Obtenção de Membranas Microporosas a partir de Nanocompósitos de Polimida 6/Argila Nacional. Parte 2: Avaliação Microestrutural e de Permeabilidade das Membranas Obtidas

Abstract

Resumo: Membranas de híbridos orgânico/inorgânico de poliamida 6 e argilomineral constituído de silicatos em camadas foram estudadas em comparação com o polímero puro. Uma argila sódica, como recebida da indústria, e outra organofilizada com os sais quaternários de amônio Dodigen e Cetremide foram utilizadas. Os sais tornam hidrofóbica a superfície da argila e favorecem sua incorporação na matriz polimérica no estado fundido. A partir dos nanocompósitos obtidos foram preparadas membranas por meio da técnica de imersão-precipitação, tendo como solvente o ácido fórmico e como método de produção a precipitação em um banho de água (não-solvente). O teor do ácido nas soluções poliméricas, dos híbridos e da poliamida 6 pura, foi variado para avaliar sua influência na morfologia e na permeabilidade das membranas produzidas. As membranas apresentaram morfologia assimétrica, constituída de uma pele filtrante e um suporte poroso. A presença da argila tratada com os diferentes sais alterou a formação dos poros, tanto na superfície como na seção transversal. As partículas de argila provavelmente atuaram como barreira ao fluxo. Observou-se ainda que o teor de ácido utilizado influenciou de forma significativa a estrutura assimétrica da membrana; quanto maior o teor de ácido maior a espessura da pele filtrante. O teor de ácido também levou à alteração do tamanho e da distribuição dos poros. As medidas de fluxo realizadas com os dois teores de ácido diferentes mostraram uma resposta em função da morfologia diferenciada obtida. Palavras-chave: Membranas, nanocompósitos, poliamida 6, argila bentonítica, teor de ácido. Microporous Membranes from Polyamide6/National Clay Nanocomposites. Part 2: Microstructural and Permeability EvaluationAbstract: Organic/inorganic hybrid membranes of polyamide 6 and mineral clay containing layers of silicate were prepared and compared to those of the pure polymer. Use was made of an as-received sodium clay from industry and another organophilized with ammonium quaternary salts (Dodigen and Cetremide). The salts make the clays surface hydrophobic and improve their incorporation into the polymer matrix in the molten state. Membranes were prepared with these nanocomposites using the immersion-precipitation technique with formic acid as a solvent, and precipitation in a water bath as non-solvent. The acid concentration in the solution containing the polymer and the hybrids was varied to study its influence in morphology and permeability of the membranes. An asymmetric morphology consisting of a filter skin and a porous support was observed, with pores both on the surface and in the cross section being affected by the different salts. This asymmetric morphology was also affected significantly by the acid concentration, with thicker filter skins for higher concentrations. The acid concentration affected the pores size and their distribution. The clay particles probably acted as a barrier to the flow. The permeating flux for the two acid concentrations varied as a function of the distinct morphologies.