Учет влияния давления на проницаемость газов через полимерные мембраны

Предложена расчетная схема для анализа влияния давления на проницаемость различных газов через полимерные мембраны. Расчетная схема основана на предложенном уравнении, в котором энергия активации процесса проницаемости снижается при действии давления по степенной зависимости. Адекватность расчетной схемы проверена на примере проницаемости СО₂ через мембраны на основе полиимидов. Найдено хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных по увеличению проницаемости с ростом давления. Работоспособность схемы также проверена на примере трех полиимидов для двух случаев – роста и немонотонного изменения проницаемости. Проанализировано снижение проницаемости и отсутствие зависимости от давления.

1. Velioğlu, S.; Tantekin-Ersolmaz, S.B.; Chew, J.W. Towards the generalization of membrane structure-property relationship of polyimides and copolyimides: A group contribution study. // J. Memb. Sci. 2017, V. 543. pp. 233–254, doi:10.1016/j.memsci.2017.08.042.

2. Robeson, L. A group contribution approach to predict permeability and permselectivity of aromatic polymers. // J. Memb. Sci. 1997. V. 132. pp. 33–54, doi:10.1016/S0376-7388(97)00031-8.

3. Park, J.Y., Paul, D.R. Correlation and prediction of gas permeability in glassy polymer membrane materials via a modified free volume based group contribution method. // J. Memb. Sci. 1997. V. 125, pp. 23–39. doi:10.1016/S0376-7388(96)00061-0.

4. Ryzhikh, V., Tsarev, D.; Alentiev, A.; Yampolskii, Y.. A novel method for predictions of the gas permeation parameters of polymers on the basis of their chemical structure. // J. Memb. Sci. 2015. V. 487, pp. 189–198. doi:10.1016/j.memsci.2015.03.055.

5. Alentiev, A.Y.; Loza, K.A.; Yampolskii, Y.P.. Development of the methods for prediction of gas permeation parameters of glassy polymers: Polyimides as alternating co-polymers. // J. Memb. Sci. 2000. V. 167. pp. 91–106. doi:10.1016/S0376-7388(99)00271-9.

6. Askadskii A.A., Matseevich A.V., Volgin I.V., and Lyulin S.V. Permeability of polyimide-based polymeric membranes with respect to helium. // Polym. Sci., Ser. 2023. A 65 (2), pp. 117–137.

7. Fateev N.N., Solomakhin V.I., Baiminov B.A., Chuchalov A.V., Sapozhnikov D.A., and Vygodskii Y.S.. Gas-Transport properties of Polyimides with Various Side Groups. // Polym. Sci., 2020. Ser. C 62 (2). pp. 274–280.

8. Wen-Hui Lin, Tai-Shung Chung. Gas permeability, diffusivity, solubility, and aging characteristics of 6FDA-durene polyimide membranes //Journal of Membrane Science. 2001. V. 186. pp. 183–193.