磺化杂萘联苯共聚醚砜/聚醚砜复合纳滤膜的制备

以磺化杂萘联苯共聚醚砜(SPPBES)为功能层材料,聚醚砜(PES)超滤膜为支撑层,采用涂覆法制备了SPPBES/PES复合纳滤膜。研究了SPPBES磺化度、热处理条件等因素对复合纳滤膜性能的影响,并考察了SPPBES/PES复合纳滤膜的耐热性和耐氧化性能。结果表明,SPPBES/PES复合纳滤膜对Na_2SO_4的脱除率可以达到85%,并表现出良好的耐热性和优异的耐氧化性。

反离子对磺化杂萘联苯共聚醚砜纳滤膜性能的影响

将磺化杂萘联苯共聚醚砜浸泡于盐溶液中制备得到磺酸盐型杂萘联苯共聚醚砜(SPPBES-M),对其进行FTIR和TGA表征.SPPBES-M的5%热失重温度高于489℃,具有优异的热稳定性.采用涂覆法制备SPPBES-M/PPBES复合纳滤膜,考察了浸涂液中SPPBES-M浓度、反离子种类、热处理温度以及热处理时间对复合纳滤膜性能的影响.结果表明,随着反离子(Li^(+)、Na^(+)和K^(+))离子半径增大,SPPBES-M/PPBES复合膜的通量由29增加到36L/(m^(2)·h),其脱盐率由65%降低至58%;随着热处理时间和热处理温度升高,复合膜的水通量降低而脱盐率升高,当热处理时间由10min延长至40min,SPPBES-100-K/PPBES复合膜的脱盐率由62%提高至83%.

杂萘联苯共聚醚砜和聚醚酰亚胺的耐氨性探究

为考察杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)和聚醚酰亚胺(PEI)的耐氨性,采用傅里叶变换红外光谱仪、万能材料试验机和乌氏黏度计,探究了氨水溶液以及氨气对PPBES和PEI的化学结构、力学性能和特性黏度的影响。结果表明,PEI在氨水溶液和氨气中均发生了酰亚胺环的降解反应,经过氨水溶液浸泡后,PEI的力学性能和特性黏度都有大幅度降低,甚至均质膜发生破裂;在氨气中放置30 d后,PEI由固态均质膜降解为黏稠状液体,耐氨性较差。而PPBES在氨水溶液和氨气中的化学结构没有发生明显变化,经氨水溶液浸泡后,PPBES的断裂伸长率由15.8%减小为13.6%,拉伸强度由71.6 MPa减小为68.5 MPa,特性黏度由0.70 dL/g减小为0.55 dL/g,但下降幅度小于PEI;PPBES在氨气中放置30和60 d前后的特性黏度在0.70~0.73 dL/g之间,没有发生明显变化,拉伸强度由71.6 MPa减小为66.5 MPa,断裂伸长率从15.8%增大为20.3%,与PEI相比,PPBES具有更好的耐氨性。

双酚S型杂萘联苯共聚醚砜膜材料的合成与性能研究

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、双酚S和4,4′-二氯二苯砜为原料,采用亲核缩聚法合成了一系列双酚S型杂萘联苯共聚醚砜(PPESS).通过核磁共振、红外与X射线衍射光谱表征了PPESS的结构.测试了PPESS的特性黏度、分子量、溶解性、亲水性和拉伸性能,采用示差扫描量热法和热失重分析法对PPESS的热性能进行了分析.采用干湿相转化法将PPESS制成中空纤维膜,考察了二氮杂萘酮结构单元含量对膜渗透选择性的影响.结果表明:PPESS的玻璃化温度介于249~288℃,5%热失重温度介于513~518℃且PPESS的热性能随二氮杂萘酮结构单元含量的增加而增强.此外,随着该结构单元含量的增加,膜的纯水通量增加,而牛血清蛋白(BSA)截留率变化不大;PPESS-80膜的纯水通量为51.8 L/(m^(2)·h),BSA截留率为97.2%.

