Preparación y efectos de la modificación superficial de membranas de UHMWPE para la separación de agua/aceite

Preparation and Surface Modification Effects of UHMWPE Membranes for Oil/Water Separation

Los bajos costes de explotación, el funcionamiento relativamente sencillo, la ampliación y el mantenimiento son la principal razón para utilizar procesos de separación por membranas en una amplia gama de aplicaciones. El objetivo de este trabajo era preparar, caracterizar e investigar la influencia de los parámetros de procesado (T, P) y de una modificación superficial interna en el rendimiento de las membranas de UHMWPE. La sinterización fue la técnica utilizada para la preparación de las membranas. Se prepararon membranas tubulares de UHMWPE sinterizado con polvos tamizados a través de mallas #80 y #100. Las condiciones de procesamiento fueron: a) temperatura (200 y 220 °C); b) presiones de compactación (0, 4 y 6 kgf/cm²); y c) tiempo de sinterización (90 minutos). Las membranas modificadas superficialmente se obtuvieron impregnando internamente membranas seleccionadas de UHMWPE con una solución diluida de HDPE. Las membranas se caracterizaron mediante SEM y flujo de agua por porosimetría de mercurio. Nuestros datos indican que la porosidad y el flujo de permeado disminuyen al aumentar la temperatura y las presiones de compactación, así como con la impregnación interna de la superficie de la membrana.

INTRODUCCIÓN

Los procesos de separación con membranas (PSM) pueden utilizarse en un gran número de aplicaciones en las industrias médica, biológica, farmacéutica, química y alimentaria. Los PSM presentan una serie de ventajas frente a los tradicionales de separación. Son procesos en los que la separación normalmente tiene lugar sin cambio de fase, lo que ahorra energía, y las propiedades de la membrana pueden ajustarse en función de la aplicación de que se trate.

Entre las técnicas más utilizadas para preparar membranas a partir de poliolefinas se encuentran la irradiación, la extrusión y, en su caso, la sinterización. La sinterización consiste en la fusión incipiente de materiales en polvo de granulometría controlada. La porosidad final de la membrana y el tamaño medio de los poros dependen, entre otros factores, del material, de la granulometría del polvo, de la temperatura y del tiempo de residencia a esta temperatura.

Las membranas preparadas mediante la técnica de sinterización son las más sencillas de preparar, ya que el proceso no implica otras etapas, como precipitación, gelificación, etc. Esta técnica genera una estructura microporosa con una porosidad relativamente baja, del orden del 10 al 40%, y una estructura de poros irregular con una distribución de tamaños muy amplia.