超临界二氧化碳微孔发泡制备PEBA泡沫及其结构和性能

为了研究超临界气体CO_(2)微孔发泡方法对聚醚嵌段酰胺(PEBA)泡沫尺寸稳定性和压缩性能的影响,分别利用一步法(高温高压饱和后快速泄压)与两步法(室温饱和泄压后快速升温)制备了具有可调结构的低密度微孔PEBA泡沫。首先测量了气体溶解度,观察了泡孔的微观结构,研究并获得了不同发泡方法、不同发泡温度和压力对泡沫的发泡倍率、泡孔尺寸和泡孔密度的影响。同时对比了两种发泡方法制备泡沫的尺寸稳定性,并获得了发泡倍率和泡孔尺寸对泡沫塑料压缩性能的影响规律。结果表明,相对于发泡温度,在一定温度范围内发泡压力对发泡倍率、泡孔尺寸和泡孔密度影响较大;一步法制备的PEBA泡沫具有更大的发泡倍率(最高7.61),而两步法制备的PEBA泡沫具有更小的泡孔尺寸(最小2μm);PEBA泡沫的尺寸稳定性与发泡倍率有直接关系,两步法制备的泡沫尺寸稳定性更好;一步法制备的PEBA泡沫显示出更加优越的回弹性;大孔泡沫比小孔泡沫表现出更好的压缩性能,更大发泡倍率的泡沫具有更高的压缩强度。

醋酸丁酯酯化反应体系组分在PEBA膜中的吸附性能

采用实验和模型计算两种方法研究了醋酸丁酯酯化反应体系组分在涂布法制备的用于渗透汽化分离的PEBA膜材料中的吸附行为。分别用Flory-Huggins和UNIQUAC模型预测了全浓度范围内的水/有机物二元混合液在PEBA膜中的吸附量。用溶解度参数法得到Flory-Huggins模型中的相互作用参数;用纯溶剂与膜的平衡吸附数据拟合得到UNIQUAC模型中溶剂与膜的二元相互作用参数,而溶剂之间的二元相互作用参数可用文献中汽液平衡数据关联拟合。结果表明PEBA膜材料的亲有机物性能良好,对于四种组分的选择吸附性顺序为:醋酸正丁酯>正丁醇>醋酸>水,并且两种模型的计算结果基本一致。

PEBA/MCM-41杂化膜的制备及其对苯酚/水渗透汽化分离性能的研究

将介孔MCM-41分子筛填充到聚醚共聚乙酰胺(PEBA2533)中,制备PEBA/MCM-41杂化膜,用于分离稀水溶液中的苯酚.采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)对膜的形貌、化学结构及热稳定性进行表征.考察MCM-41填充量对膜的吸附、扩散及渗透汽化分离性能的影响.结果表明:填充MCM-41使膜溶胀性能及扩散分离因子增大,溶胀度提高43%;随MCM-41填充量的增加,渗透通量增大,分离因子基本不变;当填充质量分数达到4%时,膜的分离效果最佳,苯酚通量提高21%.苯酚、水的扩散系数结果证实,填充MCM-41使分子在膜中的扩散速率增大.当原料液浓度增大时,通量增大,分离因子降低;通量、分离因子均随温度升高而增大.

~1聚醚共聚酰胺(PEBA)膜的基本渗透汽化行为研究

涂布法制备用于渗透汽化的PEBA膜,用红外光谱分析和元素分析表征了共聚物的化学结构,渗透汽化分离醋酸正丁酯稀水溶液中的醋酸正丁酯,研究了浓度和温度对渗透通量和分离因子的影响,结果表明:渗透通量和分离因子随着浓度的增加而增加,当浓度达到0.6%时,醋酸正丁酯的渗透通量可以达到143.9(g/m2h),分离因子可以达到236.9,渗透通量随着温度的升高而增加,分离因子随温度的升高而减小.

PDMAEMA改性PEBA/PSF复合膜的制备及其渗透汽化分离性能

为了改进聚醚嵌段酰胺(PEBA)/聚砜(PSF)膜的透水性,采用共混聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)的方法,通过季胺化交联反应在膜内固定水溶性的PDMAEMA,使其在使用中不至于溶出,制备出PDMAEMA-PEBA/PSF复合膜,并用于乙二醇脱水,考察了不同共混含量对膜渗透汽化脱水性能的影响,通过析因设计探究了交联条件(交联剂种类、交联剂浓度、交联时间)对膜渗透选择性能的影响,遴选出能够使共混膜具有良好渗透选择性能的交联条件,并对改性后膜的表面性质进行了研究.结果表明:当聚合物质量浓度为10 g/L、PDMAEMA质量分数为15%~25%时,共混膜与PEBA/PSF膜相比,水通量提高了约80%,水/乙二醇分离因子提高了约40%;共混改性后膜表面亲水性增加,平均粗糙度增加了约120%,纯水接触角下降了约7°.

