Se diseñó y sintetizó un nuevo monómero que contiene la estructura de la base de Tröger (TB) - 2,8-diamino-4,10-dimetil-6,12-hidro-5,11-azapiridina. Se copolimerizó con anhídrido 2,2'-biscarboxílico (6FDA) y 2,2'-bis(3-amino-4-hidroxifenil)hexafluoropropano (APAF) para producir una serie de polímeros de poliimida que contienen unidades monocarbazona. Se sometieron películas HPI a un tratamiento de reordenamiento térmico a alta temperatura para obtener membranas de separación de gases con una estructura de microporosidad autoensamblada de TB y estructura de reordenamiento térmico. Los resultados del estudio mostraron que el efecto sinérgico de la estructura de microporosidad autoensamblada de TB y la estructura de reordenamiento térmico inhibió el apilamiento regular de las cadenas moleculares, lo que aumentó el volumen libre de la membrana de separación, otorgándole excelentes propiedades de separación de gases. La membrana 6FTB1-TR430 demostró un rendimiento óptimo en la separación integral de gases, con coeficientes de permeabilidad respectivos para CO2, CH4, O2 y N2 de 267,6, 7,0, 57,2 y 12,5 Barrer (1 Barrer = 7,5 × 10^-14 cm^3 (STP) / (cm^2 · s · Pa), donde STP representa el estado estándar, es decir, 0 ℃, 1,01 × 10^5 Pa), con selectividades respectivas α (CO2 / CH4) = 38,2 y α (O2 / N2) = 4,6. Además, esta categoría de membranas de separación tiene una temperatura de descomposición térmica de entre 530 y 560 °C, una temperatura de transición vítrea (Tg) por encima de 400 °C, lo que muestra una excelente estabilidad térmica. Este estudio proporciona nuevas ideas para el diseño y desarrollo de eficaces membranas de separación de gases de poliimida.

Estructura de la base de Tröger, reordenamiento térmico, efecto sinérgico, membrana de separación de gases