عنوان پایان‌نامه
اصلاح آب دوستی غشای پلی اثرسولفون (PES) با استفاده از کوپلیمر استایرن- مالئیک انیدرید(SMA) بهیودیافته با دی اتانول آمین
- رشته تحصیلی
- شیمی-شیمی پلیمر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 5715
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۳
- دانشجو
- فاطمه اردشیری
- استاد راهنما
- حسین مهدوی
- چکیده
- پلی اترسولفون (PES) بهدلیل پایداری گرمایی، مکانیکی و شیمیایی خوب بهطور گسترده برای تهیه غشا مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود این، کاربرد پلی اتر سولفون بهدلیل ماهیت آبگریزی، که میتواند منجر به گرفتگی غشا شود، با مشکلاتی همراه بوده است. در این تحقیق، برای آبدوستی سطح غشای PES، کوپلیمر استایرن – مالئیک انیدرید اصلاح شده، استفاده شده است که سنتز آن از طریق واکنش استری شدن گروههای انیدرید با گروهای هیدورکسیل دیاتانولآمین صورت گرفته است. همچنین غشاها از طریق روش وارونگی فاز تهیه شدهاند. برای تعیین مورفولوژی غشاها از آنالیز SEM استفاده شده است. نتایج به دست آمده از آن نشان میدهد که همه غشاها دارای ساختار نامتقارن هستند و همچنین میزان تخلخل در غشاهای مخلوط افزایش یافته است. واکنش بازشدگی کوپلیمر SMA توسط دی اتانول آمین توسط ATR-FTIR و HNMR1 اثبات شده است. تستهای دبی جریان خروجی آب خالص (PWF) و بازداری نمکها و رنگها برای بررسی عملکرد غشاها انجام شده است. هنگامی که محتوای کوپلیمر SMA اصلاح شده از صفر به 5/5 درصد افزایش یابد، PWF تاحد قابل توجهی از 31 /1 به 8/262 لیتر بر متر مربع بر ساعت افزایش مییابد در حالیکه زاویه تماس از 9/81 به 2/59 درجه کاهش مییابد که نشان میدهد که آبدوستی سطح غشا بهبود یافته است. بیشترین مقاومت مکانیکی برای غشاهای PES بدون کوپلیمر اصلاح شده به دست آمده است که آن تقریبا 94/3 مگا پاسکال بوده است. ضمناً، غشاهای PES اصلاح شده در مقایسه با غشای PES خالص، خواص ضد گرفتگی بهتری دارد که آن بهعلت وجود عاملهای آبدوست کوپلیمر اصلاح شده در محلول پلیمری میباشد. کلمات کلیدی: پلیاتر سولفون، آبدوستی سطح غشا، کوپلیمر SMA اصلاح شده
- Abstract
- PES has been widely used in preparation of membranes due to its excellent mechanical, thermal and chemical stability. However, the application of PES as a membrane material is restricted by its hydrophobic nature, which can result in membrane fouling. In this study, the modified (styrene – maleic anhydride) copolymer (modified SMA) in different concentrations is blended with polyethersulfone (PES) to prepare the nanofiltration membranes through phase inversion. The modified SMA is synthesized by diethanolamine (DEA) as nucleophilic reagent, during the estrification reaction is occurred between of the hydroxyl groups of DEA and anhydride groups. Scan electron microscopy (SEM) is used to determine the morphology; it indicated that the membranes having the asymmetric structure, and porosity is also increased in blended membranes. The results obtained of the reflectance -fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and ¹HNMR have confirmed the opening reaction of SMA copolymer using DEA. In order to evaluate the membrane performance, the tests of pure water flux (PWF) and rejection of inorganic salts and dyes have done. When the content of modified SMA is increased from 0 wt.% to 5.5 wt.%, PWF is significantly increased from 1.31 L m^(-2) h^(-1)to 262.8 L m^(-2) h^(-1) whereas the contact angle is decreased from 81.9° to 59.2°, revealing the hydrophilicity of membranes surface are improved. The PES membranes without modified SMA achieved the maximum of the tensile strength, and it was approximately 3.94 Mpa. Meanwhile, it was found out that the PES / modified SMA blend membranes comparison with the pure PES membrane had better anti-fouling properties due to the presence of hydrophilic copolymer into the membrane dope.
