ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПО ГЕЛИЮ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН НА ОСНОВЕ ПОЛИИМИДОВ
- Authors: Аскадский А.1,2, Мацеевич А.1, Волгин И.3, Люлин С.3
-
Affiliations:
- Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук
- Московский государственный строительный университет
- Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
- Issue: Vol 65, No 2 (2023)
- Pages: 117-137
- Section: ТЕОРИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
- URL: https://journals.rcsi.science/2308-1120/article/view/135331
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2308112023700402
- EDN: https://elibrary.ru/ZFQNPH
- ID: 135331
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
Изложен подход к прогнозированию проницаемости для гелия полимерных мембран на основе полиимидов и полиамидоимидов различного строения. Согласно этому подходу, энергия активации процесса проникновения гелия описывается соотношением, в которое входят ван-дер-ваальсов объем повторяющегося звена полимера и набор атомных констант, характеризующих вклад каждого атома и типа межмолекулярного взаимодействия в величину энергии активации. Учитывается вклад имидных циклов, количество ароматических ядер и тип присоединения (мета-, пара-, орто-), вклад полярных групп CF3, CH3, CO, Cl, F, SO2. Неоднократное решение избыточной системы уравнений, построенной на основе предложенного соотношения, позволило определить константы, приводящие к согласию расчетных и экспериментальных данных по проницаемости мембран с коэффициентом корреляции 0.965. Таким образом, показана возможность поиска структур полиимидов и полиамидоимидов с заданной проницаемостью для гелия без длительных и дорогостоящих экспериментов.
About the authors
А. Аскадский
Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук; Московский государственный строительный университет
Author for correspondence.
Email: andrey@ineos.ac.ru
Россия, 119334, Москва, ул. Вавилова, 28; Россия, 129337, Москва, Ярославское ш., 26
А. Мацеевич
Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук
Email: andrey@ineos.ac.ru
Россия, 119334, Москва, ул. Вавилова, 28
И. Волгин
Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Email: andrey@ineos.ac.ru
Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр., 31
С. Люлин
Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук
Email: andrey@ineos.ac.ru
Россия, 199004, Санкт-Петербург, Большой пр., 31
References
- Imtiaz A., Othman M.H.D., Jilani A., Khan I.U., Kamaludin R., Iqbal J., Al-Sehemi A.G. // Membranes. 2022. V. 12. P 1.
- Iulianelli A., Drioli E. // Fuel Process. Technol. 2020. V. 206. P. 106464.
- Rufford T.E., Chan K.I., Huang S.H., May E.F. // Adsorpt. Sci. Technol. 2014. V. 32. P. 49.
- Scholes C.A., Ghosh U.K. // Membranes. 2017. V. 7. P. 1.
- Alders M., Winterhalder D., Wessling M. // Sep. Purif. Technol. 2017. V. 189. P. 433.
- Sidhikku Kandath Valappil R., Ghasem N., Al-Marzouqi M. // J. Ind. Eng. Chem. 2021. V. 98. P. 103.
- Sazanov Y.N. //Russ. J. Appl. Chem. 2001. V. 74. P. 1253.
- Dai Z., Deng J., He X., Scholes C.A., Jiang X., Wang B., Guo H., Ma Y., Deng L. // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 274. P. 119044.
- Sunarso J., Hashim S.S., Lin Y.S., Liu S.M. Membranes for Helium Recovery: An Overview on the Context, Materials and Future Directions. 2017. V. 176. ISBN 6082260813.
- Soleimany A., Hosseini S.S., Gallucci F. // Chem. Eng. Process. Process Intensif. 2017. V. 122. P. 296.
- Sanaeepur H., Ebadi Amooghin A., Bandehali S., Mog-hadassi A., Matsuura T., Van der Bruggen B. // Prog. Polym. Sci. 2019. V. 91. P. 80.
