₂ . Мембрана Pebax-MXene / SiO ₂ демонстрирует превосходную проницаемость по CO ₂ и селективность по CO ₂ / N ₂ по сравнению с мембраной Pebax-GO / SiO ₂ , которая отличается при содержании наполнителя 1 мас.%.В частности, проницаемость для CO ₂ и селективность для CO ₂ / N ₂ мембраны Pebax-MXene / SiO ₂ -0,2 / 0,8 на 104 и 49% выше по сравнению с исходным Pebax. И снова, согласно фиг. 6D, 7, улучшения обусловлены увеличением коэффициента диффузии, поскольку растворимость CO ₂ в МММ с двойным наполнителем немного меньше, чем в чистом полимере. Здесь значения r ₃ из данных PALS не обнаруживают такого же эффекта жесткости цепи, как показано в мембране Pebax-GO / HNT.Это явление разумно, поскольку вокруг поверхности SiO ₂ отсутствует закупорка пор и модификация ПСС. Повышение диффузионной селективности можно объяснить только извилистостью газотранспортного канала. Для двойного наполнителя MXene / SiO ₂ -0,2 / 0,8 есть два преимущества для получения хорошей дисперсии MXene: очень низкая концентрация MXene и присутствие высокодисперсных микросфер SiO ₂ . В этом случае нанолисты MXene могут создавать больше препятствий диффузии и продлевать пути молекулярной диффузии, чтобы эффективно повысить селективность диффузии.

Также было исследовано влияние температуры и давления на характеристики мембраны. Как показано на Рисунке S6, каждая мембрана показывает значительное увеличение при повышении рабочей температуры с 30 до 60 ° C, что обычно означает увеличение газопроводности и подвижности полимерных цепей. Интересно, что снижение селективности не так отчетливо, как увеличение проницаемости. Поскольку селективность растворимости очень чувствительна к изменению температуры, этот факт дополнительно подтверждает механизм селективности с преобладанием диффузии и указывает на адекватные взаимодействия полимер-наполнитель в пределах температурного диапазона.Кроме того, зависимость проницаемости CO ₂ от температуры может быть дополнительно коррелирована в соответствии с соотношением Аррениуса (Рисунок S7). Наклон каждой прямой линии, как известно, отражает энергию активации проникновения CO ₂ . Таким образом, Pebax-GO / HNT-0.5 / 0.5 показывает самую низкую энергию активации проникновения CO ₂ , что хорошо согласуется с высоким коэффициентом диффузии при комнатной температуре. На рисунке S8 показано, что проницаемость CO ₂ , а также селективность CO ₂ / N ₂ мало изменяется в диапазоне давлений от 1 до 5 бар, что хорошо согласуется с MMM на основе Pebax, описанными в литературе (Duan и другие., 2019). Это демонстрирует, что абсорбция CO ₂ мембранами в таком диапазоне давлений почти соответствует закону Генри, и никакого эффекта, связанного с уплотнением, не наблюдается.

Выводы

Таким образом, мы производим серию MMM с двойным наполнителем, сопоставляя два не 2D наполнителя, SiO ₂ и HNT, с двумя 2D наполнителями, GO и MXene, соответственно. Все MMM с двойным наполнителем демонстрируют превосходные характеристики отделения газов по сравнению с соответствующими MMM с одним наполнителем, что свидетельствует о наличии синергетического эффекта между каждой парой наполнителей.Такой эффект при низкой общей загрузке (1 мас.%) Более заметен, чем при высокой нагрузке (5 мас.%), Что связано с лучшим диспергированием образцов с 1 мас.% Наполнителя. Интересно, что GO и MXene встречаются с разными предпочтительными партнерами из-за их различий. С одной стороны, GO / HNT оказывается лучшей парой, чем GO / SiO ₂ , поскольку известно, что HNT обернуты гибкими листами GO, что способствует диспергированию нанотрубок. В свою очередь, считается, что HNT препятствуют переупаковке листов GO из-за сильного стерического эффекта.По сравнению с мембранами Pebax-HNT и Pebax-GO, мембрана Pebax-GO / HNTs-0,5 / 0,5 имеет оптимальную проницаемость для CO ₂ с увеличением на 107 и 100% соответственно. С другой стороны, MXene лучше работает с SiO ₂ , чем с HNT. В частности, мембрана Pebax-MXene / SiO ₂ -0,2 / 0,8 обеспечивает повышение проницаемости CO ₂ и селективности CO ₂ / N ₂ на 33% и 58% по сравнению с мембраной Pebax-MXene.

Заявление о доступности данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в статью / Дополнительные материалы.

