Новые силиконовые каучуки с варьируемыми заместителями боковой цепи для высокоселективного мембранного выделения органических паров из газовых сред

Разработан новый одностадийный метод синтеза и вулканизации газоразделительных мембран на основе полиметилсилоксана для разделения углеводородов. Суть предложенного метода заключается в следующем: по реакции гидросилилирования в полиметилгидросилоксан вводится углеводородный заместитель по боковой связи в присутствии катализатора Карстеда, далее в реакционную смесь добавляется соответствующий диеновый углеводород (сшивающий агент), который обеспечивает химическую сшиву макроцепей. Степень замещения связей Si-H на Si-С составляет более 60%. На примере полиоктилметилсилоксана (ПОМС) было выбрано оптимальное соотношение сшивающего и модифицирующего агента (5/95) на основе полученных данных по газопроницаемости и идеальной селективности разделения, а также наблюдаемым пленкообразующим свойствам. Для исследования влияния природы бокового заместителя на газоразделительные свойства получающихся мембранных материалов был взят следующий ряд олефинов: гексен-1 (ПГекМС), октен-1 (ПОМС), децен-1 (ПДецМС), аллилтриметилсилан (ПАТМСМС), винилтриметилсилан (ПВТМСМС), винилциклогексан (ПВЦГМС), 3,3-диметилбутен-1 (ПДМБМС). Мембранные материалы на основе ПГекМС, ПДецМС, ПАТМСМС, ПВТМСМС, ПДМБМС, ПВЦГМС получены впервые. Максимальные значения идеальной селективности для разделения пары н-бутан/метан показала мембрана на основе полидецилметилсилоксана - 26,9 при давлении над мембраной 0,8 атм и температуре 30°С. Таким образом, полученные в рамках данной работы замещенные полиметилсилоксаны не уступают известным в литературе данным, полученным в ходе многостадийного синтеза, по значениям коэффициента проницаемости и селективности. Для решения задач разделения углеводородов требуются сорбционно селективные материалы, однако для обеспечения высокоэффективных параметров транспорта через мембрану важно подобрать материал, обладающий достаточно высокими коэффициентами диффузии. Данная задача является предметом оптимизации данного исследования.