收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

共聚物渗透汽化膜的制备、结构及分离水中微量有机物性能的研究

白云翔  
【摘要】: 为提高渗透汽化膜的分离性能、成膜性、热稳定性以及强度等综合性能,共聚物渗透汽化膜材料已开始引起人们的关注。与均聚合物相比较,共聚物具有复杂的链结构和聚集态结构,两者共同决定了共聚物膜的渗透汽化性能。本文从共聚物膜材料的结构和分离性能出发,选择和合成了常温下力学形为不同的共聚物,即橡胶态共聚物HTPB-PU和HTPB-DVB-PU,部分结晶共聚物EVA和玻璃态共聚物PTET-60,制备出相应的渗透汽化分离膜,进而考察各类共聚物膜的结构、渗透汽化性能及其分离机理。 1.橡胶态共聚物 合成了端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯(脲),(HTPB-PU)并制得相应的渗透汽化膜,用于分离水中微量的乙酸乙酯。实验研究了HTPB数均分子量、料液浓度、料液温度和膜厚对渗透汽化性能的影响。HTPB-PU膜具有很好的优先从水中分离乙酸乙酯的性能,并具有较高的分离因子和通量。DSC研究结果表明,该膜存在两个玻璃化转变温度;透射电镜图像显示明暗相间的微区。可见,该膜具有微相分离结构。表面接触角实验结果显示,成膜时膜的空气接触面比玻璃接触面具有更大的接触角,即空气面更疏水。这归结于疏水的聚丁二烯链段和亲水的氨基甲酸酯(脲)链段分别向空气和玻璃表面迁移的结果。进而,渗透汽化性能结果显示,膜的空气接触面对料液比玻璃接触面对料液具有更高的分离因子和通量。 采用疏水性交联剂DVB合成了新型的交联网络膜HTPB-DVB-PU。并制得相应的渗透汽化膜,用于分离水中微量的乙酸乙酯。当料液浓度为2.5wt%时,该膜呈现很强的优先渗透乙酸乙酯的性能,随DVB用量的增加分离因子增加,通量稍微下降。当膜厚为100微米时,分离因子和通量分别可达656和253 g/m~2h,均比HTPB-PU膜高。HTPB-DVB-PU膜材料只存在一个T_g,表明HTPB-DVB-PU中的亲水链段没有形成较大的微区。而且膜的空气和玻璃两侧面接触角之差随着DVB含量的增加也逐渐消失,即膜的均一性增加。可见,在HTPB-DVB-PU膜中小的亲水PU相尺寸具有更佳的渗透汽化性能。其分离过程主要由吸附过程控制;膜的密度更小,因而溶涨度比较大,通量高;HTPB-DVB-PU膜的温度敏感性小于HTPB-PU膜。 2.结晶态共聚物 选用了可部分结晶的EVA共聚物,考察了EVA共聚物的组成和成膜技术对分离水中微量乙酸乙酯性能的影响。发现EVA膜的渗透汽化性能、溶胀行为和膜的聚集行为如结晶度、密度和接触角等与组成密切相关。30℃时,38 wt%VA含量的EVA(EVA38)膜具有最佳的分离性能,分离因子和乙酸乙酯通量分别达118和543 g/m~2h。同时,还发现EVA膜的渗透汽化性能,溶胀度和扩散选择性在VA链段含量为38 wt%时都出现转折现象。EVA膜的聚集态结构如结晶度,表面接触角和膜密度随VA含量的变化趋势在EVA38处出也出现转折现象。实验还进一步考察了三种铸膜溶剂,氯仿(CF)、1,2-二氯乙烷(DCE)和环己烷(CYH)对EVA38在溶液中的链形态、本体中聚集态以及对膜的渗透汽化性能影响。研究发现,不仅三种EVA38溶液性质、即特性粘数[η]和相互作用常数K_H不同,而且其本体膜的渗透汽化性能、平衡溶涨度、吸附选择性、广角X射线衍射图和表面接触角等也存在明显差异。提出了由不同选择性溶剂CF、DCE和CYH所得EVA膜呈现不同聚集结构的模型。认为由CF所得EVA38膜中,VA链段和乙烯链段呈无序均一分布的结构,而由DCE和CYH分别所得EVA38膜,分别呈现两种微相分离的核壳结构。并得出了EVA38膜的PV性能与其聚集态结构的关系为,VA链段和乙烯链段都呈无序均一分布结构>乙烯链段为核VA链段为壳的核壳结构>VA链段乙烯为壳的的核壳结构。这种聚集态结构的差异随热处理条件增强逐渐减弱。在80℃热处理约12小时后完全消失。 3.玻璃态共聚物 合成了不同组成的聚对苯二甲酸丙二醇-乙二醇芳香性共缩聚酯(PTET)。广角X射线衍射分析发现当丙二醇含量为60wt%时,即PTET-60为非晶态的无定形共聚物。采用稀溶液粘度法研究了PTET-60和醋酸纤维素(CA)共混物的相容性。发现共混膜中PTET-60含量(W_(PTET-60))小于0.35和大于0.5时两者相容,当W_(PTET-60)在0.35~0.50区间时则不相容。在PTET-60/CA相容区(W_(PTET-60)≤0.35)内,PTET-60/CA共混物成膜性好,并用于水脱乙酸乙酯分离。