ИСТИНА

Структура и свойства полимерной матрицы для композитных мембран во многом определяют газотранспортные характеристики материала. По литературным данным известно, что полиимиды являются высокоселективными, но мембранные материалы на их основе имеют низкую производительность из-за низкой проницаемости [1]. Одним из путей повышения проницаемости является введение высокодисперсных наполнителей различного типа [2-6], которые обладают высокими сорбционными свойствами. Цель работы: Изучение газотранспортных характеристик полиэфиримидных мембран на основе Siltem®, содержащих высокодисперсный наполнитель - алмазную шихту (АШ) или металлорганический наполнитель MİL-101. Высокодисперсный наполнитель на основе алмазной шихты, как и металлорганического наполнителя, имеют поверхность, содержащую различные реакционноспособные группы, которые способны взаимодействовать с функциональными группами полимера в процессе пленкообразования с формированием переходного слоя, оказывающего влияние на процессы диффузии и сорбции при газоразделении. В работе был получен и охарактеризован ряд растворов Siltem® в N-метилпирролидоне в диапазоне концентраций от 20 до 30% масс. при фиксированном содержании АШ (1% масс.) и MIL-101(10% масс), и на их основе получен ряд пленочных образцов при различных условиях формования. Полученные образцы охарактеризованы методами оптической микроскопии, СЭМ и определены газотранспортные характеристики барометрическим методом. Показано, что при увеличении концентрации полимерного раствора вязкость растворов существенно повышается и, по данным СЭМ, морфология переходного слоя на границе полимер-наполнитель изменяется, что оказывает влияние на газотранспортные характеристики. Показано, что при ведении различных по своей структуре высокодисперсных наполнителей существенно увеличивается проницаемость за счет диффузии, но не происходит ожидаемого роста сорбции. Увеличение проницаемости происходит при увеличении или сохранении уровня селективности, что показывает перспективность введения высокодисперсных наполнителей различного типа для увеличения производительности полиимидных материалов. Литература 1. Мулдер М.: Введение в мембранную технологию. М.: Мир. 1999 2. Chaidou C. I., Pantoleontos G., Koutsonikolas D. E., Kaldis S. P.,Sakellaropoulos G. P.: Gas Separation Properties of Polyimide-Zeolite Mixed Matrix Membranes // Sep. Sci. and Tech. 2012, №47(7). р. 950-962 3. Chung T.-S., Jiang L. Y., Li Y., Kulprathipanja S. Mixed matrix membranes (MMMs) comprising organic polymers with dispersed inorganic fillers for gas separation// Prog. Polym. Sci. 2007, №32. p. 483–507 4. Kim S., Chen L., Johnson J. K., Marand E.: Polysulfone and functionalized carbon nanotube mixed matrix membranes for gas separation: Theory and experiment //J. of Memb. Sci. 2007, №294. p.147–158 5. Cong H., Radosz M., Towler B. F., Shen Y.: Polymer–inorganic nanocomposite membranes for gas separation//Sep. and Pur. Tech. 2007 №55. р.281–291 6. Meek, S.T.; Greathouse, J.A.; Allendorf, M.D. Metal-organic frameworks: A rapidly growing class of versatile nanoporous materials. Adv. Mater. 2011, 23, 249–267