TAZ-PFC-2011-747


Síntesis de membranas poliméricas con spin coater

Alonso Ladeiro, Daniel
Casado Coterillo, Clara (dir.)

Téllez Ariso, Carlos (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2011
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Ingeniería Química area

Ingeniero Químico

Abstract: Este Proyecto Fin de Carrera (PFC) se centra en la preparación de membranas poliméricas mediante la tecnología “spin coating” (recubrimiento por rotación). Esta técnica consiste en la fabricación de películas finas de espesor uniforme mediante la utilización de la fuerza centrífuga durante el proceso de deposición sobre un sustrato de una disolución polimérica. Las membranas prepararas pueden tener aplicación en la separación de gases, siendo esta una tecnología de menor coste energético y medioambientalmente limpia en comparación con los procesos tradicionales de separación. El objetivo principal de este PFC ha consistido en la puesta en marcha de la instalación de spin coating y establecer para la preparación de membranas poliméricas con esta técnica un manual que está disponible a partir de ahora en el laboratorio del Grupo de Investigación de Catálisis, Separaciones Moleculares e Ingeniería de Reactores (CREG) donde se ha realizado este proyecto. En la preparación de membranas poliméricas de polisulfona por spin coating se ha estudiado la influencia de distintas variables de diseño en la medida del espesor a lo largo y ancho de cada membrana utilizando la media aritmética y desviación estándar de estas medidas. Como variables de diseño se ha tomado el volumen y la concentración de la disolución depositada así como la velocidad de giro y tiempo de centrifugación de las dos etapas que componen el proceso (etapa 1 de inyección de la disolución polimérica y etapa 2 de distribución de la disolución en el sustrato). Se ha comprobado que a velocidades de giro altas, las membranas presentan un espesor más reducido y una mejor distribución superficial. La influencia del tiempo no es clara y los pesos apenas se ven afectados por los cambios de velocidad y tiempo. Se ha encontrado que la concentración de la disolución que afecta a la viscosidad es un parámetro importante para el control del espesor. Se ha puesto de manifiesto las ventajas que presenta el proceso spin coating con respecto al proceso tradicional sin rotación, tales como preparación de películas más delgadas y homogéneas así como un mayor control del proceso pudiéndose, obtener una amplia variedad de espesores entre 10 y 500 µm. Se ha preparado y caracterización membranas mixtas de polímero y ETS-10 utilizando la técnica spin coating. Se ha observado que para membranas mixtas, los espesores salen superiores a los de las poliméricas con las mismas condiciones de operación y se ha comprobado con la caracterización por microscopía electrónica el buen contacto entre la matriz polimérica y las partículas inorgánicas. Por último, se ha encontrado una mejora de separación de la membrana mixta en la separación de mezclas equimolares de O2/N2, a 35ºC con respecto a las poliméricas.


Free keyword(s): preparación de membranas ; zitas ; separación de gases ; centrifugación ; spin coater
Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera
Notas: Resumen disponible en el ejemplar de la memoria.

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