В настоящее время известно несколько десятков принципиально возможных способов модификации полимеров, полимерных поверхностей и полимерных мембран, позволяющих существенно улучшать их исходные эксплуатационные, в том числе газоразделительные, свойства. Для модификации собственно полимерных газоразделительных мембран на практике применяются лишь некоторые из известных и принципиально возможных методов модификации полимеров. Это обусловлено спецификой задачи модификации газоразделительных мембран: необходимости максимального улучшения разделительных свойств при минимальном, по возможности, ухудшении других свойств (проницаемости, механической прочности, химической устойчивости, термостабильности).

Модификация мембран может быть объёмной (когда модифицируется весь объём полимера составляющего мембрану) или поверхностной (когда новые свойства придаются только тонкому поверхностному слою мембраны толщиной от десятков нанометров до нескольких микрометров).

Анализ научно-технической литературы показал, что наиболее часто используемыми и хорошо зарекомендовавшими являются следующие способы:

Если же сравнивать методы по изменению эксплуатационных свойств, в первую очередь селективность, то преимуществом обладают методы плазмохимической и фторидной модификации. Информации о значительном улучшении разделительных характеристик мембран модифицированных другими способами в литературных и патентных источниках не встречается.

При комплексной оценке эффективности и технологичности известных способов модификации полимерных газоразделительных мембран можно сделать вывод, что наиболее универсальными являются химические методы модификации.

В научно-технической литературе есть сведения о химической модификации мембран методами хлорирования, бромирования, сульфирования, фторирования, окисления, а также комбинацией этих методов (например, сульфирования и фторирования). Анализ опубликованных литературных данных позволяет сделать вывод, что наиболее эффективным и перспективным способом химической модификации полимерных поверхностей является фторирование. Его основным преимуществом перед другими методами химической модификации является более значительное улучшение селективных свойств обрабатываемых мембран, достигаемое практически на любом типе мембран и сопровождающееся значительным повышением их химической стойкости мембран.

Из литературных источников известно, что фторирование полимерных поверхностей может приводить к изменению широкого спектра их свойств. В частности, поверхностная фторидная модификация поверхностей различных полимеров, в принципе, позволяет:

Фторирование поверхности полимера всегда приводит к снижению его проницаемости относительно всех без исключения газов и паров. Именно эта закономерность лежит в основе его применения для модификации полимерных мембран. Степень снижения проницаемости различных газов неодинакова, благодаря чему возможно изменение селективности их разделения.

Следует особо отметить ещё один очень важный момент, значительно повышающий интерес к исследованию возможности модификации мембран именно методом газофазного фторирования. Он связан с перспективами внедрения мембранных технологий в новые отрасли промышленности. Комплекс присущих мембранной технологии технологических особенностей, в частности отсутствие безвозвратных потерь разделяемых компонентов, отсутствие введения в разделяемую смесь дополнительных компонентов, возможностью разделения азеотропных смесей, делает её перспективной для внедрения в новые отрасли промышленности, особенно в технологии производств фтор-хлорорганических соединений, в производстве элиум-газа, фтора. Для решения таких задач возможно применение мембран на основе фторопластов. Такие мембраны в виде изотропных полых волокон и плёнок получены и обладают удовлетворительной устойчивостью к воздействию агрессивных газовых сред. Однако, фторопласты имеют крайне низкую производительность, а сведений о получении на их основе мембран с тонкими селективными слоями нет, что резко ограничивает перспективы их промышленного применения.

В условиях РФ газофазная фторидная модификация мембран может быть организована как конверсионная технология на базе производства фтора или производств, использующих пары летучих неорганических фторидов и является одним из возможных и, вероятно, наиболее перспективных путей развития современной мембранной технологии. Ниже мы рассмотрим основные способы фторидной модификации полимерных газоразделительных мембран, получившие наибольшее распространение в настоящее время.