โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นชั้นรองรับสำหรับเมมเบรนคอมโพสิต เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุล คุณสมบัติของวัสดุ และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ในการวิเคราะห์นี้ เราจะสำรวจว่าเหตุใด PET จึงเหมาะสำหรับการใช้งานนี้
โครงสร้างโมเลกุลของวัสดุฟิล์ม PET คืออะไร?
1. PET เป็นโพลิเมอร์เทอร์โมพลาสติกที่อยู่ในตระกูลโพลีเอสเตอร์ ซึ่งสังเคราะห์โดยปฏิกิริยาของเอทิลีนไกลคอล (EG) และกรดเทเรฟทาลิก (TPA) หรือเอสเทอร์ไดเมทิลเทเรฟทาเลต (DMT) โครงสร้างโมเลกุลของ PET ประกอบด้วยกลุ่มเอสเทอร์และอะริลสลับกัน ซึ่งมีส่วนช่วยให้คุณสมบัติเชิงกลแข็งแกร่งและความเสถียรทางเคมี
2. ความแข็งแรงทางกลของ PET วงแหวนอะโรมาติกใน PET ให้ความแข็งแกร่งแก่โซ่โพลิเมอร์ ทำให้มีความต้านทานแรงดึงและความแข็งสูง ความแข็งแรงเชิงกลนี้ช่วยให้แน่ใจว่าชั้นรองรับสามารถทนต่อสภาวะการประมวลผล และรักษาความสมบูรณ์ในระหว่างการทำงานของเมมเบรนคอมโพสิต
3. PET มีความเสถียรทางเคมี และพันธะเอสเทอร์ใน PET ค่อนข้างเสถียรต่อการไฮโดรไลซิสและปฏิกิริยาเคมีอื่นๆ ความเสถียรทางเคมีนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชั้นรองรับเนื่องจากช่วยให้แน่ใจว่าเมมเบรนต้านทานการเสื่อมสภาพหรือการพองตัวเมื่อมีตัวทำละลาย กรด และเบส
คุณสมบัติของวัสดุฟิล์ม PET คืออะไร?
PET มีคุณสมบัติวัสดุที่หลากหลายซึ่งทำให้เป็นชั้นรองรับที่เหมาะสำหรับเมมเบรนคอมโพสิต
1. ความคงตัวของมิติ: PET มีความคงตัวของมิติที่ดี ซึ่งหมายความว่าจะรักษารูปร่างและขนาดภายใต้สภาวะที่เปลี่ยนแปลง เช่น อุณหภูมิและความชื้น คุณสมบัตินี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อชั้นรองรับเนื่องจากทำให้มั่นใจได้ว่าเมมเบรนคอมโพสิตจะรักษาประสิทธิภาพและความสมบูรณ์ไว้ได้เมื่อเวลาผ่านไป
2. ความคงตัวทางความร้อน: PET มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (Tg) และอุณหภูมิหลอมเหลว (Tm) ค่อนข้างสูง ซึ่งช่วยให้รักษาคุณสมบัติเชิงกลและความคงตัวของมิติที่อุณหภูมิสูงได้ ความเสถียรทางความร้อนนี้จำเป็นสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงหรือเมื่อเมมเบรนสัมผัสกับความผันผวนของอุณหภูมิระหว่างการทำงาน
3. ความพรุน: PET สามารถสร้างเป็นโครงสร้างที่มีรูพรุน ซึ่งเป็นคุณสมบัติหลักของชั้นรองรับ ความพรุนช่วยให้การซึมผ่านของชั้นรองรับเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยลดความต้านทานการถ่ายโอนมวลโดยรวมในเมมเบรนคอมโพสิต
ลักษณะการทำงานของฟิล์ม PET คืออะไร?
ชั้นรองรับที่ทำจาก PET มีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลายประการในเมมเบรนคอมโพสิต
1. PET เข้ากันได้ทางเคมีกับวัสดุฟิล์มหลายชนิด เช่น โพลีเอไมด์ โพลีอีเทอร์ และโพลียูรีเทน ความเข้ากันได้นี้ช่วยให้สามารถพัฒนาเมมเบรนคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับการใช้งานเฉพาะ เช่น การแยกก๊าซ การทำน้ำให้บริสุทธิ์ และการเก็บพลังงาน
2. PET เป็นวัสดุที่มีมากมายและต้นทุนต่ำ ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการผลิตฟิล์มคอมโพสิตในปริมาณมาก การใช้ PET เป็นชั้นรองรับช่วยลดต้นทุนโดยรวมของเมมเบรน ทำให้ประหยัดมากขึ้นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
3. ในฐานะที่เป็นวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม PET สามารถนำมารีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้เพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากการมุ่งเน้นที่เพิ่มมากขึ้นในด้านความยั่งยืนและความจำเป็นในการลดของเสียในเทคโนโลยีเมมเบรนให้เหลือน้อยที่สุด
โดยสรุป โครงสร้างโมเลกุล คุณสมบัติของวัสดุ และลักษณะการทำงานของ PET ทำให้ PET เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับชั้นรองรับของเมมเบรนคอมโพสิต ความแข็งแรงเชิงกล ความเสถียรทางเคมี ความเสถียรของมิติ ความคงตัวทางความร้อน ความพรุน ความเข้ากันได้กับวัสดุเมมเบรนต่างๆ ต้นทุนต่ำ และความสามารถในการรีไซเคิล ล้วนมีส่วนทำให้การใช้งานนี้แพร่หลาย
การอ้างอิง
1.Kim,S. H., & Kim, H. J. (2018). Preparation and characterization ofpoly(ethylene terephthalate) (PET) support membranes for water purification.Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 59, 364-372. doi:10.1016/j.jiec.2017.10.048.
2.Zhang,L., Huang, J., & Wang, J. (2019). Fabrication of poly(ethyleneterephthalate)/polymer blend ultrafiltration membranes with improvedperformance. Journal of Membrane Science, 571, 157-165. doi:10.1016/j.memsci.2018.10.054.
3.Zhang,S., Wu, H., & Huang, X. (2019). Fabrication of novel poly(ethyleneterephthalate) (PET) ultrafiltration membranes via a reactive blending method.Journal of Membrane Science, 583, 226-234. doi: 10.1016/j.memsci.2019.03.002.
4.Wang,Q., Liu, Y., & Wang, X. (2020). Fabrication of hydrophilic polyethyleneterephthalate (PET) ultrafiltration membranes via blending with polyvinylpyrrolidone(PVP). Journal of Membrane Science, 602, 117-126. doi:10.1016/j.memsci.2020.04.004.
