ИСТИНА

По литературным данным известно, что высокоселективные мембранные материалы на основе полиэфиримидов имеют низкую производительность из-за низкой проницаемости[1]. В литературе рассматриваются различные пути регулирования проницаемости, к примеру, внедрение объемных заместителей и кремний-содержащих фрагментов в химическую структуру полимера или введение высокодисперсного наполнителя в полимерную матрицу[2]. Так, при введении наполнителей различной структуры авторы ожидают изменение механизма проницаемости вследствие образования межфазного слоя на границе «полимер наполнителей», имеющего другие транспортные характеристики, что может приводить, как к изменению коэффициента диффузии при сохранении показателей сорбции, так изменению сорбции материала при сохранении диффузии за счет сорбции во внутреннем объеме МОКП или на межфазной границе. В работе использовались следующие наполнители: МОКП - MIL-101 и ZIF-8, а также алмазная шихта (АШ), как модель непористой функционализированной частицы. В качестве объектов исследования были выбраны гибкоцепные термопластичные полимеры: полиэфиримид Ultem®, сополиэфиримид на его основе, содержащий кремний органические фрагменты в цепи марки Siltem®. Был получен и охарактеризован ряд растворов полимеров в N-метилпирролидоне в диапазоне концентраций от 20 до 30% масс. при фиксированном содержании АШ (1% масс.), ZIF-8 и MIL-101(10% масс.) [6]. Для оценки газотранспортных характеристик был получен ряд пленочных образцов при различных условиях формования. Наибольший прирост проницаемости по всем исследуемым газам, кроме водорода, достигается при внесении АШ, что связано с преимущественным транспортом газа по межфазной границе «полимер-наполнитель», причем большое количество поверхностных функциональных групп и их разнообразие не оказывают существенного влияния на механизм транспорта газа. С другой стороны, добавление МОКП оказывает незначительное влияние на проницаемость сорбирующихся газов или приводит к ее росту, что связано с изменением коэффициента диффузии при сохранении показателей сорбции, за счет межмолекулярного взаимодействия поверхностных групп частиц МОКП и функциональных групп полимерной составляющей или изменению сорбции материала при сохранении диффузии за счет сорбции во внутреннем объеме МОКП. Таким образом, при содержании МОКП в количестве, на порядок большем, чем АШ, проницаемость и селективность композитных материалов на основе Siltem® меняется незначительно, в отличие от резкого повышения их проницаемости при сохранении селективности в результате добавки АШ, и оказывает инверсионное действие на селективность композитных образцов на основе Ultem® при слабом влиянии на их проницаемость.