ساخت غشاهای پلی اتیلنی دارای زئولیت ZSM-5 به روش جدایی فاز با القای گرمایی

افزایش هم زمان مقدار تراوایی و استحکام مکانیکی و کاهش گرفتگی، از چالش های پیش روی پژوهشگران در ماتریس غشاهای پلیمری است. در این پژوهش، غشاهای پلیمری از جنس پلی اتیلن که ذرات زئولیت ZSM-5 به آن اضافه شده بود، به روش جدایی فاز با القای گرمایی ساخته شدند.ساخت غشاها در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول، در ضخامت و دمای ثابت حمام انعقاد، مقدار زئولیت نسبت به پلیمر در محدوده 0 تا %30 وزنی تغییر داده شد و نتایج مربوط به تغییرات مقدار تراوایی آب خالص و استحکام مکانیکی با نسبت زئولیت به پلیمر ارزیابی شد. نتایج به دست آمده حاکی از افزایش %60 مقدار تراوایی آب خالص، افزایش %300 استحکام مکانیکی و نیز افزایش %400 آستانه تحمل پارگی غشا در آزمون تراوایی آب خالص در غشا با غلظت %30 وزنی زئولیت است. در مرحله دوم از بهینه سازی ساختار و عملکرد غشا، به روش طراحی آزمون پاسخ رویه، اثر انفرادی و متقابل عوامل اثرگذار از جمله غلظت زئولیت، ضخامت غشا و دمای حمام انعقاد روی مقدار تراوایی آب و استحکام مکانیکی بررسی شد. نتایج به دست آمده حاکی از بهبود مقدار تراوایی آب با افزایش غلظت زئولیت و دمای حمام انعقاد است. در حالی که افزایش ضخامت غشا اثر چندانی بر بهبود تراوایی آب نداشت. نکته جالب اینکه افزایش ضخامت غشا فقط باعث بهبود استحکام مکانیکی غشا شد. درنهایت، عملکرد غشاهای ساخته شده در مرحله اول با استفاده از محلول کلاژن ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد، غشاهای حاوی زئولیت مقاومت بیشتری در برابر گرفتگی دارند و این مقاومت با افزایش مقدار زئولیت افزایش می یابد.