A study of the structure and transport properties of membranes modified with polymers of complex architecture

Abstract

В настоящее время мембранные процессы разделения веществ являются одними из наиболее широко внедряемых в промышленность ввиду высокой эффективности, возможность непрерывного, автоматического и экономически выгодного разделения даже при температуре окружающей среды, а также простую интеграцию в существующие производственные процессы и заметную экономию энергии. Среди известных способов получения мембранных материалов с высокой селективностью и проницаемостью наиболее широко используется модификация зарекомендовавших себя пленкообразующих полимеров, в том числе, использование полимерной матрицы с неорганическими наполнителями. В настоящей работе были исследованы физических параметры и транспортные свойства новых гибридных мембран на основе поли(2,6-диметил-1,4-фениленоксида) (ПФО), модифицированного звездообразными молекулами сложной архитектуры с лучами из полистирола (ПС) и поли-2-винилпиридина (П2ВП) и центром ветвления молекулой фуллерена С60. В качестве объекта для разделения была выбрана одна из важнейших технологических задач - сдвиг химического равновесия, а также очистка с целью вторичного использования побочной смеси при производстве сложных эфиров путем совмещения химической реакции и мембранного разделения методом первапорации. Показано, что гибридная мембрана, содержащая 5 масс. % звездообразного модификатора, позволяет обезвоживать органические среды и сдвигать химическое равновесие в сторону увеличения степени конверсии сложного эфира.

Nowadays membrane processes of separation of liquids are the one of most integrated in industry because of their high performance, the possibility of a continuous, automatic and economical process at ambient temperature, as well as simple integration into existing production processes and significant energy storage. Among the known ways of obtaining high-selectivity and permeability membrane materials, the modification of known kinds of film-forming polymers, including the use of polymer matrix with inorganic fillers, is the most used approach now. Physical and transport properties of new hybrid membranes based on poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO) modified by starlike polymers with complex architecture which contain polystyrene (PS) and poly-2-vinylpyridine (P2VP) rays with branching center of the C60 fullerene molecule have been investigated in the present work. As an object of separation have been chosen the shift of chemical equilibrium which is the one of the most important technological task. Also, it was purification for re-use of the by-product mixture in production of esters by combining chemical reaction and pervaporation. It shown that the hybrid membrane with 5 wt. % of starlike modifier allows to dehydrate the organic liquids and shift the chemical equilibrium towards of increasing conversion degree of ester.