Membranas polimericas preparadas a partir de materiais hibridos organico-inorganicos

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1999

RESUMO

Esta Tese tem como objetivo a preparação de materiais híbridos orgânico- inorgânicos visando sua aplicação em processos de separação por membranas e como condutores iônicos. Dois tipos diferentes de membranas foram preparados: (1) membranas híbridas constituídas de um copolímero orgânico comercial de poliamida-b-poliéter (PEBAX®), e de uma rede inorgânica de sílica (SiO2), obtida a partir da reação de hidrólise e condensação de tetraetoxissilano (TEOS); (2) membranas obtidas a partir da reação de poli(propileno glicol-b-etileno glicol-b-propileno glicol) bis-(2-amino propil éter), com massa molar de 900 g/mol e 2000 g/mol (PAPE 900 e PAPE 2000 respectivamente) com 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano (GPTMS), formando um polímero híbrido reticulado, através do processo sol-gel. TEOS também foi adicionado ao sistema. (1) PEBAX®/SiO2. A microscopia de força atômica e eletrônica de transmissão revelaram a presença de domínios de fase rica em sílica quando se trabalhou com o copolímero bloco de PEBAX ® 4033 (hidrofóbico) e sílica enquanto que na presença do PEBAX® 1657 (hidrofílico) não se observou separação de fases. As análises de DSC, raios-X, sorção e permeabilidade de gases também evidenciaram características distintas em função da natureza do copolímero bloco utilizado, proveniente de interações entre as fases orgânicas e inorgânicas. Filmes híbridos de PEBAX® 4033/SiO2, foram utilizados como membranas para pervaporação de soluções aquosas de fenol. Variando o teor do componente inorgânico, o intumescimento do filme de PEBAX® pode ser minimizado, elevando o fator de enriquecimento de fenol no permeado. A reação entre PAPE e GPTMS, seguida de hidrólise e condensação, deu origem a um novo material formando-se uma rede inorgânica com segmentos orgânicos hidrofílicos, ligados covalentemente, com potencial aplicação na área de membranas, bem como na área de eletrólitos sólidos. A variação da proporção dos reagentes de partida oferece grande versatilidade no controle das propriedades físico-químicas do filme final. A análise dinâmico-mecânica dos filmes obtidos demonstrou que o aumento da massa molar do PAPE produz um material mais flexível. A hidrofilicidade dessas membranas foi confirmada em ensaios de sorção de água. A presença de grupos etileno glicol e amino na rede híbrida, torna o material muito efetivo para transporte de CO2, tendo sido possível alcançar uma excelente combinação de permeabilidade de CO2 (125 Barrer) e seletividade para CO2/N2 (89), CO2/CH4 (43) e CO2/H2 (9). Os segmentos de poliéter favorecem o transporte de água através da membrana, tomando-a interessante também para processos de nanofiltração. A presença dos grupos etileno glicol nestes híbridos, faz com que íons de lítio possam ser incorporados no filme polimérico propiciando a formação de um material com condutividade iônica. Através de espectroscopia de impedância foi possível medir condutividades de até 6,0 x 10 S.cm, com uma boa janela de estabilidade eletroquímica.

ASSUNTO(S)

condutividade eletrica polimeros condutores membranas de poliamida

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