پلیمرهای سیلیکونی: مروری بر سنتز، خواص و کاربرد در غشاهای جداسازی گازها
محورهای موضوعی :
زهره طاهرخانی
1
(گروه فرايند)
کلید واژه: پلیمرهای سیلیکونی, سنتز پلیمرها, غشاهای پلیمری, جداسازی گازها,
چکیده مقاله :
سیلیکون ها، مواد پلیمری الاستومری با فرمول عمومی R2SiOهستند. حضور هم زمان گروه های «"آلی»" متصل به زنجیره اصلی «"غیر آلی»" باعث ایجاد ترکیبی از ویژگی های منحصر به فرد در مواد سیلیکونی می شود. این ویژگی های خاص شامل مقاومت در برابر حرارت، پایداری شیمیایی، عایق الکتریکی، مقاومت در برابر سایش، دوام بالا و مقاومت به ازن هستنداست. با این مشخصات ویژه، مواد سیلیکونی به طور گسترده ای برای جایگزینی محصولات در صنایع مختلف مانند صنایع هوا فضا، خودرو، ساخت و ساز، برق و الکترونیک، پزشکی و ساخت غشاها استفاده می شوند. اخیراً، با تقاضای بیشتر صنایع، این دامنه های کاربرد با سرعت زیادی در حال گسترش هستند. از میان پلیمرهای مختلفی که جهت برای جداسازی گازها مورد استفاده قرار می گیرند، غشاهای سیلیکونی به علت انعطاف پذیری زیاد زنجیرهای آن دارای تراوایی زیادی نسبت به گازهای مختلف هستند و کاربردهای فراوانی در این زمینه پیدا کرده اند. از این رو در این مقاله پس از معرفی مواد سیلیکونی و روش های سنتز آن ها، خصوصیات و کاربردهای این مواد در صنایع مختلف مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان این مواد در ساخت غشاهای جداسازی گازها، به طور ویژه کاربرد مواد مذکور در ساخت و راندمان بازده چنین غشاهایی با ارائه مطالعات اخیر بررسی می شود.
-
1. Shit S.C., Shah P., A Review on Silicone Rubber, Natural Academic Science Letter, 36, 355–365, 2013.
2. Tan X.M., Rodrigue D., A Review on Porous Polymeric Membrane Preparation. Part II: Production Techniques with Polyethylene, Polydimethylsiloxane, Polypropylene, Polyimide, and Polytetrafluoroethylene, Polymers, 11, 1310, 2019.
3. Liravi F., Toyserkani E., Additive Manufacturing of Silicone Structures: A Review and Prospective, Additive Manufacturing, 24, 232-242, 2018.
4. Noll W., Chemistry and Technology of Silicones, Academic Press, New York, 1968.
5. Yampolskii, Y., Finkelshtein, E., Membrane Materials for Gas and Vapor Separation: Synthesis and Application of Silicon‐Containing Polymers, John Wiley & Sons Ltd, USA, 2017.
6. Hiyama T., Oestreich M., Organosilicon Chemistry: Novel Approaches and Reactions, John Wiley & Sons, Germany, 2020.
7. Jerome R., Henrioulle-Granville M., Robin J. J., Telechelic polymers: Synthesis, Characterization and Applications, Progress in Polymer Science, 16, 837-906, 1991.
8. Semsarzadeh M.A., Abdollahi M., Atom Transfer Radical Polymerization of Styrene and Methyl (Meth)Acrylates Initiated with Poly(Dimethylsiloxane) Macroinitiator: Synthesis and Characterization of Triblock Copolymers, Journal of Applied Polymer Science, 123, 2423–2430, 2012.
9. Limer A., Haddleton D.M., Amide Functional Initiators for Transition-Metal-Mediated Living Radical Polymerization, Macromolecules, 39, 1353-1358, 2006.
10. Peng H., Cheng S., Fen L., Fan Z., Synthesis of Block Copolymers from PDMS Macroinitiators, Polymer International, 53, 833-837, 2004.
11. Hec., Li z., Silicon Containing Hybrid Copolymers, Wiley‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Germany, 2020.
12. Neelova O.V., Panova T.A., Gazzaeva R. A., Koblova L.B., An Organosilicon Composition for Protection of Active Components of Electronic Products, Polymer Science, Series D, 12, 345–350, 2019.
13. Fu S., Zhu M., Zhu Y., Organosilicon Polymer-Derived Ceramics: An Overview, Journal of Advanced Ceramics, 8, 457–478, 2019.
14. Giuseppina M., Alberto B., Guerra D., Belcari N., Medical Applications of Silicon Photomultipliers, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 926, 118-128, 2019.
15. Robb W.L., Thin Silicone Membranes-Their Permeation Properties and Some Applications, Annals of the New York Academy of Sciences, 146, 119-137, 1968.
16. Merkel T.C., Bondar V.I., Nagai K., Freeman B.D., Pinnau I., Gas Sorption, Diffusion, and Permeation in Poly(Dimethylsiloxane), Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 38, 415-434, 2000.
17. Ghadimi A., Sadrzadeh M., Shahidi K., Mohammadi T., Ternary Gas Permeation Through a Synthesized PDMS Membrane: Experimental and Modeling, Journal of Membrane Science, 344, 225–236, 2009.
18. Ren L., Liu J., Synthesis and Gas Transport Properties of Polyamide Membranes Containing PDMS Groups, RSC Advances, 9, 9737-9744, 2019.
19. Park H.B., Kim J.K., Nam S.Y., Imide-Siloxane Block Copolymer/Silica Hybrid Membranes: Preparation, Characterization and Gas Separation Properties, Journal of Membrane Science, 220, 59-73, 2003.
20. Park H.B., Kim C.K., Lee Y.M., Gas Separation Properties of Polysiloxane /Polyether Mixed Soft Segment Urethane Urea Membranes, Journal of Membrane Science, 204, 257-269, 2002.
21. Vakili E., Semsarzadeh M.A., Ghalei1 B., Khoshbin M., Nasiri H., Characterization and Gas Permeation Properties of Synthesized Polyurethane-Polydimethylsiloxane / Polyamide 12-b-Polytetramethylene Glycol Blend Membranes, Silicon, 8, 75–85, 2016.
22. Madhavan K., Reddy B., Poly(dimethylsiloxane-urethane) Membranes: Effect of Hard Segment in Urethane on Gas Transport Properties, Journal of Membrane Science, 283, 357–365, 2006.
23. Kim H.J., Jeong Y.S. Lee Y.S., Membranes Composed of Carboxylated Poly (vinylchloride) and Poly(dimethylsiloxane)-graft-polystyrene: Preparation and Gas Permeability, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 5, 69-73, 1999.
24. Mirzaee H., Mirzaee F., Modeling and Simulation Gas Separation by Membrane of Poly Dimethyl Siloxane, Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 24, 35–43, 2012.