پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران با همکاری انجمن پلیمر ایران مجله علوم و تکنولوژی پلیمر 10163255 26 4 2013 07 16 Preparation and Characterization of Polyurethane-Polydimethylsiloxane/Polyamide12-b-Polytetramethylene Glycol Blend Membranes for Gas Separation تهیه و شناسایی غشاهای آمیخته‌ای پلی‌یورتان -پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان- پلی‌آمید ۱۲- قطعه- پلی‌تترا‌متیلن‌ گلیکول برای جداسازی گاز 348 337 982 10.22063/jipst.2013.982 FA محمدعلی سمسارزاده تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه پلیمریزاسیون، صندوق پستی ۱۴۳-۱۴۱۱۵ اسحاق وکیلی تهران، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده مهندسی شیمی، گروه پلیمریزاسیون، صندوق پستی ۱۴۳-۱۴۱۱۵ Journal Article 2013 05 08 Blend membranes of synthesized polyurethane based on toluene diisocyanate (TDI), polydimethylsiloxane (PDMS) and polytetramethylene glycol (PTMG) with polyamide12-b-PTMG were prepared by solution casting technique. The synthesized polyurethane-polydimethylsiloxane and PU-PDMS/polyamide12-b-PTMG blend membranes were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). In the FTIR spectrum of the synthesized PU-PDMS, the disappearance of NCO stretching vibration at 2270 cm−1 was used to confirm the completion of the reaction. According to our DSC results, the use of higher polyamide12-b-PTMG content in PU-PDMS/polyamide12-b-PTMG blends led to greater compatibility between the two phases. The SEM images showed that the blends with polyamide12-b-PTMG (20 wt%) were significantly more homogeneous in the micrometric scale compared to other samples. Gas transport properties have been determined for N2, CO2 and He gases and the obtained permeability values were correlated with the properties of the blends. The comparison of the results with that of the pure PU-PDMS membrane showed that the blend membranes had a higher permeability toward CO2 and lower toward N2 gas. The blend membrane with 20 wt% polyamide12-b-PTMG showed higher CO2 permeability (≈105 Barrer) compared to PU-PDMS membrane. By introduction of polyamide12-b-PTMG into PU-PDMS matrix a perceptible rise in helium ideal selectivity of the blend membranes was observed. In blend membranes with 5-20 wt% polyamide12-b-PTMG contents, an enhancement of CO2/N2 (244%), He/N2 (20%) and CO2/He (103%) selectivity factor was observed. The experimental permeability values of the blend membranes were compared with the calculated permeability based on a modified additive logarithmic model. در این پژوهش، غشاهای آمیخته‌ای پلی‌یورتان (PU) سنتز شده بر پایه تولوئن دی ایزوسیانات، پلی‌تترامتیلن گلیکول (PTMG) و پلی‌دی‌متیل‌سیلوکسان (PDMS) به همراه پلی‌آمید۱۲ - قطعه- پلی‌تترامتیلن گلیکول () (PA12-b-PTMG) با روش تبخیر حلال تهیه شدند. پلی‌یورتان - پلی‌دی‌متیل سیلوکسان سنتز شده و غشاهای آمیخته‌ای (PU-PDMS/PA12-b-PTMG) به کمک FTIR، DSC و SEM شناسایی شدند. نتایج به‌ دست آمده از FTIR برای پلی‌یورتان - پلی‌دی‌متیل سیلوکسان نشان داد، قله مربوط به ارتعاش کششی پیوند NCO، در cm-1۲۲۷۰ کاملاً محو شده است که این موضوع نشان‌دهنده کامل‌ شدن واکنش نهایی است. بر اساس نتایج گرماسنجی پویشی تفاضلی، با افزایش مقدار PA12-b-PTMG در غشاهای آمیخته‌ای PU-PDMS/PA12-b-PTMG، سازگاری بین دو فاز بیشتر می‌شود. در تصاویر SEM مشاهده شد، در غشای آمیخته‌ای با %۲۰ وزنی از PA12-b-PTMG، آمیخته به‌طور قابل توجهی در مقیاس بسیار ریز، همگن است. خواص تراوایی گاز غشاهای آمیخته‌ای به کمک گازهای نیتروژن، کربن دی‌اکسید و هلیم بررسی شد و تراوایی گازهای نام برده با خواص آمیخته ارتباط داده شد. مقایسه نتایج مقدار تراوایی غشای پلی‌یورتان- پلی‌دی‌متیل سیلوکسان خالص و غشاهای آمیخته‌ای نشان داد، این غشاها نسبت به گاز کربن دی‌اکسید بیشترین مقدار تراوایی و نسبت به گاز نیتروژن کمترین مقدار تراوایی را دارند. غشای آمیخته‌ای با %۲۰ وزنی از PA12-b-PTMG دارای بیشترین تراوایی نسبت به گاز کربن دی‌اکسید (≈۱۰۵ بارر) بود. با اضافه‌شدن PA12-b-PTMG به ماتریس PU/PDMS، افزایش گزینش‌پذیری ایده‌آل گاز هلیم در غشاهای آمیخته‌ای مشاهده شد. در میان غشاهای آمیخته‌ای با %۲۰-۵ وزنی از پلی‌آمید ۱۲ - قطعه- پلی‌تترامتیلن گلیکول افزایش مقدار گزینش‌پذیری جفت گازهای CO2/N2 تا حدود %۲۴۴، He/N2 تا حدود %۲۰ و CO2/He تا حدود %۱۰۳مشاهده شد. داده‌های تجربی تراوایی غشاهای آمیخته‌ای با داده‌های تراوایی محاسبه شده براساس مدل لگاریتمی افزایشی بهبود یافته، مقایسه شد.

http://jips.ippi.ac.ir/article_982_10390ba19782e452211df11edc724b78.pdf