[На Содержание]

Новые синтетические полимерные материалы всегда вызывают интерес с точки зрения их применения в мембранной технологии. Для этого полимеры, перспективные с точки зрения разделения смесей на мембранах, проходят целый комплекс исследований технологического характера: механические испытания, определение физико-химический свойств, отработку технологии производства как мембран и полых волокон, так и мембранных модулей. Но всему этому многообразию работ предшествуют исследования проницаемости мембран из интересующего полимера, которые и призваны определить перспективность данных материалов для мембранной технологии.

а также статистический сополимер Полар-1 с дифенилоксидом (ПА-1-b):

В работе [3] исследовалось большое число ароматических полиамидов как мембранных материалов для выделения газов и паров, специфически взаимодействующих с матрицей полимера. Была измерена газопроницаемость СО₂ из смеси СО₂–N₂ с концентрацией 10% мол. при 293 К и 10⁵ Па через сополимер Полар-1 и Полар-2, нейтрализованный пиперазином (в соотношении 1 моль пиперазина на 1 г-экв сульфокислотных групп). При увеличении мольного содержания Полар-1 с 50 до 75% [3] коэффициент газопроницаемости СО₂ уменьшается с П = 1,74^.10^–16 до 0,67^.10^–16 моль/(м^.с^.Па). Также исследовалась проницаемость индивидуальных газов Не, Н₂, N₂, CH₄ и в смеси с NH₃ через ароматический полиамид фенилон С₂ при различных давлениях. Показано [3], что коэффициенты проницаемости указанных выше газов не зависят от их давления в диапазоне 2ё40 атм и равны, соответственно, 7,4^.10^–16, 2,2^.10^–16, 2,5^.10^–17, 1^.10^–17 моль/(м^.с^.Па). При совместном проницании с аммиаком коэффициенты проницаемости газов увеличиваются при возрастании парциального давления аммиака следующим образом: от 0 до P_b проницаемость практически не растет, давление аммиака P_b соответствует b-переходу в фенилоне, при котором размораживается мелкомасштабная подвижность полимерных цепей, что указывает на пластифицирующее действие аммиака на ароматический полиамид; в диапазоне P_bёP_a проницаемость растет наиболее быстро, что свидетельствует о приближении к переходу стеклования и постепенному размораживанию полимерных цепей, которое происходит при P_a – a-переходе, затем при увеличении давления аммиака до Р_тек полимер находится в высокоэластическом состоянии, а рост проницаемости идет более медленно и, наконец, при Р_тек полимер переходит в вязкотекучее состояние [3], а проницаемость круто возрастает. В данной работе замечается, что Р_тек, полученные для кривых проницаемости Н₂ и N₂, совпадают, в то время, как P_b(Н₂) < P_b(NН₃) < P_b(N₂) ; P_a(N₂) < P_a(NН₃) < P_a(H₂). Указанные несовпадения объясняются тем, что молекулы газа, имеющие меньший диаметр (H₂), требуют для диффузионного перескока меньшую мелкомасштабную подвижность и, следовательно, меньшую величину P_b, чем молекулы аммиака и азота. Точки изгиба графика зависимости при P_b; P_a; Р_тек наиболее четко проявляются в координатах ln(П) от Р.

В работе [3] дифенилоксид указанного выше строения исследовался баромеханическим методом в среде аммиака, а также методами сорбции и проницаемости аммиака. Из баромеханической кривой при 293 К получены величины P_a(NН₃) = 6,1 атм; Р_тек = 6,4 атм. Из кривой зависимости проницаемости аммиака от его давления может быть получено P_b(NН₃) = 1 атм; P_a(NН₃) = 5,5 атм; Р_тек = 6,5 атм. Были получены [3] коэффициенты диффузии D аммиака как частное от деления проницаемости на сорбцию при различных давлениях аммиака. Эта зависимость диффузии от концентрации D(С) описывалась экспоненциальной формой с коэффициентом в показателе экспоненты g. Точки изгиба на этом графике для дифенилоксида в координатах ln(D) от С давали значения концентрации аммиака C_b = 0,59 м³/м³; С_a = 1,7 м³/м³; С_тек = 1,95 м³/м³, которые соответствуют давлениям P_b; P_a; Р_тек, а величины наклона в диапазонах 0ёC_b и C_bёС_a равны, соответственно, g₁ = 0,26 м³/м³ и g₂ = 1,25 м³/м³. Статистический сополимер Полар-1 с дифенилоксидом (ПА-1-30) имеет температуру размягчения 523 К.

[На следующую главу] [На Содержание]

Copyright ©