Análisis morfológico y propiedades de transporte en membranas asimétricas de acetato de celulosa

ESTELA ROMERO DÓNDIZ; JORGE E. ALMAZÁN; VERÓNICA B. RAJAL; ELZA CASTRO VIDAURRE

Mar del Plata

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2010

En este trabajo se evaluó la morfología y las propiedades de transporte de membranas de acetato de celulosa (AC), preparadas mediante el método de inversión de fase por la técnica de inmersión-precipitación modificando el tiempo de evaporación durante la etapa de coagulación. Esta técnica consiste en disolver el polímero base en un solvente adecuado y extender la solución en un soporte con posterior precipitación brusca para dar lugar a dos fases: una sólida, rica en polímero que constituye la membrana y otra líquida, los poros. La composición de la solución empleada para la preparación de las membranas fue de 20 %p/p de acetato de celulosa, 53 %p/p de acetona y 27 %p/p de formamida. La solución a 4-9 ºC, fue extendida sobre un soporte comercial “non-woven”. Una vez extendida la solución se dejó evaporar el solvente a distintos tiempos: entre 0 y 90 s bajo condiciones ambientales controladas. Luego, para su coagulación, se sumergieron en un baño de agua destilada a 4 ºC por 1 a 2 horas. Las membranas así obtenidas fueron caracterizadas por microscopia electrónica de barrido (MEB), contenido de agua en equilibrio, porosidad y finalmente fue evaluado su desempeño en el proceso de filtración, determinando la permeabilidad al agua pura (Lh) y el porcentaje de rechazo (%R) para tres soluciones salinas de NaCl, Na2SO4 y MgSO4. Mediante las imágenes de corte transversal, obtenidas por MEB, se observó que las membranas poseen una estructura asimétrica, una disminución del tamaño de los macro-poros en la subcapa y en el tamaño de poros con el aumento del tiempo de evaporación. En todos los casos, el aumento del tiempo de evaporación produce una disminución del espesor de la membrana, del contenido de agua en equilibrio y de la porosidad. En los ensayos de permeabilidad hidráulica, durante la etapa de compactación se observó una disminución en el flujo permeado. También se pudo apreciar una correlación lineal entre el flujo permeado y la presión de operación. El porcentaje de rechazo salino aumentó considerablemente en las membranas sintetizadas a mayores tiempos de evaporación. Las propiedades morfológicas y estructurales de las membranas fabricadas se vieron directamente afectadas por las condiciones de síntesis. Se observó, a medida que aumenta el tiempo de evaporación durante la etapa de coagulación, que el tamaño de poro y el flujo de agua pura disminuyen, mientras que el porcentaje de rechazo aumenta.