Pembuatan membran dengan teknik Inversi Fasa

TEKNIK PEMBUTAN MEMRAN SECARA INVERSI FASA SOFYANA, ST.MT/BAHAN KULIAH TEKNO;OGI MEMBRAN

Preparasi Membran Secara Inversi Fasa Pembuatan Membran Yang Mencakup dua Fasa dimana Fasa Cair akan berubah menjadi fasa padat Terbentuk lapisan aktif dan lapisan penyangga

Pada Teknik Inversi Fasa Secara Presipitasi Imersi, struktur membran yang terbentuk sangat dipengaruhi oleh jenis pelarut Struktur Membran akan mempengaruhi kinerja membran

20 16/ 2/1 8

Berbagai macam teknik inversi fasa, diantaranya : a)Presipitasi dengan penguapan pelarut Prosesnya polimer dilarutkan dala pelarut tertentu dan larutan polimer dicetak pada penyangga yang sesuai. Pelarut dibiarkan menguap pada suasana inert untuk mengeluarkan uap air sehingga diperoleh membran homogen yang tebal b) Presipitasi Fasa Uap

Suatu film yang telah dicetak terdiri dari polimer dan pelarut ditempatkan pada fasa uap, dimana uap terdiri dari non pelarut jenuh dan pelarut yang sama. Konsentrasi pelarut yang tinggi pada fasa uap akan mencegah penguapan pelarut dari film yang telah dicetak. Pembentukan membran terjadi karena difusi non-pelarut ke dalam film. Proses ini akan menghasilkan membran berpori tanpa lapisan atas



C) Presipitasi dengan Penguapan Terkendali

Suatu polimer dilarutkan pada campuran pelarut dan non pelarut (campuran berperan sebagai pelarut). Selama pelarut lebih mudah menguap dibandingkan non pelarut, perubahan komposisi selama penguapan akan bergerak kearah meningkstnys kandungan non pelarut dan perubahan komposisi selama penguapan akan bergerak kearah meningkatnya kandungan non pelarut dan konsentrasi polimer lebih tinggi

d). Presipitasi Thermal Larutan polimer dengan pelarut tunggal atau campuran lebih diharapkan untuk memudahkan terjadinya pemisahan fasa.

Teknik ini biasanya dipakai untuk pembuatan membran mikrofiltrasi



E). Presipitasi dengan Pencelupan

Larutan polimer dicelupkan pada suatu penyangga kemudian dicelupkan pada bak koagulasi yang mengandung non pelarut. Presipitasi terjadi karena pertukaran pelarut dan non pelarut. Semua proses inversi fasa didasari oleh prinsip termodinamika yang sama

Pada dasarnya pembuatan membran dapat dipersiapkan dengan dua konfigurasi, 1. Datar (flat) 2. Berbentuk buluh (tubular)

Prosedur pembuatan membran asimetrik secara garis besar: 

Melarutkan polimer dalam pelarut yang sesuai untuk membentuk dope dengan komposisi polimer tertentu



Pencetakan filmdengan keterbalan tertentu dari dope tersebut diikuti penguapan pelarut (evaporasi) selama interval waktu tertentu



Proses presipitasi dengan mengendapkan film cetakan di dalam non pelarut

Selama proses presipitasi , larutan polimer yang homogen akan membentuk larutan padat yang terdiri dari dua bagian lapisan, struktur rapat tak berpori yang membentuk lapisan dense pada permukaan membran dan struktur berpori yang membentuk lapisan pendukung pada bagian bawah Hal ini membentuk struktur membran asimetrik

Polimer D

C 

B

A Fasa tunggal Fasa Ganda

Pelarut

Non Pelarut

Proses Demixing



1.

Instanteneous Liquid-Liquid Demixing



2.Delayed Liquid Demixing

Faktor-Faktor yang diperhatikan dalam pembuatan membran : 

1. Komposisi

dope(larutan cetak

membran) 

2. Waktu penguapan



3. Temperatur Annealing



4. Temperatur Koagulasi



5. Jenis Polimer dan Konsentrasi Polimer

Pemilihan Sistem Pelarut- Non Pelarut 

Ada

dua Syarat yang harus dipenuhi:

1. Polimer harus larut sempurna dengan pelarut 2. Pelarut harus larut sempurna dengan non pelarut Kelarutan non pelarut dalam pelarut ditentukan oleh besarnya energi bebas Gibbs (ΔG)

 Δ G

=

Δ H – T Δ S

Dua komponen dapat bercampur secara spontan apabila energi bebas pencampurannya lebih kecil dari nol

Gm .

 RT 

  x1 ln  1   x 2

ln  2   g 12 ( ) x1 2