Innovative polymeric materials for membrane processes

Abstract

Tato disertační práce se zabývá vlivem molekulární architektury a struktury plniv na transportní vlastnosti plynů v polymerních membránách. Studie je zaměřena na dva hlavní systémy: dendrimery PAMAM a jejich deriváty ve formě hvězdicových polymerů inkorporované do matrice Pebax® pro separaci CO2, a dále grafenová nanoplniva v polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) určená pro bariérové aplikace. Získané výsledky přispívají k hlubšímu pochopení vztahů mezi strukturou a vlastnostmi materiálů významných pro membránovou vědu a vývoj pokročilých polymerních bariérových systémů. V první části práce byly připraveny a studovány membrány na bázi Pebaxu obsahující dendrimery PAMAM první a druhé generace (G1 a G2). Permeační měření prokázala přítomnost usnadněného transportu CO2, který je založen na reverzibilních interakcích mezi molekulami CO2 a aminovými skupinami dendrimerů. Toto chování bylo dále potvrzeno analýzou sorpčních izoterem a zvýšenou afinitou k CO₂ odpovídající Langmuirovu typu sorpce. Nejlepších separačních vlastností bylo dosaženo u membrán s obsahem 10 hm. % dendrimeru G1, kde došlo k výraznému zvýšení selektivity CO2/N2 ve srovnání s čistým Pebaxem. Tento efekt je připisován především vyšší dostupnosti terminálních aminových skupin. Zároveň bylo zjištěno, že dendrimer G1 vede ke zvýšení krystalinity...