纯CA膜是水优先透过膜,但W_(PTET-60)为0.1的PTET-60/CA共混膜则为乙酸乙酯优先透过膜,而且通量在W_(PTET-60)为0.25时出现最小值,分离因子出现最大值。 总体而言,本文所述共聚物膜用于分离水中微量乙酸乙酯的渗透汽化性能为,橡胶类膜优于部分结晶性膜和玻璃态膜。即,交联网络HTPB-DVB-PU膜>微相分离HTPB-PU膜>部分结晶EVA膜>共缩聚芳香酯共混PTET-60/CA膜。交联网络HTPB-DVB-PU膜分离因子和渗透性(J×d)分别可达656和30300 gμm/m~2h。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 葛玲玲;吴礼光;白云翔;张林;陈欢林;;微相分离结构聚氨酯膜的丁醇/水体系渗透汽化分离[J];高分子材料科学与工程;2011年07期
2 顾瑾;施璇;白云翔;张林;陈欢林;钱锦文;;HTPB基聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸甲酯[J];膜科学与技术;2009年05期
3 刘立志,姜炳政,周恩乐,牛刚;聚甲基丙烯酸甲酯-聚四氢呋喃两嵌段共聚物/聚四氢呋喃共混体系的相容性和结晶行为[J];高分子学报;1996年03期
4 谢续明,陈年欢,李松;尼龙6/多单体接枝聚丙烯共混物的形态结构及力学性能的研究[J];高分子学报;1999年05期
5 徐毅;冯剑;;星形两嵌段共聚高分子薄膜微相分离的耗散粒子动力学模拟[J];上海大学学报(自然科学版);2010年05期
6 金熹高;;裂解色谱研究高分子的链结构[J];化学通报;1978年04期
7 吴祥贵;;1979年刊载在《现代塑料》的聚烯烃新材料[J];国外塑料;1981年01期
8 JohnA.Manson ,钱明生;共聚物和掺混物的行为[J];聚氯乙烯;1982年03期
9 马德柱,朱清仁,邹应芳,陈顺喜,罗筱烈,侯建国;氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯醇共聚物及其与异氰酸酯固化体系的扭辮分析[J];高等学校化学学报;1982年04期
10 徐闻;徐僖;;在超声辐照作用下部分水解聚丙烯酰胺和丙烯腈嵌段共聚反应的研究[J];四川大学学报(工程科学版);1982年01期
11 李兆祥;赵雪英;;聚羧酸型阻垢剂——马来酐共聚物的合成[J];南京工业大学学报(自然科学版);1982年01期
12 宋存先,陈惠英,冯新德;ε-己内酯与D,L-丙交酯嵌段共聚物的合成及其作为生物降解性恒定释放药物的高分子载体的评价[J];高分子学报;1983年03期
13 陈爱菊;;无水指甲脂[J];浙江化工;1983年01期
14 王立筱;乙烯丙烯嵌段共聚物的合成表征以及结构与性能的研究[J];应用化学;1985年02期
15 王秀凡;可溶性尼龙树脂[J];塑料科技;1985年01期
16 ;国外文摘[J];工业水处理;1985年03期
17 石明孝,戚国荣,刘清,杨士林;聚苯乙烯大分子单体与醋酸乙烯酯接枝共聚物的合成及表征[J];高分子学报;1986年06期
18 谢菊娘;陈曦;;计算机在计算乳胶配方中的应用[J];广州化学;1986年04期
19 高良玉,巫松桢,陈鸿影;乙烯—醋酸乙烯酯树脂结构因素与性能关系的研究[J];西安交通大学学报;1987年S1期
20 陈予英,袁国卿,王殿勋,陈荣耀;2-乙烯吡啶-丙烯酸甲酯共聚物与四羰基二氯二铑反应所得配合物的结构与催化甲醇羰基化性能的研究[J];分子催化;1988年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐凌云;王辉;郭鸣明;俞槐根;于同隐;;聚酰胺聚酯多嵌段共聚物分子量的H-NMR研究[A];第四届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1986年
2 赵强;蔡志江;王典杰;李海明;成国祥;;聚(3-羟基丁酸酯)/聚乙二醇共聚物的制备与特性研究[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
3 陈群;罗会浚;杨光;徐端夫;;结晶性共聚物最小可结晶链长的核磁共振研究[A];第九届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1996年
4 孔春丽;于晓燕;胡雁鸣;李杨;;磷酸酯钕催化体系合成高顺式丁二烯/异戊二烯共聚物[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
5 李长喜;何军坡;;共聚物序列分布的monte carlo模拟[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