PEBA膜分离庚烷蒸气-氮气混合气的实验研究

膜法回收有机废气技术在国内外日益得到人们的重视。目前,膜法回收有机蒸气技术的首要研究重点仍然在于高性能分离膜的开发。聚醚嵌段酰胺(poly(ether block amide),PEBA)作为一种新型的膜材料,逐渐引起国内外学者的重视。本研究利用PEBA膜渗透分离庚烷蒸气-N2混合气,来考察PEBA膜在多种工况下对庚烷蒸气的渗透分离性能。实验结果表明:高温有利于气体的渗透,低温有利于提高混合气的分离度;膜两侧压差的增大有利于混合气体渗透率的增大;薄的分离层更有利于提高膜的渗透性能,而分离度没有太大变化。

碳纳米管改性PEBA膜的制备及氮气脱湿性能

为提高膜法氮气脱湿性能,以聚砜(PSF)超滤膜为多孔支撑层,以聚醚嵌段酰胺(PEBA)为活性分离层,以羧基化碳纳米管(MWCNTs-COOH)为添加剂,以正丁醇为溶剂,通过涂覆法制备PEBA/MWCNTs-COOH混合基质膜,并研究碳纳米管含量对膜表面亲水性和氮气脱湿性能的影响,以及不同操作条件对膜分离性能的影响.结果表明:碳纳米管对PEBA的化学结构无影响,添加少量碳纳米管会稍微降低混合基质膜的结晶度,进一步增加碳纳米管含量会导致微晶产生;随着羧基化碳纳米管含量增加,膜表面亲水性增加,膜的渗透性和选择性均有显著提高,当MWCNTs-COOH质量分数为0.04%时,水蒸汽的渗透速率为246 GPU(1 GPU=3.35×10^(-9) mol/(cm^2·s·kPa)),H_2O/N_2分离因子为315,比无添加膜分别提高了107%和54%;随着渗透侧压力减小,H_2O/N_2分离因子增加,随着原料温度升高,H_2O/N_2分离因子下降.

Pebax气体分离膜制备及其用于沼气提纯的研究

以聚醚共聚酰胺(Pebax)为分离层膜材料,采用浸渍涂覆法制备复合气体分离膜,考察了Pebax复合膜对CH4、CO2和H2S等纯气以及一系列浓度的CO2/CH4混合气的渗透分离性能,并采用螺旋卷式膜分离器错流模型模拟分析Pebax气体分离膜用于沼气提纯的技术可行性.实验结果表明,Pebax膜具有较高的CO2渗透通量和CO2/CH4分离系数.由于CO2的增塑作用,复合膜对CO2/CH4混合气的分离系数小于其理想分离系数;不同浓度混合气中CO2与CH4的渗透通量随原料气中CO2分压的增大而增大,而与原料气中CO2的浓度无关.Pebax单级膜分离的沼气提纯效果受切割比、压力比等操作条件以及原料气组成等因素的影响,通过设计两级Pebax膜分离工艺可将CH4富集到95%以上,同时回收90%的CH4,改进膜工艺参数可获得更高的提纯效果,证明Pebax复合气体分离膜用于沼气提纯CH4是可行的.

ZIF-67/PEBA杂化膜分离水中乙酸乙酯

为了提升从水溶液中回收乙酸乙酯的渗透汽化分离效率,将疏水ZIF-67颗粒填充到聚醚共聚酰胺(PEBA)中,制备得到ZIF-67/PEBA杂化膜。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、接触角测量、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TGA)和溶胀度测试等手段对ZIF-67和杂化膜的物理化学性质进行表征,通过渗透汽化实验考察ZIF-67质量分数、进料质量分数和温度对膜分离性能的影响。结果表明ZIF-67与PEBA基质之间为物理共混,杂化膜疏水性增强。随着ZIF-67质量分数的增加,总渗透通量先降低后升高,分离因子先升高后降低,当ZIF-67质量分数为5%时分离因子最高;随着进料质量分数或温度增加,总渗透通量和分离因子均增加,最大总渗透通量为2299g·m^(-2)·h^(-1),最大分离因子为122。研究为渗透汽化技术工业化应用提供了必要的基础数据和理论依据。

APETS改性ZIF-L/PEBA混合基质膜强化渗透汽化分离苯酚研究

渗透汽化(PV)膜分离是一种高效节能、无污染的化工分离技术,在有机废水处理领域的应用潜力巨大。以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性二维ZIF-L(AZLs),将其引入聚醚嵌段酰胺(PEBA)内制备AZLs/PEBA混合基质膜,用于分离水溶液中的苯酚。系统表征了所制膜的微结构与物化特性,考察了APTES添加量、AZLs填充量、操作温度、料液浓度等对膜分离性能的影响。结果表明:AZLs均匀分散在PEBA基质中,表明两者具有良好的界面相容性。AZLs的加入使得膜疏水性增强而表面自由能降低,从而提高了PEBA膜的选择性。当分离80℃、1000 mg/kg苯酚水溶液时,AZLs/PEBA膜总通量可达2046 g/(m^(2)·h),分离因子为25.4,并且具有一定的稳定性。所制AZLs/PEBA混合基质膜在含酚废水处理方面具有应用前景。

