Obtaining polyamide 6 membranes and their nanocomposites with clay.

Membranas poliméricas foram produzidas neste trabalho a partir de nanocompósitos de poliamida 6 e uma argila constituída de silicatos em camadas proveniente do interior da Paraíba, por meio da técnica de imersão precipitação. A argila foi modificada organicamente utilizando-se três diferentes sais quaternários de amônio, Dodigen, Genamin e Cetremide, e essa modificação foi avaliada através de Difração de Raios-X, que comprovou a inserção dos sais nas camadas da argila. Os nanocompósitos foram obtidos a partir da poliamida 6 (PA 6) com argila sem tratamento (MMT) e com argilas tratadas com os sais (OMMT). Inicialmente, foi obtido um concentrado numa proporção de 1:1 (PA 6/argila), e este foi incorporado na matriz polimérica em um teor aproximado de 3% em peso de argila, usando-se uma extrusora de rosca dupla contra-rotacional. Os nanocompósitos obtidos foram estudados por meio de DRX, MET, TG e DSC e, foi verificado que estes apresentaram estabilidade térmica e uma estrutura morfológica com lamelas de argila esfoliadas/parcialmente esfoliada/ intercalada na matriz de PA 6. As membranas foram produzidas pelo método de inversão de fase, utilizando-se a técnica de imersão-precipitação. Uma morfologia assimétrica foi obtida e caracterizada por MEV, sendo constituída por uma pele filtrante e uma camada porosa, onde as superfícies de topo e base apresentaram-se com poros de tamanhos e distribuição uniformes. Portanto, membranas microporosas assimétricas foram obtidas com sucesso a partir de nanocompósitos de poliamida 6/argila regional. Foi observada ainda que a presença de água (utilizada na solução de preparação das membranas, ácido:água) e argila alteraram a morfologia da membrana, diminuindo o tamanho dos seus poros. A permeabilidade com água foi avaliada, onde foi visto um baixo fluxo permeado e que foi reduzido de maneira significativa, devido a um inchamento ocorrido na matriz polimérica da membrana por esta apresentar elevada higroscopicidade, característica da poliamida.In this work, polymer membranes were produced from of nylon 6 (Ny6) and a clay consisting of silicates layer from of Paraiba/Northeast of Brazil by immersion-precipitation technique. The clay was organically modified using three different quaternary ammonium salts, Dodigen, Genamin and Cetremide and, this modification was evaluated by XRD that showed the insertion of the salts molecules into silicates layer. Nanocomposites were obtained by nylon 6 with untreated clay (MMT) or treated clay with the salts (OMMT). Firstly, it was obtained a master, 1:1 (Ny6/clay) and this was incorporated in the polymer matrix, using close to 3 wt.% of clay, in a contra-rotational twin screw extruder. The nanocomposites were studied by XRD, TEM, TG and DSC. It was verified that these presented thermal stability and a morphological structure composed of exfoliated/partially exfoliated or intercalated clay layers in the Ny6 matrix. The membranes were produced by inversion phase method, using immersionprecipitation technique. An asymmetric morphology was obtained and analyzed by SEM. It composed by two layers, a "skin" and porous. The top and bottom surfaces showed porous size and distribution uniforms. Hence, microporous membranes were obtained with success from of nylon 6/regional clay nanocomposites. It also was observed that the water presence (used in the solution of preparation of the membranes, acid:water) and clay altered the membrane morphology, decreasing the porous size. The water permeability was analyzed and it was observed that the water flux was reduced significantly due to membrane swelling and large hygroscopicity, which is characteristic of nylon