ИСТИНА

В современных технологиях мембранного газоразделения около 80% занимают полимерные мембраны ввиду их огромных функциональных возможностей и дешевизны производства. Хотя полимерные мембраны и обладают отличной проницаемостью, для них характерна невысокая селективность по сравнению с неорганическими материалами [1]. Для очистки водорода альтернативой полимерным мембранам служат палладиевые мембраны, обладающие высокой селективностью [2]. Среди недостатков можно отметить так называемый феномен водородного охрупчивания, склонность к закоксовыванию, а также дороговизна [3]. Но существуют композитные металл-полимерные мембраны, сочетающие преимущества как полимерных, так и неорганических мембран [4]. Цель настоящей работы заключалась в исследовании механических свойств металл-полимерных мембран. Мембраны на основе полиэтилена высокой плотности (ПВП) с применением в качестве наполнителя интерметаллического соединения LaNi2,5Co2,4Mn0,1 (10 масс.%), изготавливали в гидравлическом прессе из смеси исходных веществ, полученной методом механоактивации в высокоэнергетической шаровой мельнице. Для дополнительной реактивации готовая мембрана выдерживалась в атмосфере водорода под давлением около 30 бар. Исследование механических свойств проводили методом статических и динамических испытаний.По результатам статических испытаний было получено значение предела прочности экспериментальной мембраны равное 26 МПа, которое слегка уменьшается после ее водородной реактивации. Этот эффект может быть связан с гидридным диспергированием интерметаллического наполнителя в процессе водородной обработки. Динамические испытания продемонстрировали серьезные изменения в модулях потерь и упругости в пластичной зоне композитной мембраны. Положение пиков перемещалось систематически при увеличении частоты, что позволило рассчитать энергию фазовых переходов. Было установлено, что добавление наполнителя в полимерную матрицу снижает энергию активации из-за ослабления связей в полимерной цепи. [1] B. Zornoza, C. Casado, A. Navajas, Renewable Hydrogen Technologies . Production, Purification, Storage, Applications and Safety // Elsevier Science, Poland, 2013. [2] N.W. Ockwig, T.M. Nenoff, Membranes for hydrogen separation // Chemical Reviews. 2007. № 107 (10). P.4078–4110. [3] T.A. Peters, T. Kaleta, M. Stange, R. Bredesen, Development of ternary Pd-Ag-TM alloy membranes with improved sulphur tolerance // Journal of Membrane Science. 2013. № 429. P.448–458