Membranas de híbridos orgânico/inorgânico de poliamida 6 e argilomineral constituído de silicatos em camadas foram estudadas em comparação com o polímero puro. Uma argila sódica, como recebida da indústria, e outra organofilizada com os sais quaternários de amônio Dodigen e Cetremide foram utilizadas. Os sais tornam hidrofóbica a superfície da argila e favorecem sua incorporação na matriz polimérica no estado fundido. A partir dos nanocompósitos obtidos foram preparadas membranas por meio da técnica de imersão-precipitação, tendo como solvente o ácido fórmico e como método de produção a precipitação em um banho de água (não-solvente). O teor do ácido nas soluções poliméricas, dos híbridos e da poliamida 6 pura, foi variado para avaliar sua influência na morfologia e na permeabilidade das membranas produzidas. As membranas apresentaram morfologia assimétrica, constituída de uma pele filtrante e um suporte poroso. A presença da argila tratada com os diferentes sais alterou a formação dos poros, tanto na superfície como na seção transversal. As partículas de argila provavelmente atuaram como barreira ao fluxo. Observou-se ainda que o teor de ácido utilizado influenciou de forma significativa a estrutura assimétrica da membrana; quanto maior o teor de ácido maior a espessura da pele filtrante. O teor de ácido também levou à alteração do tamanho e da distribuição dos poros. As medidas de fluxo realizadas com os dois teores de ácido diferentes mostraram uma resposta em função da morfologia diferenciada obtida.

Organic/inorganic hybrid membranes of polyamide 6 and mineral clay containing layers of silicate were prepared and compared to those of the pure polymer. Use was made of an as-received sodium clay from industry and another organophilized with ammonium quaternary salts (Dodigen and Cetremide). The salts make the clays surface hydrophobic and improve their incorporation into the polymer matrix in the molten state. Membranes were prepared with these nanocomposites using the immersion-precipitation technique with formic acid as a solvent, and precipitation in a water bath as non-solvent. The acid concentration in the solution containing the polymer and the hybrids was varied to study its influence in morphology and permeability of the membranes. An asymmetric morphology consisting of a filter skin and a porous support was observed, with pores both on the surface and in the cross section being affected by the different salts. This asymmetric morphology was also affected significantly by the acid concentration, with thicker filter skins for higher concentrations. The acid concentration affected the pores size and their distribution. The clay particles probably acted as a barrier to the flow. The permeating flux for the two acid concentrations varied as a function of the distinct morphologies.

Membranas poliméricas foram produzidas a partir de nanocompósitos de poliamida 6 e argila constituída de silicatos em camadas, utilizando a técnica de imersão-precipitação. A argila foi modificada organicamente com os sais quaternários de amônio, Dodigen e Cetremide. Foram obtidos nanocompósitos de poliamida 6 com argila sem tratamento (MMT) e com argila tratada (OMMT). Os nanocompósitos obtidos foram avaliados por DRX e MET, apresentando estrutura com predominância de lamelas de argila esfoliadas na matriz polimérica. As membranas produzidas pelo método de inversão de fases foram caracterizadas por DRX e MEV. A difração de raios X das membranas confirmou os resultados para os nanocompósitos anteriormente preparados. A superfície da matriz observada por MEV apresentou poros irregulares. Já para as membranas com os nanocompósitos observou-se maior quantidade e melhor distribuição dos poros, indicando que a presença da argila alterou a morfologia da membrana. As fotomicrografias das seções transversais dessas membranas mostraram uma estrutura morfológica assimétrica, constituída de uma pele, onde os poros são muito pequenos ou inexistentes, e uma camada porosa com poros de tamanho e distribuição uniformes.

Polymeric membranes were produced from nylon 6 nanocomposites and a clay using the immersion-precipitation technique. The clay was organically modified by using a quaternary ammonium salt, Dodigen. Nanocomposites were obtained from nylon 6 with untreated clay (MMT) and treated clay (OMMT). The nanocomposites were studied by XRD and TEM. The morphological structure consisted of an exfoliated and partially exfoliated clay layers in the polymeric matrix. The membranes were produced by phase inversion method and characterized by XRD and SEM. The X-ray diffraction of the membranes confirmed the results for the nanocomposites. The SEM image of the membrane top surface showed irregular pores. As for the membranes with the nanocomposites, a larger number of better distributed pores were observed, indicating that the presence of the clay altered the membrane morphology. The cross section SEM image showed an asymmetric morphology structure, comprising two layers, namely a skin with small and closed pores, and a porous layer with large, uniformly distributed pores.

Baixos custos operacionais, operação relativamente simples, scale-up e manutenção são as principais razões para uso de membrana no processo de separação numa variedade ampla de aplicações, incluindo purificação de efluentes aquosos. Neste trabalho, a influência dos parâmetros de processo na preparação de membranas de PEUAPM simétricas e assimétricas foi investigada. Membranas de PEUAPM tubulares simétricas foram preparadas com pó passante em peneiras de malha # 80 e # 100. As condições de processamento foram: a) temperatura (200 e 220 °C); b) pressões de compactação (0, 4 e 6 kgf/cm²); e c) tempo de sinterização (90 minutos). Membranas assimétricas foram obtidas por deposição de um filme de PEAD sobre a superfície interna das membranas simétricas selecionadas. As Membranas foram caracterizadas por MEV, porosimetria de mercúrio e medidas de fluxo. Nossos dados indicam que, para membranas simétricas, a porosidade e fluxo permeado diminuíram com o aumento da temperatura e pressões de compactação. Redução mais acentuada nestas variáveis foi observada com membranas assimétricas.

Low operational costs, relatively simple operation, scale-up and maintenance are the main reason for using membrane separation processes in a wide range of applications. The purpose of this work was to prepare, characterize and investigate the influence of processing parameters (T, P) and of an internal surface modification on the performance of UHMWPE membranes. Sinterization was the technique used for membrane preparation. Tubular sintered UHMWPE membranes were prepared with powders sieved through #80 and #100 mesh. Processing conditions were: a) temperature (200 and 220 °C); b) compacting pressures (0, 4 and 6 kgf/cm²); and c) sintering time (90 minutes). Surface modified membranes were obtained by internally impregnating selected UHMWPE membranes with a HDPE dilute solution. Membranes were characterized by SEM, mercury porosimetry water flux. Our data indicate that, porosity and permeate flux decreased with increasing temperature and compacting pressures as well as with membrane internal surface impregnation.