6 田文晶;周子南;;含氧类乙烯基共聚褥的序列结构[A];第七届全国波谱学学术会议论文摘要集[C];1992年
7 和玲;梁军艳;牛明俊;董夏;;五嵌段含氟/硅共聚物[PDMS-b-(PMMA-b-PFMA)_2]的构筑及自组装特性[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
8 冉明浩;陆强;杨红;房嫄;张夏聪;刘引烽;;有机硅/PEO共聚物改性环氧树脂涂料[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
9 孔航;潘可风;;新型聚乳酸共聚物修复兔下颌骨缺损的实验研究[A];2004年上海市口腔医学学术年会论文汇编[C];2004年
10 谭少博;刘二强;张秋萍;张志成;;VDF/CTFE共聚物CuX(X=Cl,Br)配合物催化氢化法制备VDF/TrFE/CTFE三元共聚物的研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白云翔;共聚物渗透汽化膜的制备、结构及分离水中微量有机物性能的研究[D];浙江大学;2006年
2 李和平;自交联型淀粉接枝共聚物的合成与动力学研究[D];大连理工大学;2003年
3 郑金云;芳香分子氧化偶联共聚合及产物发光性能研究[D];武汉大学;2004年
4 付海涛;偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物的结晶、结构及形态[D];复旦大学;2005年
5 刘煜;铕配合物发光材料的设计合成及其性能研究[D];湘潭大学;2007年
6 吕雪;表面活性剂及共聚物凝胶薄膜的电化学表征与研究[D];吉林大学;2012年
7 杨磊;新型温敏膜的构建及其培养收获干细胞的研究[D];大连理工大学;2012年
8 罗延龄;新型生物医用高分子材料的合成、结构表征与性能研究[D];陕西师范大学;2012年
9 洪海燕;响应性超支化多臂共聚物的可控合成及自组装研究[D];上海交通大学;2008年
10 朱彩虹;基于聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯的新型高分子基因载体[D];苏州大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵斌;镓配合物与甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯共聚物的制备及发光性能研究[D];湘潭大学;2003年
2 刘秀梅;新型柴油流动改进剂的开发研制[D];辽宁师范大学;2004年
3 刘威;支化结构聚己内酯及其聚肽共聚物的合成与性能研究[D];上海交通大学;2011年
4 周玮;双敏接枝共聚物的制备与表征[D];浙江大学;2005年
5 张静;新型导电苯胺共聚物的合成、表征、性质及应用[D];扬州大学;2007年
6 曹云萍;新型膦磺酸盐共聚物水处理剂的合成工艺优化及其性能研究(Ⅱ)[D];南京理工大学;2004年
7 张永强;一维导电共聚物中极化子输运的动力学研究[D];山东大学;2007年
8 王晓莉;烯基取代2,2-双二茂铁基丙烷及其聚合物的合成与性能研究[D];内蒙古大学;2007年
9 刘海燕;离子液体中丙烯酰胺类聚合物的合成[D];大庆石油学院;2008年
10 郁志芳;新型生物粘附荧光共聚酸酐的制备与性能研究[D];浙江大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 丁香;埃及研究壳聚糖和明胶共聚物对盐酸曲马多释放行为的影响[N];中国医药报;2007年
2 张传晓;聚肽共聚物实现药物控制释放[N];中国化工报;2006年
3 孟向荣;二氧化碳综合利用有了新途径[N];中国化工报;2001年
4 李珊珊 邵伟 翟光喜;三嵌段共聚物应用于药学研究大有潜力[N];中国医药报;2007年
5 王筝;陶氏将在橡塑展推出创新方案[N];中国化工报;2008年
6 章禾;Dynasol的新共聚物为热熔胶配方提供卓越的热稳定性[N];中国包装报;2010年
7 记者 白毅;合成温敏型PLGA-PEG-PLGA嵌段共聚物[N];中国医药报;2006年
8 陈昌杰 张珏;乙烯-丙烯酸甲酯共聚物——生产易开封(易剥离型)薄膜的优良基材[N];中国包装报;2006年
9 胡学艳;瑞士开发新型涂层用树脂[N];中国纺织报;2006年
10 钱伯章;DAAM:产业化速度要加快[N];中国化工报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978