Síntese e caracterização de membranas de misturas de quitosana e poli(álcool vinílico) para permeação de gases

Abstract

No presente trabalho foram desenvolvidas membranas poliméricas visando à separação de gases e mais especificamente a separação do dióxido de carbono do metano, etapa importante na purificação de gás natural (GN). A remoção do CO2 da corrente de gás natural bruto é importante, pois ele tem um poder calorífico muito inferior ao do GN, prejudicando a qualidade deste como combustível, além de causar corrosão nas tubulações. Dois polímeros emergentes no campo de separação de gases, o poli(álcool vinílico) (PVA) e a quitosana (QS) foram selecionados e usados em diferentes composições da solução polimérica para estudar a influência que cada polímero apresenta na permeação e seletividade aos gases. Dois agentes reticulantes foram utilizados na preparação das soluções poliméricas com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas e de seletividade dos filmes/membranas preparados. O acetaldeído é bastante utilizado para a reticulação dos dois polímeros e o ácido maleico é um reticulante mais fraco e mais usado para o PVA. Testes de permeabilidade aos gases nitrogênio, dióxido de carbono e metano foram realizados em uma unidade de bancada e a seletividade ideal dos filmes preparados foi determinada a partir dos dados de permeabilidade. As membranas foram caracterizadas também quanto à sua morfologia por análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Para os filmes testados e as condições de experimento utilizadas, os resultados mostraram uma variação da permeância de 0,0073 a 107,89 GPU para o dióxido de carbono, de 0,007 a 87,77 GPU para o metano e de 0,0055 a 54,87 GPU para o nitrogênio. Os melhores resultados foram obtidos para a membrana com composição 9:1 de QS e PVA, respectivamente, e reticulada com acetaldeído numa proporção 1:2 para QS (em massa).