Preparação, caracterização e aplicação de membranas anisotrópicas de poliacrilonitrila

Abstract

A pervaporação, que é um dos processos com membranas empregado em separações seletivas específicas, como misturas azeotrópicas, misturas diluídas e misturas orgânicas, tem despertado um grande interesse nos últimos anos. Neste trabalho foram estudadas a influência de parâmetros, tais como concentração da solução polimérica, tempo de exposição, concentração de aditivo e temperatura de tratamento térmico na preparação de membranas assimétricas de poliacrilonitrila. Em função destes parâmetros, as membranas foram observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e determinada a cinética de precipitação em experimentos de transmissão de luz. Os resultados mostram que a precipitação é instantânea. As membranas compostas de poliacrilonitrila, obtidas pelo espalhamento de uma solução diluída de poli(álcool vinílico) sobre as membranas assimétricas de poliacrilonitrila, foram caracterizadas na separação de misturas de água/etanol por pervaporação. Os resultados foram comparados com a membrana comercial da GFT de poli(álcool vinílico)/poliacrilonitrila.

Caracterização no Infravermelho (IV) e Eletrônica de superfície (MEV) de membranas assimétricas à base de Poli (acrilonitrila-co-acetato de vinila)

“…5, nota-se em macroescala espaços vazios e canais porosos desorganizados, ambos possivelmente resultantes da fratura criogêni-ca, e apesar da disposição irregular dos poros, é possível a visualização da pele densa delimitando a assimetria da membrana. A precipitação da membrana deve-se ao aumento na concentração de polímero [6,27] e à diferença de potencial químico tanto do solvente na solução polimérica quanto da água do banho de coagulação. Assim, os primeiros núcleos são formados na camada logo abaixo da interface precipitada e crescem à custa do solvente, dando origem a esses espaços vazios que aparecem desarrumados e alargados, mas tendem a se alinhar, em formato de cilindros cônicos, ao longo da seção transversal quando se aumenta a concentração do polímero.…”

“…Portanto, políme-ros apolares, como as polissulfonas [4], são solúveis em solventes apolares, e polímeros polares, como os derivados de celulose [5], são dissolvidos em solventes polares. A Poliacrilonitrila (PAN), que apresenta certa dificuldade em solubilizar-se, é dissolvida somente em solventes polares, tais como: a N-metil-2-pirrolidona (NMP) [6], a Dimetilacetamida (DMAc) [7] e a Dimetilformamida (DMF) [8]. A DMF é o mais empregado, proporcionando excelente solubilidade a PAN e a seus compósitos [9].…”

“…Nestes trabalhos, os pesquisadores [13] constataram aumento no desempenho (funcionalidade) das membranas quando aumenta a massa da PVP. Existem outras medidas adotadas no controle do diâmetro dos poros tais como: (i) variação da temperatura durante a fusão da solução polimérica, (ii) composição (% em massa dos componentes) da solução polimérica [14], (iii) composição do banho na técnica de precipitação por imersão (ou o tipo de não-solvente utilizado); e o (iv) aquecimento do banho de não-solvente (variação da temperatura) [6].…”