- Volgin I.V., Batyr P.A., Matseevich A.V., Dobrovskiy A.Y., Andreeva M.V., Nazarychev V.M., Larin S.V., Goikhman M.Y., Vizilter Y.V., Askadski A.A. et al. Machine Learning with Enormous “Synthetic” Data Sets : Predicting Glass Transition Temperature of Polyimides Using Graph Convolutional Neural Networks. ACS Omega 2022.
- Velioğlu S., Tantekin-Ersolmaz S.B., Chew J.W. // J. Memb. Sci. 2017. V. 543. P. 233.
- Robesonv L. // J. Memb. Sci. 1997. V. 132. P. 33.
- Park J.Y., Paul D.R. // J. Memb. Sci. 1997. V. 125. P. 23.
- Ryzhikh V., Tsarev D., Alentiev A., Yampolskii Y. // J. Memb. Sci. 2015. V. 487. P. 189.
- Alentiev A.Y., Loza K.A., Yampolskii Y.P. // J. Memb. Sci. 2000. V. 167. P. 91.
- Hirayama Y., Yoshinaga T., Kusuki Y., Ninomiya K., Sakakibara T., Tamari T. // J. Memb. Sci. 1996. V. 111. P. 169.
- Cornelius C.J., Marand E. // J. Memb. Sci. 2002. V. 202. P. 97.
- Coleman M.R., Koros W.J. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 1994. V. 32. P. 1915.
- Costello L.M., Koros W.J. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 1995. V. 33. P. 135.
- Ayala D., Lozano A.E., De Abajo J., García-Perez C., De La Campa J.G., Peinemann K.V., Freeman B.D., Prbhakar R. // J. Memb. Sci. 2003. V. 215. P. 61.
- Barbari T.A., Koros W.J., Paul D.R. // J. Memb. Sci. 1989. V. 42. P. 69.
- Rezac M.E., Schöberl B. // J. Memb. Sci. 1999. V. 156. P. 211.
- Kim T.H., Koros W.J., Husk G.R. // J. Memb. Sci. 1989. V. 46. P. 43.
- Xu Z.K., Böhning M., Springer J., Glatz F.P., Mülhaupt R. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 1997. V. 35. P. 1855.
- Kim T.H., Koros W.J., Husk G.R., O’Brien K.C. // J. Memb. Sci. 1988. V. 37. P. 45.
- Hirayama Y., Yoshinaga T., Nakanishi S., Kusuki Y. // Polymer Membranes in Gas and Vapor Separation / Ed. by B.D. Freeman, I. Pinnau Washington: ACS, 1999. P. 194.
- Lin W.H., Vora R.H., Chung T.S. // J. Polym. Sci., Polym. Phys. 2000. V. 38. P. 2703.
- Korikov A.P., Vygodskii Ya.S., Yampol’skii Yu.P. // Polymer Science A. 2001. V. 43. № 6. P. 638.
- Fritsch D., Peinemann K.V. // J. Memb. Sci. 1995. V. 99. P. 29.
- Al-Masri M., Kricheldorf H.R., Fritsch D. // Macromolecules. 1999. V. 32. P. 7853.
- Al-Masri M., Fritsch D., Kricheldorf H.R. // Macromolecules 2000. V. 33. P. 7127.
- Fateev N.N., Solomakhin V.I., Baiminov B.A., Chuchalov A.V., Sapozhnikov D.A., Vygodskii Y.S. // Polymer Science C. 2020. V. 62. № 2. P. 266.
- Guiver M.D., Robertson G.P., Dai Y., Bilodeau F., Kang Y.S., Lee K.J., Jho J.Y., Won J. // J. Polym. Sci., Polym. Chem. 2002. V. 40. № 23. P. 4193.
- Xiao Y., Dai Y., Chung T.-S., Guiver M.D. // Macromolecules. 2005. V. 38. № 24. P. 10042.
- Hosseini S.S., Chung T.S. // J. Memb. Sci. 2009. V. 328. № 1–2. P. 174.
Supplementary files