杂萘联苯共聚醚砜的磺化

以浓硫酸为磺化剂对杂萘联苯共聚醚砜进行磺化改性,合成了一系列不同磺化度的磺化杂萘联苯共聚醚砜(SPPBES)。考察了硫酸浓度、磺化反应温度和反应时间、杂萘联苯共聚醚砜与硫酸的质量体积比对产物磺化度的影响。随着硫酸浓度增加、磺化反应温度升高、反应时间的延长,SPPBES的磺化度增大。调节磺化反应条件,制得了磺化度在0.37～1.04之间的SPPBES。利用FT-IR、1H-NMR和TGA对SPPBES进行了表征,测试了SPPBES的含水率和溶胀率。

杂萘联苯共聚醚砜的非均相磺化

以杂萘联苯共聚醚砜(PPHES)为原料,氯仿为溶剂,浓硫酸为磺化试剂,采用非均相磺化法对PPHES进行了磺化改性,得到了一系列不同磺化度的磺化杂萘联苯共聚醚砜(SPPHES)。考察了浓硫酸浓度、磺化反应温度和时间等工艺条件对产物磺化度的影响。利用FT-IR、1H-NMR对SPPHES进行了表征。结果表明,磺酸基已成功引入到聚合物的主链中。TGA对SPPHES的热稳定性分析表明,SPPHES的分解温度高于280°C。

磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚芳醚酮膜的制备

以1′,4-二(1,1′-联苯基)-6,6′-双二氮杂萘-1,4′-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4′-二氟二苯酮进行共聚合,经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮(SPDPEKs).通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进行表征.采用溶液浇铸法制备了SPDPEKs质子交换膜,对其离子交换容量(IEC)、溶胀率、质子传导率以及耐氧化性进行了测试.结果表明:SPDPEK质子交换膜的IEC介于0.75~1.77 mmol/g之间,在80℃下的吸水率介于9.2%~30.2%之间,溶胀率低于10%;SPDPEKs膜在95℃的质子传导率介于53.3~146.2 mS/cm,在80℃芬顿试剂中的破裂时间在3.4~5.3 h之间,溶解时间则介于12~36 h.SPDPEKs膜表现出良好的尺寸稳定性、质子传导性和耐氧化稳定性.

含烯丙基杂萘联苯聚芳醚砜酮的合成

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、2,2′-二烯丙基双酚A(DABPA)、4,4′-二氟二苯砜及4,4′-二氟二苯酮为单体,通过溶液缩聚法合成一系列烯丙基功能化杂萘联苯聚芳醚砜酮(APPBAESK),探讨了溶剂、单体配比对APPBAESK相对分子质量、溶解性、结晶性能及热性能的影响。结果表明:APPBAESK的相对分子质量随DABPA单体用量的增加而降低,呈现无定形结构,玻璃化转变温度在200℃左右,N2氛围下质量损失5%时的温度在450℃以上,具有较好耐热性,同时实现了烯丙基功能化。

磺化含侧苯基杂萘联苯聚醚砜质子交换膜材料的合成与性能

以4-(3-苯基-4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮、4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4’-二氯二苯砜为单体,合成了一系列含侧苯基杂萘联苯聚醚砜,然后以浓硫酸为磺化剂,制备磺化含侧苯基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P)。采用FT-IR、1 H NMR对聚合物的结构进行了表征,表明磺酸基被成功地引入到聚合物侧链苯基上。采用溶液法制备了SPPES-P质子交换膜。考察了SPPES-P膜的吸水率、溶胀率、质子传导率,以及甲醇渗透性能和耐氧化性能,SPPES-P膜具有较好的阻醇性和耐氧化性能。

杂萘联苯共聚醚砜中空纤维超滤膜的制备

以杂萘联苯共聚醚砜为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、乙二醇甲醚(EGME)为添加剂,采用干-湿纺丝工艺制备新型中空纤维非对称超滤膜,考察了EGME含量、干纺程长度以及凝胶浴温度对杂萘联苯共聚醚砜中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随着EGME含量的增加超滤膜的水通量增大,而对聚乙二醇10000的截留率基本不变,干纺程长度和凝胶浴温度对超滤膜的性能有较大影响,所制备的中空纤维超滤膜对聚乙二醇10000的截留率高于95%,水通量达到258 L/(m2.h)。

