عنوان پایان‌نامه
تهیه غشای متخلخل پلی پروپیلنی مبادله گر اکسیژن و دی اکسید کربن
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - صنایع پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1097.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51632
- تاریخ دفاع
- ۲۹ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- مجید پیرعلی همدانی
- استاد راهنما
- قاسم عموعابدینی, سیدحسن جعفری امان آبادی
- چکیده
- در سال‌های اخیر غشاهای متخلخل، به طور گسترده در بسیاری از کاربردهای مهندسی علوم‌زیستی به منظور جداسازی و انتقال گازها و مایعات استفاده شده‌اند. در این پروژه، از پلی‌پروپیلن ایزوتاکتیک به دلیل خواص مطلوب، پایداری‌حرارتی زیاد و فرایندپذیری مناسب در ساخت غشاهای متخلخل غیر یکنواخت استفاده گردید. برای ساخت غشاهای متخلخل از روش جدایی فازی القایی با استفاده از حرارت، و به کمک دی فنیل اتر به عنوان رقیق‌کننده استفاده شده‌است. ساختار متخلخل غیر یکنواخت با استفاده از تبخیر رقیق کننده از یک سطح مخلوط همگن پلیمر رقیق‌کننده، قبل از سرد کردن نمونه بدست می‌آید. در این میان پارامترهایی همچون زمان تبخیر، دمای اولیه نمونه و جرم مولکولی پلیمر بر روی ساختار نهایی غشاء تاثیر گذار‌است. برای بررسی ساختار غشاء از تکنیک میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شده است. به طور کلی در مراحل اولیه تبخیر توزیع اندازه تخلخل‌ها یکسان است، اگرچه با افزایش زمان تبخیر ابعاد تخلخل‌ها کاهش محسوسی می‌یابد. همچنین با بالاتر رفتن دمای اولیه نمونه اندازه تخلخل‌ها کوچک‌تر می‌شود. از طرف دیگر، استفاده از پلیمرهایی با جرم مولکولی بالاتر در مخلوط اولیه سبب کاهش ابعاد نهایی تخلخل‌ها می‌شود. از آن‌جایی که ابعاد نهایی تخلخل‌ها به طور مستقیم با درصد تخلخل رابطه دارد، کاهش ابعاد تخلخل‌ها سبب کاهش درصد تخلخل نیز می‌شود. به‌طوری که در زمان‌های بالاتر تبخیر، لایه‌ای از سطح غشاء به لایه‌ای غیر متخلخل تبدیل می‌شود. از سوی دیگر کاهش ابعاد و درصد تخلخل تاثیر بسزایی بر تراوایی گازهای عبوری از غشاء خواهد‌داشت. میزان تراوایی غشاء با روابط کوژنی ـ کارمن محاسبه شده‌است. بررسی‌ها نشان داد کاهش موئلفه‌های ابعاد و درصد تخلخل، سبب کاهش میزان تراوایی گازهای اکسیژن، دی‌اکسید‌کربن و نیتروژن می‌گردد.
- Abstract
- Porous Membranes have a vast variety of applications in chemical engineering, biotechnology and medical science. Moreover, membranes play important roles in gas-gas, liquid-liquid and gas-liquid separation process. Because of low cost, good resistance to chemicals, mechanical properties and high thermal stability, isotactic polypropylene (iPP) is an outstanding material for membrane formation. Due to the lack of solvent for iPP at room temperature, thermally induced phase separation (TIPS) technique, offers a way to prepare porous membranes. The formation process of semi crystalline iPP membrane starts by preparation of homogenous polymer/diluent mixtures above binodal temperature. The effects of temperature at bottom of samples, polymer molecular weight and evaporation time on the membrane morphology were investigated by scanning electron microscopy (SEM). In initial time of the evaporation process, the pore size across of the membrane was almost the same. But the pore size becomes smaller with increasing of temperature at the bottom of the sample. In addition, with increasing of evaporation time, the pore size decreases. Moreover pore size becomes smaller when molecular weight increased. Porosity and pore size have a direct relationship, so when pore size decreased porosity decreased too and finally at higher evaporation time a dens layer was formed. On the other hand, decrease of porosity and pore size had a clear effect on membrane permeability, which was determined by the Kozeny-Carman equation.
