Influence de la structure des matériaux et perméants sur les propriétés de sorption et de transfert dans des systèmes polymère / liquides organiques : application à la séparation par pervoration de mélanges alcool-éther à l'aide de polyuréthaneimides (PUI) et modélisation du transfert dans le cas d'un système ternaire

par Anne Jonquières

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Pierre Lochon.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .

Le président du jury était Jean Néel.

Les rapporteurs étaient Philippe Aptel, Roland Audebert.


  • Résumé

    Ce mémoire résume les résultats d'une étude systématique concernant les propriétés d'une importante série de polyuréthaneimides (PUI) copolymères à blocs à structure évolutive lors de la pervaporation de mélanges exclusivement organiques avec un intérêt particulier pour la séparation du mélange azéotropique EtOH/ETBE. Environ 40 polyuréthaneimides ont été synthétisés par une méthode permettant le contrôle de la structure du matériau. Les résultats obtenus en pervaporation ont montré une nette tendance de relations propriétés-structure très utile pour la recherche d'une membrane d'intérêt industriel. Restreinte à des PUI ne différant que par leur segment flexible, cette étude permet d'établir une corrélation quantitative entre la sélectivité en pervaporation et un paramètre de sélectivité d'interaction, défini à partir du paramètre de solubilité du segment flexible calculé à partir de méthodes par contribution de groupes. Une approche nouvelle permet ensuite de corréler les propriétés en pervaporation et en sorption à l'aide de paramètres de polarité. Les corrélations quantitatives sont établies pour de nombreux systèmes ternaires différant par les matériaux ou les perméants impliqués. L'étude de nombreuses données publiées sur la sorption d'un liquide pur dans un polymère montre par ailleurs la généralité de ce type de corrélation qui s'applique à des systèmes très variés. La dernière partie concerne la modélisation du transfert dans le cas d'un véritable système ternaire selon une loi de FICK thermodynamique qui considère la forte non-idéalité du système. Les lois décrivant l'équilibre thermodynamique de sorption sont particulièrement simples et mettent en évidence la saturation préliminaire des groupes uréthane par l'éthanol. La comparaison des différents paramètres calculés (modèle ou perméation différentielle) conduit à remettre en question la validité de la loi de FICK adoptée pour décrire le transfert en pervaporation

  • Titre traduit

    Influence of material and permeant structure on the sorption and mass transfer properties in polymer/organic mixtures systems


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Informations

  • Détails : 1 vol. (296 p.)
  • Annexes : 292 réf.

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