杂萘联苯共聚醚砜复合正渗透膜的制备和性能

以杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为膜材料制备中空纤维基膜,然后通过界面聚合方法在基膜内腔制备出一种新型聚酰胺复合正渗透中空纤维膜.分别考察铸膜液组分和界面聚合工艺对复合正渗透膜结构和性能的影响.铸膜液中添加乙二醇可改变PPBES中空纤维基膜的结构和性能;PPBES基膜的结构和性能可影响聚酰胺活性层形貌和复合正渗透膜的性能;间苯二胺(MPD)质量分数会改变聚酰胺活性层的表面形貌,进而影响复合正渗透膜的性能.随着MPD质量分数从0.5%升高到2%,复合膜水通量和盐水比都呈现快速下降趋势,但MPD质量分数超过2%时,复合正渗透膜性能变化较小.随着原料液温度从25℃升高到80℃,正渗透膜水通量从20.3L/(m^2·h)快速升高到34.0L/(m^2·h),而盐水比变化较小.新型PPBES复合正渗透中空纤维膜展现出较好的耐热稳定性.

磺化杂萘联苯聚醚砜纳滤膜用于海水预处理

采用纳滤对海水进行预处理,初步考察了不同操作压力、回收率、温度条件对水通量的影响和膜对海水中主要离子的脱除效果。当水的回收率控制在30%时,在0.5～1.3 MPa压力范围内,膜对各主要离子的脱除率随着压力的升高逐渐增大。当固定操作压力为1.3 MPa,增大回收率时,膜对各主要离子的脱除呈下降趋势。当回收率为7%时,渗透出水的Langelier饱和指数(LSI)为-0.03<0,无结垢倾向。在20～90℃范围内,随着操作温度升高膜对各离子的脱除率略有降低,而水通量逐渐增大。

杂萘联苯聚醚砜及其磺化物溶解度参数

用基团贡献法通过拆分计算出"=N-"的基团贡献数据Fdi、Fpi、Ehi值,并对杂萘联苯聚醚砜及磺化杂萘联苯聚醚砜的三维溶解度参数进行计算,得出了不同磺化度磺化杂萘联苯聚醚砜三维溶解度参数各分量δd、δp和δh的计算公式.结果表明,随着磺化度的提高,磺化杂萘联苯聚醚砜的三维溶解度参数中δh分量显著提高,δp分量略有增加,而dδ分量变化不明显,磺化聚合物的溶解区域向高hδ方向移动.计算结果与实验结果吻合较好,对以后实验中溶剂的选择有重要的指导意义.

浸没沉淀法制备杂萘联苯共聚醚砜膜的凝胶动力学研究

以杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,对浸没沉淀法制备PPBES非对称膜的凝胶动力学进行研究。采用3D数字显微镜观察了PPBES/PVP/DMAc体系的凝胶过程,并计算成膜动力学因子(D_(e))以表征凝胶速度,系统考察了聚合物、添加剂浓度及凝胶介质中溶剂含量对PPBES铸膜液凝胶化速度和结构的影响。采用数字黏度计探究铸膜液表观黏度与PPBES及PVP浓度的关系,以及黏流活化能对D_(e)的影响。结果表明,PPBES浓度增大,D_(e)由10633μm^(2)/s降至4599μm^(2)/s,凝胶速度降低,指状大孔逐渐消失;PVP含量增加,凝胶速度先增大后降低,凝胶结构从指状孔转变为海绵孔;凝胶介质中DMAc的含量增加,凝胶速度降低。混合溶液的表观黏度与PPBES和PVP浓度呈正相关关系;PPBES浓度升高,聚合物溶液的黏流活化能增大,D_(e)下降。

连续碳纤维增强杂萘联苯共聚芳醚砜复合材料的制备及力学性能

以含二氮杂萘酮联苯共聚芳醚砜(PPBES)为树脂基体,连续碳纤维T700-12K为增强材料,采用溶液浸渍和模压成型的方法制备出单向复合材料。通过对复合材料样条进行三点弯曲以及短梁剪切力学性能测试,考察了复合材料纤维体积分数、模压成型温度、成型压力及保压时间对复合材料弯曲强度、模量及层间剪切强度的影响。分别测试了复合材料在干态及湿态下的高温力学性能的变化规律。结果表明,当复合材料纤维体积分数为63%,模压成型温度为350℃,成型压力为4 MPa,保压时间为20 min时,复合材料的力学性能最佳。动态热机械性能测试结果表明复合材料在230℃之前,储能模量保持稳定。而水煮48 h后复合材料的吸水率为0.3%。

