Efeito da estrutura química, temperatura e pressão na permeabilidade de CO2 e seletividade CO2/CH4 em filmes formados por dispersões aquosas de poli(uretano-uréia)s

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Bittencourt, Paula Perfeito
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
• Palavras-chave em Português: CO2/CH4 separation; gas Permeation; aqueous dispersions of poly(urethane-urea); poly(ethylene glycol); structure/properties relations; operational conditions; Separação CO2/CH4; permeação de gases; dispersões aquosas de poli(uretano ureia)s; poli(glicol etilênico); relações estrutura/propriedade; condições de operação; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::POLIMEROS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12066

Processos de permeação de gases por membranas têm se apresentado com uma alternativa na remoção do CO2 do gás natural em plataformas de produção, principalmente no cenário do Pré-Sal brasileiro, porém ainda enfrentam desafios devido ao limitado desempenho apresentado pelas membranas comerciais. Recentemente, filmes formados a partir de dispersões aquosas de poli(uretano ureia)s (PUU) apresentaram resultados promissores, porém a influência da temperatura, da pressão e da estrutura do PUU ainda precisam ser avaliada. Neste trabalho, filmes formados por dispersões aquosas de poli(uretano-ureia)s, à base de diisocianato de isoforona (IPDI), ácido dimetilolpropriônico (DMPA), etilenodiamina (EDA), trietilamina (TEA) e poliol contendo uma fração mássica de 25% de poli(glicol propilênico) (PPG) e 75% de copolímero em bloco à base de PPG e poli(glicol etilênico) (PEG) foram preparados, caracterizados e avaliados em ensaios de permeação de CO2 e CH4 puros. Como referência (PUU Base) foi utilizada uma formulação com razão NCO/OH de 1,5 e 7% em massa de PEG no copolímero. A partir do PUU Base, a influência do teor de PEG na formulação foi avaliada utilizando outro copolímero contendo 17% em massa deste oligômero (PUU 1), enquanto a influência da proporção entre segmentos rígidos e flexíveis foi avaliada aumentando a razão NCO/OH para 2,0 (PUU 2). Os filmes foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e difração de raio X (XRD) visando identificar as mudanças estruturais causadas pelas modificações na formulação e seus impactos nas propriedades de transporte. Outro objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência das condições de operação sobre a permeabilidade de CO2 e seletividade CO2/CH4 nos filmes formados. Deste modo, ensaios de permeação foram conduzidos em duas temperaturas (35°C e 45°C) e três pressões transmembrana (1, 2 e 4 bar). O aumento da temperatura promoveu o aumento das permeabilidades, enquanto a variação da pressão conduziu a efeitos diferentes em cada material. O aumento do teor de PEG (PUU 1) não representou ganhos no desempenho da separação, enquanto o aumento da razão NCO/OH (PUU 2) apresentou resultados mais promissores