تاثیر نانو ذرات سیلیکا بر کارایی غشای پلیمری آلیاژی ABS/PVAc برای جداسازی هلیم از متان

یکی از روش‌های عملی و مهم در زمینه بهبود عملکرد غشاهای پلیمری جداسازی گازها، افزودن مواد معدنی در شبکه پلیمر و ایجاد غشای شبکه آمیخته است. در این پژوهش، نخست اثر افزودن مقادیر مختلف پلی وینیل استات (pvac) در ترکیب با اکریلونیتریل-بوتادین-استایرن (abs) برای تشکیل غشای آلیاژی abs/pvac به منظور جداسازی گاز هلیم از متان، بررسی شد. سپس، با انتخاب مطلوب ترین ترکیب غشایی از نظر تراوایی هلیم و گزینش پذیری آن نسبت به متان، اثر افزودن مقادیر مختلف نانو ذرات سیلیکا در شبکه این غشا بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزودن 3 درصد وزنی نانو ذره سیلیکا به غشای آلیاژی abs/pvac(20%) تغییرات قابل توجهی در مقدار تراوایی هلیم (از 3/6 به 59 بارر) ایجاد شد. این در حالی است که میزان گزینش پذیری از 45 به 2/6 کاهش یافت. در گام آخر برای اصلاح گزینش پذیری، اثر سازگارکنندگی لاستیک استایرن بوتادین (sbr) با افزودن 15-3 % وزنی از آن به غشای شبکه آمیخته abs/pvac(20%)/sio2(3%) آزموده شد. در نهایت مشخص شد که غشای محتوی 15 درصد وزنی sbr، با میزان تراوایی 42 بارر برای هلیم و گزینش پذیری 52 نسبت به متان، دارای مطلوب ترین خواص جداسازی می-باشد. همچنین با تغییر فشار از 1 به 8 بار، مقدار تراوایی تا فشار 4 بار کاهش یافت و در فشارهای بیشتر از آن تغییر قابل توجهی در مقادیر تراوایی مشاهده نشد.