氨基聚芳醚的合成及其CO_(2)/N_(2)分离性能

烟道气碳捕集对于减缓温室效应和实现“双碳”目标具有重要意义.作为第二代碳捕集技术,高性能膜材料研发是膜法碳捕集(CO_(2)/N_(2)分离)技术大规模应用的基础.引入与CO_(2)具有亲和性的氨基基团,提高CO_(2)渗透选择性,是获得高性能CO_(2)/N_(2)分离膜材料的有效途径之一.采用溶液缩聚法,利用具有CO_(2)亲和性的9,9-双-(4-氨苯基)-2,7-二羟基芴(BADHF)和4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)为单体,通过调整BADHF和DHPZ单体的摩尔比,合成了一系列不同氨基含量的氨基聚芳醚,并对其化学结构、分子量和热性能进行分析表征.采用溶剂蒸发法制备氨基聚芳醚均质膜,探究氨基含量和温度对CO_(2)、N_(2)气体渗透行为的影响.结果表明,CO_(2)和N_(2)在氨基聚芳醚中的渗透系数都可由Arrhenius方程描述.随氨基含量增大,CO_(2)和N_(2)的渗透系数下降,CO_(2)/N_(2)选择性则先增大后降低,BADHF和DHPZ摩尔比为8∶2合成的氨基聚芳醚的分离性能最佳,CO_(2)/N_(2)选择性达到20.25.

含氨基聚芳醚酮/磺化聚芳醚酮砜中高温质子交换复合膜的制备与性能研究

以自制的高磺化度磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)和含有氨基的聚芳醚酮(Am-PAEK)为原料,通过共溶剂涂膜法制备了不同重量比例的Am-PAEK/SPAEKS复合膜.通过高温(160℃)处理使氨基和磺酸基团在复合膜内形成交联,制得交联型复合膜.复合膜的热性能、尺寸稳定性、阻醇性能有所提高,而且交联型复合膜中的Am-PAEK/SPAEKS-C-3质子传导率在120℃时达到了0.0892 S/cm,高于在相同测试条件下SPAEKS膜的0.0654 S/cm和Nafion膜的0.062 S/cm,而其甲醇渗透系数在25℃时达到0.14×10-6cm2/s,低于SPAEKS膜的0.85×10-6cm2/s和Nafion膜的2×10-6cm2/s.实验结果表明,Am-PAEK/SPAEKS交联型复合膜有望在中高温质子交换膜燃料电池中得到应用.

侧链含氨基结构的新型聚芳醚砜酮的合成与性能

以天门冬氨酸为原料,通过乙酰化和酰氯化反应制备了天门冬氨酸二酰氯,将其与氯苯进行傅克酰基化反应合成一种新型结构的双氯单体1,4-二(4-氯苯基)-2-乙酰胺-1,4-丁二酮(Asp-Cl2)。将Asp-Cl2与双酚A进行缩聚反应制备聚芳醚酮,并将其与不同摩尔比的二氯二苯砜共同作为双氯单体和双酚A进行共缩聚反应,合成了一系列具有氨基侧链结构的新型聚芳醚砜酮。利用FT-IR、1H-NMR等对单体和聚合物进行了结构表征,并通过GPC、TGA、DSC以及XRD对系列共聚物进行了分子质量的确定和性能测试。侧链含有氨基结构的新型聚芳醚砜酮有较高的热稳定性和良好的溶解性。

HTPB与PTMG双软段嵌段聚氨酯脲的合成与性质

采用甲苯二异氰酸酯(TDI)与不同相对分子质量的端羟基聚丁二烯(HTPB)反应制得异氰酸酯封端的预聚体,再与端芳氨基聚四氢呋喃醚(ATPTMG)反应,得透明的聚氨酯脲弹性体(PUA),采用红外光谱(FTIR)、动态力学(DMA)、热失重分析(TGA)和力学性能测定对弹性体的结构和性能进行了分析。结果表明,ATPTMG的反应速度依次为对位(p)>邻位(o)>间位(m),HTPB和PTMG两种不相容的聚醚以强迫相容的作用形成嵌段结构,与纯聚脲相比,HTPB和PTMG双软段聚氨酯脲弹性体具有良好的耐热性。