بررسی عملکرد غشاءهای ماتریمیدی با اتصالات عرضی در شیرین سازی گاز طبیعی

در این پژوهش از پلیمر تجاری ماتریمید 5218 که از دسته پلی ایمیدها می باشد برای ساختن غشاءهای پلیمری جهت شیرین سازی گاز طبیعی استفاده شده است. غشاءهای ماتریمیدی پلی ایمیدی با ضخامت تقریبی mμ35 به روش قالب گیری از محلول در دمای محیط ساخته شده است. اتصالات عرضی در ماتریس غشاءها جهت پیش گیری کردن از پدیده پلاستیزاسیون (نرم شدن) غشاءها که سبب افزایش تراوایی و کاهش انتخاب پذیری آنها می گردد، ایجاد شده است. اتصالات عرضی در ماتریس غشاءها بوسیله ی غوطه ور کردن آنها در محلول 10% (وزنی/حجمی) اتیلن دی آمین (EDA) یا هگزا متیلن دی آمین (HEDA) در متانول ایجاد شده است. در واقع گروه های ایمیدی غشاءهای ماتریمیدی با آمین ترکیبات دی آمین دار واکنش می دهند و سبب ایجاد گروه های آمیدی در غشاءهای اصلاح شده (غشاءهایی که اتصالات عرضی در آنها ایجاد شده) می گردند. با واحد غشائی جداسازی گاز، تراوایی گازهای خالص دی اکسید کربن و متان از غشاءهای تجاری (غشاءهای ساخته شده از پلیمر تجاری ماتریمید 5218) و غشاءهای اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفتند. غشاءهای اصلاح شده تراوایی و انتخاب پذیری کمتری نسبت به غشاءهای تجاری داشتند. مقاومت کششی غشاءهای اصلاح شده و غشاءهای تجاری نیز مورد بررسی قرار گرفت، غشاءهای اصلاح شده مقاومت کششی کمتری نسبت به غشاءهای تجاری داشتند. با آنالیز طیف سنجی تبدیل فوریه به مادون قرمز (FTIR) گروه های آمیدی در سطح غشاءهای اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز وزن سنجی گرمایی (TGA) کاهش دمای تجزیه (Td) غشاءهای اصلاح شده و همچنین افزایش مقاومت حرارتی غشاءهای اصلاح شده نسبت به غشاءهای تجاری را نشان داد. سطح مقطع غشاءهای اصلاح شده در تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) نمایش داده شده است.

Keywords:

ماتریمید 5218 , غشاء , اتصالات عرضی , تراوایی , انتخاب پذیری , عملیات حرارتی