聚醚砜与杂萘联苯共聚醚砜共混超滤膜的制备

以聚醚砜(PES)与杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为膜材料,通过溶液共混,采用相转化法制备了PES/PPBES共混超滤膜.结合差示扫描量热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、旋转黏度计、接触角测量仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机等,分析了PES/PPBES共混比例对铸膜液相容性、铸膜液黏度、超滤膜结构和性能等的影响规律.实验结果表明,当共混物中PPBES质量分数低于20%时,PPBES与PES具有较好的相容性;实验范围内,PES/PPBES中空纤维共混超滤膜均有较高的牛血清蛋白(BSA)截留率,膜的亲水性明显提高,纯水通量显著增加,当PPBES质量分数为30%时,纯水通量可达到60.5L/(m^2·h),是PES膜的2.5倍左右.

杂萘联苯结构共聚芳醚砜的合成与性能

文中以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)、2,2-二(4-羟基苯基)丙烷(BPA)及4,4′-二氯二苯砜(DCS)为单体,环丁砜为溶剂,采用两步投料法进行高温溶液逐步聚合,通过调控单体的比例,制备了系列高分子量含杂萘联苯结构共聚芳醚砜(PPAESs)。通过红外光谱、核磁共振氢谱及广角X射线衍射分析表明所合成聚合物的结构与设计结构相一致。高温凝胶渗透色谱分析(GPC)结果表明,与一步投料法相比,PPAESs的数均分子量可达5×10^(4)以上;通过差示扫描量热分析和热重分析表明,聚合物的玻璃化转变温度在197~257℃之间,5%热失重温度为486~495℃,聚合物的耐热性及耐热稳定性提高;可溶于三氯甲烷、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等极性非质子性溶剂,表现出良好的溶解性;对共聚芳醚砜薄膜进行拉伸性能实验,其拉伸强度为55~77 MPa、弹性模量为1.71~1.94 GPa、断裂伸长率为4%~7%。

磺化含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜膜材料的制备与性能

以含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜(PPES Os)为原料,通过非均相法制备磺化含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜(SPPES Os).通过核磁共振与红外光谱表征了SPPES Os的结构,测试了SPPES Os的离子交换容量(IEC)、溶解性,采用热失重分析法对SPPES Os的热稳定性进行了分析.采用溶液浇铸法将SPPES Os制成均质膜,考察了IEC对均质膜的吸水率、溶胀率、接触角、水蒸气吸附性以及水蒸气渗透性能的影响.结果表明,随着IEC增加,膜的吸水率、水蒸气吸附量和水蒸气渗透速率增加,而接触角降低;SPPES Os膜在25℃时吸水率在9%以上,48℃时水蒸气渗透速率高于7.53×10^-3 g/(cm^2 h).

杂萘联苯共聚醚砜血液透析膜的制备与性能

以不同结构的杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为膜材料,通过相转化法制备了一系列中空纤维血液透析膜.结合旋转黏度仪、接触角测量仪、扫描电子显微镜等,分析了PPBES结构对纺丝液的热力学稳定性、纺丝液旋转黏度、中空纤维血液透析膜结构及性能的影响.研究结果表明,随着PPBES中二氮杂萘酮结构单元含量的增加,纺丝液热力学稳定性降低,纺丝液黏度增大,膜的亲水性得到改善.血液透析膜对牛血清蛋白(BSA)的截留率均大于93%,纯水通量均大于23.9 L/(m^2·h),其中二氮杂萘酮结构单元质量分数为60%的血液透析膜的纯水通量和BSA通量分别为34.5和25.5 L/(m^2·h),通量恢复率为68.4%.中空纤维膜拉伸强度均大于6 MPa.

耐高温新型含杂萘联苯聚醚砜嵌段共聚物的性能

将氯端基聚醚醚砜齐聚物和杂萘联苯类双酚羟端基齐聚物通过溶液缩聚,成功地合成了一系列新型聚醚醚砜-聚醚砜(PEES-PPES)嵌段共聚物,并用IR、DSC、TGA、X-WAXD等测试手段对聚合物进行了表征。结果表明:PEES-PPES具有较高的热稳定性,较好的溶剂溶解性;砜基比例的变化对PEES-PPES的热性能有较大的影响,表明砜基对杂萘联苯聚醚砜改性效果明显。