Modification de la surface de membranes fibres creuses par photogreffage en continu : simulation du procédé

Modification of the surface dof hollow-fiber membranes by continuous photo-grafting : simulation of the process

• Auteur / Autrice : Tchicaya Goma-Bilongo
• Direction : Michael Clifton
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Traitements de surface

Copolymères greffés

Membranes (technologie)

Mots clés libres

Modification surface

Membrane

Fibres creuse

Photogreffage UV

Simulation

Résumé

Dans cette étude, un modèle numérique a été développé pour représenter le procédé de photogreffage en continu de membranes fibres creuses. Ce procédé permet de modifier la surface de membranes en polysulfone sans ajout de photoinitiateur. Le modèle proposé tient compte des effets couplés du transfert du monomère avec la réaction de polymérisation et du transfert thermique avec l'évaporation. Des fibres creuses ont été traitées dans différentes conditions opératoires et ont été ensuite caractérisées en termes de perméabilité et de rétention. La masse de monomère greffé a été mesurée et peut être comparée à celle prédite par le modèle. Ce modèle a permis d'une part d'identifier les paramètres majeurs (dose UV, concentration en monomère, temps de séjour dans le bain de monomère) et d'autre part de définir les conditions optimales de greffage. Les tendances prédites par le modèle sont en accord avec celles observées expérimentalement.

In this study, a numerical model was developed to represent a continuous photo-grafting process applied to hollow-fibre membranes. This process allows the surface of polysulfone membranes to be modified, without addition of a photo-initiator. The proposed model takes into account the coupling effects between monomer transfer and the polymerisation reaction and between heat transfer and evaporation. In the experimental work, hollow fibres were treated under different operating conditions and were then characterised in terms of permeability and retention. The mass of monomer grafted was measured and could be compared with the value predicted by the model. This model made it possible on the one hand to identify the major controlling parameters (UV dose, monomer concentration, residence time in the monomer bath), and on the other to define the optimum grafting conditions. The tendencies predicted by the model are in agreement with those observed experimentally.