Assorbimento di gas in polimeri vetrosi a bassa temperatura: analisi sperimentale e modellazione termodinamica

La cattura della CO2 mediante membrane polimeriche rappresenta una tecnologia di grande interesse per la riduzione delle emissioni di gas serra in atmosfera. Questa tesi approfondisce il meccanismo di assorbimento di N2 e CO2 in polimeri vetrosi, con particolare attenzione alle condizioni criogeniche. Le isoterme di assorbimento, misurate a 77 K per N2 e 273 K per CO2, sono state determinate tramite un apposito apparato per vari materiali polimerici e analizzate mediante il modello NELF (Non-Equilibrium Lattice Fluid). La tecnica è stata utilizzata su polimeri convenzionali vetrosi, su polimmidi e su polimeri innovativi ad alto volume libero. I risultati ottenuti sono stati analizzati dal modello, che si è rivelato altamente efficace nel descrivere l’assorbimento nei polimeri vetrosi, nonostante le condizioni criogeniche. Questo approccio ha permesso di ricavare parametri termodinamici chiave, fornendo una rappresentazione accurata dei dati sperimentali e una comprensione approfondita delle complesse interazioni gas-polimero. I risultati confermano l'affidabilità del modello NELF, evidenziando al contempo le limitazioni di approcci tradizionali, come la teoria di Brunauer, Emmett e Teller (BET) sviluppata per il caso di sorbenti solidi porosi, che risulta inadeguata per descrivere l’assorbimento in materiali polimerici. Questo lavoro sottolinea l’importanza di modelli avanzati nello studio delle membrane polimeriche e nel miglioramento delle loro prestazioni per la separazione selettiva della CO2.