Contribucion a la caracterizacion morfologico-estructural y funcional de membranas polimericas microporosas. Estudio y modelizacion de flujos y permeabilidades

Resumen

Se aborda inicialmente la caracterizacion morfologico-estructural completa de seis tipos de membranas polimericas (nuclepore de policarbonato) en base a la utilizacion de las tecnicas de microscopia electronica (sem y tem) analisis automatizado de imagen interferometria y picnometria. La evaluacion conjunta de los resultados ha permitido determinar que se trata de membranas homogeneas de poro irregular con desviaciones angulares y moderadamente heteroporosas. En el aspecto funcional se estudia la permeacion bajo gradiente de presion para agua y disoluciones de licl caracterizada a traves del coeficiente de permeabilidad hidrodinamica. Su dependencia con el flujo se explica adecuadamente mediante un modelo de filtracion modificado que posibilita la obtencion de las correspondientes resistencias hidrodinamicas. Evidenciada la naturaleza viscosa del flujo se determinan los valores efectivos de diametro de poro y porosidad y se analiza la distribucion del flujo en funcion del tamaño de poro que resulta ser inhomogenea lo que limita la determinacion precisa del peso molecular nominal limite y las aplicaciones en micro y ultrafiltracion. El estudio de la permeacion bajo gradiente de concentracion a varias temperaturas permitio determinar la permeabilidad difusiva del sistema de membrana (incluidas las capas limite). La elaboracion de un modelo bidimensionalpara el flujo permitio desvelar la relacion estructura-funcion en cada tipo de membrana la influencia de cada barrera difusiva sobre el control cinetico y determinar el espesor de las capas limite. El efecto de carga adsorbida se aborda mediante un modelo que considera la dependencia radial del potencial electrostatico en el interior del poro y la influencia de la doble capa electrica. La correspondiente resolucion numerica permitio explicar los resultados experimentales de permeabilidad difusiva en base a la magnitud del parametro de exclusion acotandose el val