Porösa polymerer är en klass av material med hög yta och hög porositet. Detta gör dem idealiska för gaslagring och -separering, katalys och andra applikationer. Emellertid kan porösa polymerer vara instabila under högt tryck, vilket begränsar deras användning i vissa tillämpningar.
Stabilitet vid högt tryck
Stabiliteten hos porösa polymerer vid högt tryck påverkas av ett antal faktorer, inklusive polymerstrukturen, typen av gas eller vätska som lagras eller separeras, och temperatur- och tryckförhållandena.
Polymerstrukturen är viktig eftersom den påverkar materialets mekaniska egenskaper. Polymerer med en stel struktur är mer benägna att vara stabila vid högt tryck än polymerer med en flexibel struktur. Typen av gas eller vätska som lagras eller separeras är också viktig eftersom vissa gaser och vätskor kan reagera med polymeren och få den att brytas ned. Slutligen kan temperatur- och tryckförhållandena påverka stabiliteten hos porösa polymerer. Högre temperaturer och tryck kan leda till ökad nedbrytning av polymeren.
Anmärkningsvärd stabilitet vid högt tryck
Trots dessa utmaningar har vissa porösa polymerer visat anmärkningsvärd stabilitet vid högt tryck. Till exempel visade en studie av forskare vid University of California, Berkeley, att en porös polymer som kallas PIM-1 var stabil vid tryck upp till 10 000 atm. Detta motsvarar trycket på botten av Marianergraven, den djupaste punkten i havet.
Den anmärkningsvärda stabiliteten hos PIM-1 beror på dess unika struktur. PIM-1 är en stegpolymer, vilket betyder att den har en repeterande struktur av alternerande bensenringar och kväveatomer. Denna struktur ger PIM-1 en hög grad av styvhet, vilket gör den motståndskraftig mot kompression. PIM-1 är också resistent mot kemisk nedbrytning, vilket gör den idealisk för att lagra och separera gaser och vätskor.
Tillämpningar av porösa polymerer vid högt tryck
Den anmärkningsvärda stabiliteten hos vissa porösa polymerer vid högt tryck gör dem idealiska för en mängd olika applikationer, inklusive:
* Gasförvaring och separation
* Katalys
* Energilagring
* Vattenbehandling
Porösa polymerer är en lovande ny klass av material med ett brett utbud av potentiella tillämpningar. Utvecklingen av porösa polymerer som är stabila vid högt tryck kommer att möjliggöra användningen av dessa material i mer extrema miljöer, såsom olje- och gasutvinning på djuphavsområdet, och inom flygindustrin.