Взносы авторов

YL разработал исследование. JS и FS подготовили и охарактеризовали наполнители и мембраны. XC выполнил анализ PALS. FS, YL, SN, SW, ML, ZY и JW проводили анализ данных, рисование и написание рисунков.

Финансирование

Исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (21878277 и 21506196), Фондом выдающихся исследований молодых талантов Университета Чжэнчжоу (1521324002), Фондом естественных наук провинции Хэнань (182300410268) и Китайским фондом постдокторантуры (2015M570633 и 2017T100538). ).

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Все авторы выражают признательность за финансовую поддержку Китайского совета по стипендиям и Университета науки и технологий короля Абдаллы, а также за инструментальную поддержку Центра перспективного анализа и вычислительных наук Университета Чжэнчжоу.Также признательна за услугу определения характеристик PALS, предоставленную XC и его группой (Институт физики высоких энергий Китайской академии наук).

Дополнительные материалы

Дополнительные материалы к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fchem.2020.00058/full#supplementary-material

Сокращения

Si (OEt) ₄ , тетраэтилортосиликат; PSS, натриевая соль сульфоната полистирола; MCM-41 на основе кремнезема, упорядоченные мезопористые сферы кремнезема (MSS) со структурой типа MCM-41; g-C ₃ N ₄ , нитрид углерода в графитовой фазе; HKUST-1, высокопористый каркасный металлический координационный полимер [Cu ₃ (TMA) ₂ (H ₂ O) ₃ ] _n.; Nh3-MIL-51, пористый металлорганический каркасный материал, содержащий бидентатное органическое соединение, связанное координацией с ионом металла, причем ион металла представляет собой Al ^III , а бидентатное органическое соединение представляет собой 2,6-нафталиндикарбоксилат; JDF-L1, слоистый микропористый титаносиликат, также известный как AM-1 и NTS; Pebax-A / B-X / Y, MMM с Pebax в качестве матрицы и A и B в качестве наполнителя, X и Y обозначают мас.% Наполнителя A и B, соответственно.

Список литературы

Ахмад, Н.А., Мохд Но, А. Н., Лео, К. П., и Ахмад, А. Л. (2017). Удаление CO ₂ с использованием мембранной газовой абсорбции с мембраной из ПВДФ, содержащей цеолит POSS и SAPO-34. Chem. Англ. Res. Des. 118, 238–247. DOI: 10.1016 / j.cherd.2016.12.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бэ, Т.-Х., Лю, Дж., Ли, Дж. С., Корос, В. Дж., Джонс, К. В., и Наир, С. (2009). Простое сольвотермическое осаждение неорганических наноструктур на кристаллы цеолита с высоким выходом для изготовления мембран со смешанной матрицей. J. Am. Chem. Soc. 131, 14662–14663. DOI: 10.1021 / ja_5c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен П. П., Хао Л., Ву В. Дж., Ли Ю. Ф. и Ван Дж. Т. (2016). Полимерно-неорганические гибридные протонопроводящие мембраны: влияние межфазных путей переноса. Электрохим. Acta 212, 426–439. DOI: 10.1016 / j.electacta.2016.07.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Донг, Г., Хоу, Дж., Ван, Дж., Чжан, Ю., Чен, В., и Лю, Дж. (2016a). Улучшенное разделение CO ₂ / N ₂ с помощью пористых мембран со смешанной матрицей из восстановленного оксида графена и Pebax. J. Membr. Sci. 520, 860–868. DOI: 10.1016 / j.memsci.2016.08.059

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dong, L., Chen, M., Li, J., Shi, D., Dong, W., Li, X., et al. (2016b). Композиты металл-органический каркас-оксид графена: простой метод для значительного повышения эффективности разделения CO ₂ мембран со смешанной матрицей. J. Membr. Sci. 520, 801–811. DOI: 10.1016 / j.memsci.2016.08.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуань, К., Ван, Дж., Чжан, Ю., и Лю, Дж. (2019). Ковалентные органические каркасы (COF) функционализированная мембрана со смешанной матрицей для эффективного разделения CO2 / N2. J. Membr. Sci. 572, 588–595. DOI: 10.1016 / j.memsci.2018.11.054

