芴基微孔聚酰亚胺薄膜的制备和气体分离性能研究

聚酰亚胺的分子链规整性好、链间相互作用力强,但是气体透过偏低,为解决该问题,通过引入芴基致孔基元,利用含芴基结构的9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、9,9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴(FFDA)和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为单体,制备了一系列自具微孔聚酰亚胺膜(PIM-PI)。结果表明:随着致孔基元比例增加,与无致孔基元的纯膜相比,PIM-PI膜的气体分离性能改善显著。例如6FDA-FFDA/BAPP(8∶2)膜表现出优异的分离性能,CO_(2)渗透率为165.46Barrer和CO_(2)/CH_4选择系数为31.65,相较于纯膜,分别增加7.45倍和1.66倍。引入芴基致孔基元的微孔聚酰亚胺膜显著地提高了气体渗透率。

自具微孔聚酰亚胺气体分离膜的研究进展

概述了近年来自具微孔聚酰亚胺不同致孔基元,通过比较不同致孔基元间表现的气体分离性能,选取制备自具微孔聚酰亚胺气体分离膜的最佳结构.主要有5类致孔基元:螺吲哚(SBI)单元、螺双芴(SBF)单元、三蝶烯(Trip)、亚乙基蒽(EA)和特勒格碱(TB).在综合比较中发现,Trip的高自由体积(IFV)的刚性Y形结构的致孔基元和EA的桥接双环结构均可以为聚合物提供高度形状持久性结构,确保微孔性.由于SBI中有一定程度的构象灵活性,会损害聚合物主链的刚性,导致整体的气体分离性能不高.SBF为致孔基元的聚酰亚胺,在5类致孔基元中的气体分离性能处于中等.所以Trip和EA结构在未来制备自具微孔聚酰亚胺气体分离膜方面更具发展潜力.