12125

65465455555

مدلسازي تراوش گاز از غشاهاي پليمري متراكم و پر شده بانانو ذرات

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

مهر 1392

مهر 1392

دكتر نوالله كثيري

دكتر تورج محمدي

چكيده غشا در يك فرآيند جداسازي غشايي، قلب يك فرآيند است و ميزان موفقيتآميز بودن فرآيند را فاكتورهاي توانايي غشا در جداكردن اجزايي كه بايد از غشا بگذرند، تعيين مي كند. در اين ميان غشاهاي ماتريس آميخته به دليل دارا بودن خصوصيات غشاهاي پليمري و غيرآلي همواره مورد توجه بسياري از محققان بودهاند. دستهاي از غشاهاي ماتريسآميخته، غشاهاي نانوكامپوزيت پليمري - غيرآلي هستند. اين نوع از غشاها در واقع همان غشاهاي پليمرياند كه ذرات غيرآلي با ابعاد نانو و مولكولي در شبكه ي پليمري آنها توزيع مي شود و داراي مجموعه اي از خصوصيات پليمر يعني انعطاف پذيري و فرآيندپذيري 1 بالا و خصوصيات غيرآلي همچون انتخابپذيري و مقاومت حرارتي بالا ميباشد. با استفاده از ذرات نانو غيرآلي با گروههاي سطحي آلي نهتنها مي توان به توزيع بهتري از مواد غيرآلي در غشا پليمري دست يافت؛ بلكه جذب مولكولهاي نفوذكننده در داخل غشا نيز افزايش مييابد و در نتيجه انتخابگري و تراوش پذيري اين دسته ازغشاها به صورت همزمان بهبود مييابد. با تغيير درصد حجمي فاز پراكنده در بستر پليمر، گذردهي غشاي ماتريسآميخته تغيير ميكند و انجام آزمايشات مختلف براي ساخت غشايي با بهترين كارايي باعث صرف هزينه و وقت ميگردد؛ لذا وجود مدلهاي پيشبينيكنندهي رفتار غشا ميتواند در اين راستا كمك - كننده باشد. مدلهاي رياضياتي مختلفي براي پيش بيني رفتار غشاي ماتريس آميخته ارائه شده اند كه با صفرگذاشتن تراوايي فاز پراكنده براي غشاهاي نانوكامپوزيت نيز به كار ميروند. افزودن ذرات نانو به پليمر باعث ايجاد پديدههايي چون ايجاد فضاي خالي بين ذره نانو و پليمر، كشآمدن يا سخت شدن زنجيره هاي پليمري و يا جذب گاز و تغيير حلاليت آن در پليمر ميگردد. دو پديدهي اول قبلا در مدلسازيها وارد شده - اند. در اين تحقيق سعي شده است تا اثر افزودن نانوذرات بر پليمر و در نهايت افزايش انحلالپذيري بر مدل- % ها افزوده شود. با اصلاح مدلها علاوه بر پيشبيني درست روند رفتار گازها، خطاي پيشبيني از 30 % به 5 15 % به حدود 2% رسيد. -% و از 10 واژ ههاي كليدي: غشاي ماتريس آميخته، غشاي نانوكامپوزيت، مدلهاي رياضي، حلاليت گاز، تراوايي،پليمر