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гальве, А., Зифферт, Д., Штаудт, К., Феррандо, М., Гуэль, К., Tellez, C., et al. (2013). Комбинация упорядоченного мезопористого кремнезема MCM-41 и слоистого титаносиликатного наполнителя JDF-L1 для мембран со смешанной матрицей на основе сополиимида 6FDA. J. Membr. Sci. 431, 163–170. DOI: 10.1016 / j.memsci.2012.12.046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gong, X., Dai, Y., Yan, X., Wu, X., Wang, Q., Zhen, D., et al. (2018). Многослойные углеродные нанотрубки / полисульфоновые неорганические-органические нановолокна, функционализированные электропрядением имидазолием, для армированных анионообменных мембран. Внутр. J. Hydrogen Energy 43, 21547–21559. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2018.09.210

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хашемифард, С. А., Исмаил, А. Ф., и Мацуура, Т. (2011). Мембрана со смешанной матрицей, включающая нанотрубки галлуазита с большим размером пор в качестве наполнителя для разделения газов: морфологическая диаграмма. Chem. Англ. J. 172, 581–590. DOI: 10.1016 / j.cej.2011.06.031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ху, Х., Zhao, L., Liu, J., Liu, Y., Cheng, J., Luo, J., et al. (2012). Улучшенная дисперсия углеродных нанотрубок в силиконовом каучуке с помощью графена. Полимер 53, 3378–3385. DOI: 10.1016 / j.polymer.2012.05.039

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Идрис А., Ман З., Маулуд А. С., Маннан Х. А. и Шафи А. (2019). Влияние силановых связующих агентов на свойства и рабочие характеристики МММ поликарбонат / диоксид кремния. Polym. Контрольная работа. 73, 159–170. DOI: 10.1016 / j.полимерные испытания.2018.11.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джамиль Н., Осман Н. Х., Псевдоним Н. Х., Шахруддин М. З., Рослан Р. А., Лау, В. Дж. И др. (2019). Смешанные матричные мембраны, содержащие нанонаполнители с восстановленным оксидом графена (rGO) и цеолитным имидазольным каркасом-8 (ZIF-8) для разделения газов. J. Solid State Chem. 270, 419–427. DOI: 10.1016 / j.jssc.2018.11.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чон, Э., Мун, С.-Y., Bae, J. S., и Park, Y.-W. (2016). In situ Создание сетчатых микропор через ковалентную сетку / полимерные нанокомпозитные мембраны для обратного селективного разделения диоксида углерода. Angew.Chem. 128, 1340–1345. DOI: 10.1002 / ange.201508367

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Чой, Дж., Су Кан, Ю. и Вон, Дж. (2016a). Матричный эффект смешанно-матричной мембраны, содержащей CO ₂ -селективные MOF. J. Appl. Polym.Sci. 133, 1–8. DOI: 10.1002 / app.42853

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж., Фу, К., Се, К., Скофилд, Дж. М. П., Кентиш, С. Е., и Цяо, Г. Г. (2016b). Разделение CO ₂ с использованием функционализированных на поверхности наночастиц SiO ₂ , включающих ультратонкие композитные мембраны со смешанной матрицей для улавливания углерода после сжигания. J. Membr. Sci. 515, 54–62. DOI: 10.1016 / j.memsci.2016.05.029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кульпратипанджа, С., Нойзил, Р. В., и Ли, Н. Н. (1988). сен. Компоненты газовых смесей. – при контакте со смешанными матричными мембранами контг. Частицы адсорбента. Заявка на патент США 4740219 (Морристаун, Нью-Джерси: Allied-Signal Inc.).

Ли Т., Пан Ю., Пайнеманн К.-В., Лай З. (2013a). Композитная мембрана со смешанной матрицей и селективной двуокисью углерода, содержащая нанонаполнители ЗИФ-7. J. Membr. Sci. 425–426, 235–242. DOI: 10.1016 / j.memsci.2012.09.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, W., Samarasinghe, S.A.SC, and Bae, T.-H. (2018). Повышение эффективности разделения CO ₂ / CH ₄ и механической прочности мембраны со смешанной матрицей за счет комбинированного использования оксида графена и ZIF-8. J. Industr. Англ. Chem. 67, 156–163. DOI: 10.1016 / j.jiec.2018.06.026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, X., Cheng, Y., Zhang, H., Wang, S., Jiang, Z., Guo, R., et al. (2015a). Эффективный захват CO ₂ нанолистами функционализированного оксида графена в качестве наполнителей для изготовления многопроницаемых мембран со смешанной матрицей. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 7, 5528–5537. DOI: 10.1021 / acsami.5b00106

