Modificación química y pirolisis controlada de nuevas poliimidas y copoliimidas para separación de gases

Resumen

Los objetivos de esta Tesis Doctoral consisten en desarrollar dos estrategias poco empleadas hasta el momento para mejorar el balance permeabilidad-selectividad de poliimidas aromáticas: a) la modificación química de poliimidas funcionalizadas y b) la pirólisis parcial y controlada de las mismas. Para desarrollar estos dos grandes objetivos, la Tesis se ha estructurado en tres capítulos: En el primero se describe la síntesis y caracterización de dos series completas de poliimidas funcionalizadas con grupos ácido carboxílico (¿COOH) en diferentes proporciones, y se realiza un estudio detallado de sus propiedades como membranas de separación de gases. En la segunda parte de este capítulo, aprovechando la labilidad de los grupos ¿COOH, se aborda la preparación de membranas parcialmente pirolizadas (PPMs). En el segundo capítulo se afronta la modificación química, con segmentos flexibles de polióxido de etileno (PEO), de una de las copoliimidas con grupos ácido del capítulo anterior. La elección del PEO obedece a la interacción favorable de tipo cuadrupolar que presentan los grupos éter con el CO258 y que hasta el momento solo se ha explorado en poliimidas que contienen fragmentos de polióxido de etileno en la cadena principal.59-65 Así, en este capítulo se han obtenido nuevas membranas basadas en copoliimidas con segmentos laterales de PEO (PI-PEOs) destinadas a obtener membranas más selectivas en la separación del CO2. En la segunda parte de éste capítulo se desarrolla también el estudio de membranas parcialmente pirolizadas (PPM-PEOs), obtenidas por degradación de las secuencias de PEO, dada la labilidad que presentan éstos grupos. En el tercer y último capítulo se ha explorado otra vertiente de la modificación química, incorporando cargas inorgánicas de sílice, mediante el procedimiento Sol-Gel, a una copoliimida del capítulo 1, lo que ha dado lugar a membranas de matriz mixta (MMMS). Debido a que todavía son muy pocos los trabajos que emplean este tipo de carga en el campo de la separación de gases, se ha considerado de interés explorar las propiedades que se obtienen a partir de la combinación de la componente inorgánica y la matriz orgánica.