عنوان

تهیه غشاءهای بر پایه سلولز احیاء شده

۴۹۰۵پ

فارسی

تهیه غشاءهای بر پایه سلولز احیاء شده

[پایان نامه]

مهسا علی فدا

صنعتی سهند

۱۴۰۱

۸۷ص.

مصور، جدول، نمودار

CD

کارشناسی ارشد

مهندسی پلیمر- فراورش

۱۴۰۱/۰۶/۰۱

سلولز به عنوان فراوان‌ترین پلیمر تجدیدپذیر به دلیل در دسترس بودن، غیرسمی بودن، هزینه پایین، سازگاری با محیط زیست، زیست تخریب‌پذیری، پایداری حرارتی و شیمیایی خوب بسیار مورد توجه بوده است. از طرف دیگر غشاءهای سلولزی علاوه بر مزایای ذکرشده، به دلیل آبدوستی و مقاومت بالا در برابر انواع حلال¬های آلی در بازه وسیعی از محیط‌های آبی و آلی برای جداسازی بکار می‌روند. هدف از انجام این پژوهش، تهیه غشاءهای بر پایه سلولز احیاءشده از طریق هیدرولیز غشاءهای استات سلولز تهیه شده به روش القاء جدایش فازی با غیرحلال (NIPS) بود. غشاءهای استات سلولز (CA) با استفاده از استون و فرمامید به عنوان حلال و کمک‌حلال و آب مقطر به عنوان منعقدکننده تهیه شدند. با تغییر غلظت پلیمر و نسبت کمک‌حلال به حلال، غشاءهای CA با ساختار متفاوت تهیه شد. برای هیدرولیز غشاءهای بدست آمده از محلول آبی سدیم هیدروکسید 1/0 مولار یا آمونیاک (25%) استفاده شد. از طرف دیگر در روشی دیگر محلول استات سلولز ریخته‌گری‌شده به طور مستقیم به درون حمام حاوی هیدرولیزکننده وارد شد. به این ترتیب اثر مشخصه¬های کلیدی همچون غلظت پلیمر، نسبت مخلوط حلالی (کیفیت حلال)، و شرایط هیدرولیز بر ساختار غشاء بررسی شد. برای تعیین زمان لازم برای هیدرولیز کامل پلیمر از طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. برای ارزیابی ساختار، اندازه حفرات، و عملکرد غشائی از میکروسکوپ الکترونیکی روبشی نشر میدانی (FE-SEM)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و دستگاه فیلتراسیون بن بست بکار رفت. غشاءهای نهایی بدست‌آمده بعد از هیدرولیز، در هیچ حلال آلی حل نشدند. غشاءهای هیدرولیزشده ضخامت کمتر، اندازه حفرات کوچک¬تر، شار کمتر و استحکام کمتر در مقایسه با غشاءهای هیدرولیز نشده نشان دادند. غشاءهای هیدرولیزشده با سدیم هیدروکسید تراوایی بالاتری نسبت به انواع هیدرولیزشده با آمونیاک داشتند. هدف از تهیه این غشاءها برای جداسازی حلال¬های آلی بود.

Cellulose, as the most abundant renewable polymer, has been of great interest due to its availability, non-toxicity, low cost, compatibility with the environment, biodegradability, good thermal and chemical stability. On the other hand, in addition to the mentioned advantages, cellulose membranes are used for separation in a wide range of aqueous and organic environments due to their hydrophilicity and high resistance to various organic solvents. The purpose of this research was to prepare membranes based on regenerated cellulose through the hydrolysis of cellulose acetate membranes prepared by the Induced Phase Separation with Non-Solvent (NIPS) method. Cellulose acetate (CA) membranes were prepared using acetone and formamide as solvent and cosolvent and distilled water as coagulant. By changing the polymer concentration and cosolvent to solvent ratio, CA membranes with different structures were prepared. 0.1 M sodium hydroxide aqueous solution or ammonia (25%) was used to hydrolyze the obtained membranes. On the other hand, in another method, the cast cellulose acetate solution was directly introduced into the hydrolyzing bath. In this way, the effect of key characteristics such as polymer concentration, solvent mixture ratio (solvent quality), and hydrolysis conditions on the membrane structure was investigated. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) was used to determine the time required for complete hydrolysis of the polymer. Field emission scanning electron microscope (FE-SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and dead-end filtration device were used to evaluate the membrane structure, pore size, and performance. The final membranes obtained after hydrolysis were not dissolved in any organic solvent. Hydrolyzed membranes showed lower thickness, smaller pore size, lower flux and lower strength. Membranes hydrolyzed with sodium hydroxide had higher permeability than those hydrolyzed with ammonia.

Preparation of regenerated cellulose-based membranes

غشاء

سلولز استات

سلولز احیاء شده

غشاء، سلولز استات، سلولز احیاء شده، القاء جدایی فازی با غیر حلال، رسوب غوطه‌وری

membrane, cellulose acetate, regenerated cellulose

علی فدا، مهسا

قاسمی

، مرتضی

استاد راهنما

صنعتی سهند

ایران

دانشگاه صنعتی سهند

پلیمر، ۶۰۳۸۵، ۱۴۰۱

p

TF

92029

a

Y