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Х., Ма, Л., Чжан, Х., Ван, С., Цзян, З., Го, Р. и др. (2015b). Синергетический эффект сочетания углеродных нанотрубок и оксида графена в мембранах со смешанной матрицей для эффективного разделения CO ₂ . J. Membr. Sci. 479, 1–10. DOI: 10.1016 / j.memsci.2015.01.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Х., Чжан, М., Хе, Дж., Ву, Д., Мэн, Дж., И Ни, П. (2014). Влияние фторированных наночастиц SiO ₂ на тепловые и электрохимические свойства нетканого полипропилена / композитного сепаратора PVdF-HFP для литий-ионных аккумуляторов. J. Membr. Sci. 455, 368–374. DOI: 10.1016 / j.memsci.2014.01.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Y., He, G., Wang, S., Yu, S., Pan, F., Wu, H., et al. (2013b). Последние достижения в производстве современных композитных мембран. J. Mater. Chem. А 1, 10058–10077. DOI: 10.1039 / c3ta01652h

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, З., Ми, З., Цзинь, С., Ван, К., Ван, Д., Чжао, X., и др. (2018). Влияние сульфированных сверхразветвленных модифицированных полиэфирсульфоном галлуазитных нанотрубок на совместимость и характеристики отделения воды гибридных ультрафильтрационных мембран на основе полиэфирсульфона. J. Membr. Sci. 557, 13–23. DOI: 10.1016 / j.memsci.2018.04.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макдональд, М.Б. и Хаммонд П. Т. (2018). Эффективные транспортные сети из двойного электронно-литий-проводящего полимерного композита для электрохимических применений. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10, 15681–15690. DOI: 10.1021 / acsami.8b01519

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Meng, F., Zhao, J., Ye, Y., Zhang, X., Li, S., Jia, J., et al. (2012). Многофункциональность волокон углеродных нанотрубок с помощью графеновой упаковки. J. Mater. Chem. 22, 16277–16282. DOI: 10.1039 / c2jm32978f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qin, L., Zhao, Y., Liu, J., Hou, J., Zhang, Y., Wang, J., et al. (2016). Ориентированная мембрана из глиняных нанотрубок, собранная на микропористых полимерных подложках. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 34914–34923. DOI: 10.1021 / acsami.6b12858

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цюань, С., Ли, С. В., Сяо, Ю. К., и Шао, Л. (2017). CO ₂ – селективные мембраны со смешанной матрицей (MMM), содержащие оксид графена (GO), для увеличения устойчивого захвата CO ₂ . Внутр. J. Greenh. Газ Кон. 56, 22–29. DOI: 10.1016 / j.ijggc.2016.11.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Резаказеми М., Эбади Амугин А., Монтазер-Рахмати М. М., Исмаил А. Ф. и Мацуура Т. (2014). Современное разделение CO ₂ на основе мембран с использованием мембран со смешанной матрицей (MMM): обзор текущего состояния и будущих направлений. Прог. Polym. Sci. 39, 817–861. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2014.01.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шен, Ю., Ван, Х., Лю, Дж., И Чжан, Ю. (2015). Повышенная производительность новой мембраны со смешанной матрицей из поливиниламина / хитозана / оксида графена для улавливания CO ₂ . ACS Sustain. Chem. Англ. 3, 1819–1829. DOI: 10.1021 / acssuschemeng.5b00409

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ши Б., Чжан Дж., Ву В., Ван Дж. И Хуанг Дж. (2019). Регулирование проводимости среды анионообменной мембраны с помощью функционализированного SiO ₂ для повышения проводимости гидроксида. J. Membr. Sci. 569, 166–176. DOI: 10.1016 / j.memsci.2018.10.020

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шу С., Хусейн С. и Корос В. Дж. (2007a). Формирование наноструктурированных поверхностей частиц цеолита с помощью галогенид / гриньяра. Chem. Матер. 19, 4000–4006. DOI: 10,1021 / см070969n

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шу С., Хусейн С. и Корос В. Дж. (2007b). Общая стратегия повышения адгезии в полимерных композитах за счет образования наноструктурированных поверхностей частиц. J. Phys. Chem. С 111, 652–657. DOI: 10.1021 / jp065711j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смит, З. П., и Фриман, Б. Д. (2014). Оксид графена: новая платформа для высокоэффективных мембран для разделения газов и жидкостей. Angew. Chem. Int. Эд. 53, 10286–10288. DOI: 10.1002 / anie.201404407

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тан, К., Сян, Л., Су, Дж., Ван, К., Ян, К., Чжан, К. и др. (2008).Значительно улучшенные свойства при растяжении хитозановой пленки за счет уникального синергетического усиливающего эффекта углеродных нанотрубок и глины. J. Phys. Chem. B 112, 3876–3881. DOI: 10.1021 / JP709977m

