مدل های زیادی برای توصیف تراوایی از میان غشاهای ماتریس آمیخته شامل پرکننده های معدنی با سایز میکرو وجود دارد اما همانگونه که گفته شد مواد معدنی وقتی تا اندازه نانو کوچک میشوند تاثیر متفاوتی بر زنجیرهای پلیمری میگذارند با این وجود تا کنون هیچ مدلی برای تراوایی در غشاهای ماتریس آمیخته شامل پرکننده های نانو سایز تراوا ارائه نشده است و به دلیل تاثیر متفاوت این پرکننده بر خواص پلیمر پیش بینی میشود استفاده از مدل های موجود با خطای بسیاری همراه خواهد شد .

مقایسه مدل هایی که برای تراوایی غشاهای ماتریس آمیخته شامل پرکننده های معدنی تراوا ارائه شده اند
مدل های متعددی برای پیش بینی تراوایی در غشاهای ماتریس آمیخته ارائه شده است .با این وجود به ندرت میتوان منابع معتبری یافت که به مقایسه و اعتبار سنجی این مدل ها در شرایط گوناگون از جمله ماتریس پلیمری متفاوت و پرکننده های مختلف در شرایط آماده سازی متفاوت بپردازد.
به منظور بررسی مدل های ارائه شده برخی از پارامترها که منعکس کننده مورفولوژی و ویژگی های جداسازی غشاهای ماتریس آمیخته است عبارت است از: تراوایی ماتریس پلیمر،تراوایی ماده معدنی،تراوایی غشای ماتریس آمیخته،بارگذاری پرکننده،اندازه ذرات ، ضخامت حفره ، ضخامت قسمتی از پلیمر که حجم آزاد در دسترس آن تغییر کرده است و میزان انسداد منافذ.[۲۰]
به طور کلی تراوایی ماتریس و غشای ماتریس آمیخته تقریبا در همه مقالات مرتبط دیده میشود. اندازه ذرات و بارگذاری پرکننده ها نیز در همان مقالات قابل دسترس است. تنها پارامتر غیر قابل دسترس تراوایی فاز معدنی است. تعداد زیادی از محققان ثابت کردند که در داده های تجربی مربوط به مواد معدنی تناقض وجود دارد و داده های قابل اعتماد برای تراوایی مواد معدنی در دسترس نمیباشد. [۲۰]
اسماعیل و همکاران^[۲۵][۲۰] به مقایسه پیش بینی تراوایی گاز در غشاهای ماتریس آمیخته با مدل های متفاوت و داده های تجربی پرداختند . آن ها از مدل های مکسول،مکسول اصلاح شده،لوییس نلسن،لوییس نلسن اصلاح شده و فلسک استفاده کردند. آن ها با بهره گرفتن از ۱۶۸ داده تجربی منتشر شده در مورد تراوایی غشاهای ماتریس آمیخته پرشده با زئولیت NaA و NaX و تراوایی پلیمر خالص به مقایسه پرداختند آن ها برای مقایسه تراوشپپذیری گازهای و و و و مخلوط و همچنینو بر اساس میانگین انحراف استندار مطلق AARE% گزارش کردند که :
جدول ۷-۲ مقایسه انحراف از معیار مدل های پیش بینی تراوایی در غشاهای ماتریس آمیخته [۲۰]

 

%AARE

 

مدل

 

۵۹٫۸۸

۱۰۰٫۹۴

مکسول

 

۳۱٫۷۰

۴۵٫۲۲

مکسول اصلاح شده

 

۶۳٫۵۱

۱۰۸٫۱۱

لوییس نلسن

 

۳۲٫۸۴

۴۸٫۹۳

لوییس نلسن اصلاح شده

 

۳۱٫۰۷

۴۳٫۶۹

فلسک

 

 

شیمکیت وهمکاران[۲۰]از ماتریس پلیمر Matrimid® و پلی ویل استات (PVA) و BPAD-13 و از کربن الک مولکولی زئولیت A4 به عنوان پرکننده استفاده کردند و داده های تجربی را با نتایج بدست آمده از مدل های مکسول،بروگمن،لوییس نلسن، پال ، مکسول اصلاح شده ، فلسک، فلسک اصلاح شده و پال اصلاح شده را برای تراوش در غشاهای ماتریس آمیخته استفاده کردند. آن ها گزارش کردن برای مدل هایی که تماس بین پلیمر و ذره را ایده آل فرض میکنند بهترین عملکرد را مدل مکسول داشت و نشان دادند که میانگین انحراف از معیار%AARE به شکل زیر میباشد: [۲۰]
و برای مدل هایی که غیر ایده آل بودن تماس بین ذرات معدنی را در نظر میگیرند. میانگین انحراف از معیار به این شکل میباشد[۲۰]
همانطور که انتظار میرود مدل پال اصلاح شده با توجه به لحاظ کردن غیر ایده آل بودن تماس بین ذرات و ماتریس پلیمر و همچنین تعامل بین ذرات پرکننده به خصوص در بارگذاری بالا و پدیده های شکل ذرات و توزیع اندازه ذرات ، عملکرد بهتری در میان مدل های موجود را داراست.
غشاهای ماتریس آمیخته پرشده با نانوذرات معدنی ناتراوا
به طور کلی افزودن پرکننده های معدنی نا تراوا به غشاهای پلیمری میتواند با تغییر در ساختار پلیمر و ایجاد حفره باعث افزایش تراوایی نافذ در این غشاها شود . مهمترین موادی که به عنوان پرکننده ی معدنی نا تراوا استفاده میشوند عبارتند از : سیلیس، TiO₂ و فلورون (C60) . تحقیقات زیادی در مورد سیستم های غشای ماتریس آمیخته پلیمر/سیلیس وجود دارد که نشان میدهد افزودن بخار نانو سیلیس ناتراوا که خواصی متفاوت با پرکننده های معدنی تراوا دارد با تحت تاثیر قرار دادن ساختار زنجیرهای پلیمری و با افزایش حجم آزاد پلیمر باعث تغییر در خواص جداسازی گاز میگردد. با توجه به تراوش ناپذیر بودن ذرات سیلیس ، افزودن این مواد به عنوان پرکننده به ماتریس پلیمری به طور مستقیم به عبور گاز کمکی نمیکند . اما با تغییر ساختار مولکول های زنجیر پلیمری میتواند باعث بهبود تراوایی و گزینش پذیری شود.