高通量自聚微孔聚酰亚胺富氧膜的制备

开发高通量富氧膜对空气富氧和原位制氮具有重要意义.本工作以2,4,6-三甲基间苯二胺、4,4′-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐和均苯四甲酸酐为单体,采用高温一步法制备了一种三元聚酰亚胺6FPDM.使用核磁、FTIR、TGA探究了该聚酰亚胺的化学结构和热性能.使用非溶剂诱导相分离法,通过控制铸膜液成分、添加剂、凝固浴温度、相转化时间、刮刀厚度和PMDS涂层等对膜材料的相结构、分离性能进行调控.结果表明,通过控制铸膜液成分和相转化条件(质量分数为15%无水乙醇、质量分数为1%LiNO_(3)、45℃的凝固浴和100μm的刮刀厚度)所制的相转化膜,在经过涂覆后,其氧气的通量达到了96.9 GPU,氧/氮选择性达到了4.3,在膜法富氧方面显示出了非常优异的应用前景.

磺化自聚微孔聚酰亚胺的制备及磺化度对其气体分离性能的影响

研究了-SO3H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2,4,6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2,4,6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通过控制TrMSA和DAM的比例得到磺化度分别为25%,50%,75%与100%的聚合物.使用FTIR、XRD、TGA、BET和气体渗透仪等手段研究不同磺化聚酰亚胺薄膜的化学结构、链段堆积结构、热性能、比表面和气体分离性能.结果显示,引入的-SO_(3)H通过增强链间相互作用力,使得聚合物比表面积减小,以及链间距逐渐降低为0.57、0.52、0.47和0.42 nm,所有气体的渗透性均随磺化度的升高而下降,然而CO_(2)/CH_(4)选择性在扩散系数的主导下则逐渐上升.当磺化度为75%时,磺化聚酰亚胺CO_(2)的透过率达到107 Barrer,CO_(2)/CH_(4)选择性为47.8,在压力高达2 MPa时仍保持在45,证明所制备聚合物具有良好的抗塑化和气体分离性能.

油包水型高内相乳液孔径变化的影响因素

油包水型高内相乳液(W/O high internal phase emulsion)指的是一种水相体积分数超过74%的乳液。该乳液在聚合之前水相液滴呈现为密闭且规则的球形,聚合后得到一种密度小于0.15 g/cm^3的多孔块状材料(PolyHIPE)。具有实际应用价值的PolyHIPE材料内部除了含有通过水相液滴造成的大孔外,孔壁上也应存在有尺寸较小的窗孔。以保证在使用过程中物料能够在材料整体内部进行传质流动。由于在不同的应用领域对PolyHIPE孔径的要求不同,因此孔径调节也成为了这种多级孔材料的关注重点。而本文总结了油包水型高内相乳液中影响大孔和窗孔孔径变化的几种重要因素。