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тиан, Л., Мезиани, М. Дж., Лу, Ф., Конг, К. Й., Цао, Л., Торн, Т. Дж. И др. (2010). Оксиды графена для однородного диспергирования углеродных нанотрубок. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 2, 3217–3222. DOI: 10.1021 / am100687n

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Валеро, М., Зорноза, Б., Телес, К., и Коронас, Дж. (2014). Мембраны со смешанной матрицей для разделения газов путем сочетания кремнезема MCM-41 и MOF NH ₂ -MIL-53 (Al) в стеклообразных полимерах. Микропористый мезопористый материал. 192, 23–28. DOI: 10.1016 / j.micromeso.2013.09.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Гиндерен, П., Херребаут, В. А., и Ван Дер Векен, Б. Дж. (2003). Ван-дер-Ваальсовский комплекс диметилового эфира с диоксидом углерода. J. Phys. Chem. А 107, 5391–5396.DOI: 10.1021 / jp034553i

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виноба М., Бхагиялакшми М., Алкахим Ю., Аломаир А. А., Перес А. и Рана М. С. (2017). Недавний прогресс наполнителей в мембранах со смешанной матрицей для разделения CO ₂ : обзор. Сентябрь Purif. Technol. 188, 431–450. DOI: 10.1016 / j.seppur.2017.07.051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, J., Chen, P., Shi, B., Guo, W., Jaroniec, M., and Qiao, S.Z.(2018). Пластинчатая мембрана с регулярными каналами для беспрецедентного проникновения воды и органических веществ. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 57, 6814–6818. DOI: 10.1002 / anie.201801094

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван С., Махалингам Д., Сутисна Б. и Нунес С. П. (2019a). 2D-мембраны с двойным расположением каналов для высокоэффективной нанофильтрации органических растворителей. J. Mater. Chem. А 7, 11673–11682. DOI: 10.1039 / C8TA10872B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Т., Qi, Y., Xu, J., Hu, X., and Chen, P. (2005). Влияние полиэтиленгликоля на электропроводность пленки поли (3,4-этилендиокситиофен) –поли (стиролсульфоновая кислота). Заявл. Серфинг. Sci. 250, 188–194. DOI: 10.1016 / j.apsusc.2004.12.051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, Y., Li, L., Zhang, X., Li, J., Liu, C., Li, N., et al. (2019b). Композитные мембраны со смешанной матрицей поливиниламин / оксид графена / PANI @ CNT с улучшенными характеристиками разделения CO ₂ / N ₂ . J. Membr. Sci. 589: 117246. DOI: 10.1016 / j.memsci.2019.117246

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вонг, К. К., Гох, П. С., Танигучи, Т., Исмаил, А. Ф., и Захри, К. (2019). Роль геометрически различных наполнителей на основе углерода в формировании и газоразделении нанокомпозитных мембран. Углерод 149, 33–44. DOI: 10.1016 / j.carbon.2019.04.031

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Синь, К., Ли, З., Ли, К., Ван, С., Цзян, З., Ву, Х. и др. (2015). Повышение эффективности разделения CO ₂ композитной мембраны за счет включения оксида графена, функционализированного аминокислотами. J. Mater. Chem. А 3, 6629–6641. DOI: 10.1039 / C5TA00506J

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Яв В., Кар А., Фунари С. С., Нуньес С. П. и Пайнеманн К. В. (2010). CO ₂ -фильная полимерная мембрана с чрезвычайно высокой сепарационной способностью. Макромолекулы 43, 326–333.DOI: 10.1021 / ma

0u

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, J., Xin, Q., Li, X., Yun, M., Xu, R., Wang, S., et al. (2019). Мембраны со смешанной матрицей, содержащие оксид графена, функционализированный аминосиланом, для улучшенного разделения CO ₂ . J. Membr. Sci. 570–571, ​​343–354. DOI: 10.1016 / j.memsci.2018.10.075

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Y., Shen, Y., Hou, J., Zhang, Y., Fam, W., Liu, J., et al. (2018).Ультраселективные мембраны Pebax, обеспечиваемые шаблонным микрофазовым разделением. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 10, 20006–20013. DOI: 10.1021 / acsami.8b03787

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Х., Тан, С., Чжан, К., и Ду, Л. (2017). Слабая конкуренция за водородные связи между O – H… π и O – H… Cl. RSC Adv. 7, 22485–22491. DOI: 10.1039 / C7RA00901A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зорноза, Б., Сеоан, Б., Замаро, Дж. М., Телес, К., и Коронас, Дж. (2011). Комбинация MOF и цеолитов для мембран со смешанной матрицей. ChemPhysChem 12, 2781–2785. DOI: 10.1002 / cphc.201100583

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

.