6fda Bazlı Kopoliimidlerin Sentezi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Poliimidler, özellikle aromatik poliimidler, birçok polimerik malzemeye kıyasla yüksek ısıl kararlılık, kimyasal direnç ve iyi mekanik özellikler göstermeleri nedeniyle membran esaslı gaz ayırma alanında büyük ilgi çekmektedirler. Poliimidler, dianhidrit ile diaminin çözücü ortamında reaksiyonu (poliamikasit oluşumu) ve sonra oluşan poliamikasitin dehidratasyonu ile oluşur. Bu işlem iki yerine üç monomer ile yapılırsa kopoliimidler oluşur. Kopolimidler, iki farklı geçirgenlik ve seçicilik davranımı gösteren poliimidlerden optimum davranım gösteren bir polimer elde edilmesini sağlayabilirler. Poliamik asit üzerinden iki aşamalı sentez yöntemi kulanılarak hem ısıl hem de kimyasal imidleşme yolu ile 6FDA/BTDA-mMPD (0.5:0.5), 6FDA-mPDA/mMPD (0.7:0.3), 6FDA-mPDA/DAM (0.7:0.3), 6FDA/BPDA-ODA (0.7:0.3) ve BPDA-ODA/DAM (0.5:0.5) kopoliimidleri sentezlenmiş, ve fiziksel ve gaz taşınım özellikleri karakterize edilmiştir. Kimyasal sentez genelde kırılgan filmler vermiş, ısıl sentezde ise poliamik asit reaksiyon süresinin 48 saate ve sıcaklık artış hızının 30°C/dak’ya çıkarılması ile esnek filmler elde edilebilmiştir. Kopolimid sentezi FTIR ile izlenmiş ve kopoliimidlerin yapıları 1H-NMR ile, ısıl özellikleri ise DSC ve TGA ile incelenmiştir. Geniş Açılı XRD desenlerinde 6FDA bazlı kopolimidler iki “d-spacing” değeri, BPDA-ODA/DAM ise tek “d-spacing” değeri vermişlerdir. Kopoliimidlerin O2/N2 ve CO2/CH4 gaz çiftleri için geçirgenlik ve ideal seçicilikleri belirlenmiş ve en iyi ayırma özelliklerini 6FDA-mPDA/DAM ve 6FDA-mPDA/mMPD kopoliimidlerinin verdiği görülmüştür

Polyimides, especially aromatic polyimides, are gaining importance in membrane based gas separation area due to their outstanding thermal and chemical stability, and good mechanical properties. Polyimides are synthesized by the reaction of two monomers (dianhydride and diamine) in a solvent and by dehydration of this solution (polyamic acid). If this procedure is carried out with three monomers instead of two then copolyimides are synthesized. Copolyimides allow us to optimise the separation properties by using two different polyimides which have different permeability and selectivity properties, such as one has a high permeability-low selectivity and the other has a low permeability-high selectivity. 6FDA/BTDA-mMPD (0.5:0.5), 6FDA-mPDA/mMPD (0.7:0.3), 6FDA-mPDA/DAM (0.7:0.3), 6FDA/BPDA-ODA (0.7:0.3) ve BPDA-ODA/DAM (0.5:0.5) copolyimides are synthesized using two step polymerization from polyamic acid by thermal and chemical imidization, physical and gas transport properties are charecterized. Chemical synthesis give shattered films, flexible films are taken from thermal synthesis by increasing polyamic acid reaction time 48 hours from 24 hours and heating speed 30°C/min. from 2°C/min. Copolyimide synthesis are watched by FTIR and the chemical structure and thermal properties of copolyimides are accomplished by 1H-NMR, DSC and TGA respectively. While 6FDA based copolyimides give two “d-spacing” values, BPDA-ODA/DAM gives single “d-spacing” value at WA-XRD patterns. The permeability and ideal selectivities of copolyimides are measured for the O2/N2 and CO2/CH4 gas pairs. The best separation performance are taken from 6FDA-mPDA/DAM and 6FDA-mPDA/mMPD copolyimides.