聚醚共聚酰胺复合气体分离膜的制备与分离性能

以湿涂方式,采用浸渍涂层方法,通过溶剂蒸发制得聚醚共聚酰胺PEBA2533平板复合气体分离膜,探讨了在复合膜制备过程中,涂层液溶剂的选择、底膜、涂层浓度、涂层温度以及固化干燥时间等因素对CO2/N2体系渗透分离性能的影响.正丙醇和水的互溶性导致了大量表面缺陷的形成,使得以正丙醇为溶剂制得的复合气体分离膜对CO2/N2体系没有选择性.以正丁醇做溶剂,涂层质量分数大于5%时,形成具有致密分离层的复合气体分离膜,CO2/N2分离系数达到本征分离性能.涂层温度的升高促使复合膜表面缺陷的增加,导致CO2/N2的分离系数减小.

树枝状聚(醚-酰胺)基胶束的制备及其形貌研究

采用ε-己内酯(CL)开环聚合的方法首先合成树枝状聚(醚-酰胺)基(DPEA)星形聚合物star-PCL,再与异氰酸基封端的PEG(PEG-NCO)偶合制备了两亲性树枝状聚(醚-酰胺)基星形嵌段聚合物star-PCL-b-PEG.利用FT-IR、1H-NMR和GPC分析测试手段对star-PCL-b-PEG的结构进行了表征.通过滴加选择性溶剂的方法,制备了star-PCL-b-PEG以水为介质的类似"平头"聚集体胶束溶液.采用荧光光谱法测得star-PCL-b-PEG水溶液的临界胶束浓度(CMC)为1.623mg/L;采用激光光散射仪测得其在浓度0.15mg/mL和0.5mg/mL的流体力学半径分别为86.2nm和224.6nm,其多分散指数分别为0.115和0.197.透射电镜(TEM)观察发现胶束的形貌受共溶剂的特性,初始聚合物浓度,水含量等因素的影响.

聚醚嵌段酰胺膜在有机蒸气回收中的应用

介绍了以聚醚嵌段酰胺(PEBA)膜材料制备出的分离膜在有机蒸气回收方面的应用。分别从材料的特点、分离膜的制备方法以及膜的分离性能等方面进行分析,表明PEBA这种新型膜材料在有机蒸气回收方面的优良性能。并对复合分离膜的底衬阻力对复合膜分离性能的影响进行了分析,最后对气体膜分离在有机蒸气回收中的应用进行展望。

渗透汽化-结晶耦合分离稀溶液中的香兰素

以聚醚嵌段共聚酰胺(PEBA2533)为膜材料,采用干法相转化法制备性能优异的高分子膜,用于渗透汽化-结晶耦合(PVCC)分离系统中回收稀水溶液中的香兰素。采用扫描电子显微镜(SEM)对PEBA2533膜的形貌进行表征。考察原料液浓度、温度对膜渗透汽化性能的影响。结果表明:随着溶液浓度的增加,PEBA2533膜溶胀性能增加,说明PEBA2533能够优先吸附香兰素;随原料液浓度增加,香兰素渗透通量增加,分离因子略微下降;原料液温度增加,香兰素渗透通量和分离因子都增加;并通过Arrhenius方程计算得到香兰素比水对温度更加敏感。PVCC系统中控制一级冷凝器温度为2℃时,一级冷凝器中结晶态香兰素通量为39.52 g·m^(-2)·h^(-1),纯度在99%以上。

β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜的制备及渗透汽化分离水中微量苯酚

将β-环糊精(β-CD)添加到聚醚共聚乙酰胺(PEBA)中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜(β-CD-f-PEBA),用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密,与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数,证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能,膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能,当β-CD填充量为0.5%(质量)时,分离效果最佳,渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m^(-2)·h^(-1)和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12k J·mol-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。

生物基超韧聚乳酸复合材料的制备与性能

采用来源于可再生资源的聚醚酰胺弹性体(PEBA)增韧聚乳酸(PLA)制备超韧聚乳酸(PLA/PEBA-GMA)复合材料.为了提高PEBA与PLA之间的相容性,选择极性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、共接枝单体乙烯基吡咯烷酮(NVP)及引发剂过氧化二异丙苯(DCP)对PEBA进行接枝改性制备PEBA-GMA.研究了接枝单体组分的用量(m/g)对PLA/PEBA-GMA复合材料性能的影响.研究发现,随着接枝单体组分用量的提高,复合材料的缺口冲击强度逐渐增大,当接枝单体组分GMA, NVP和DCP的用量分别为2.5, 2.5和0.25 g时,复合材料的冲击强度高达88.6 kJ/m^2,断裂伸长率为164.1%.研究表明,在熔融共混过程中,聚乳酸的端基(—OH和—COOH)与PEBA-GMA上环氧基团发生反应,有效改善两相间的界面相容性,随着接枝单体组分比例的提高,分散相PEBA-GMA的粒子尺寸逐渐减小且分布均匀.

纳米二氧化硅/聚醚共聚乙酰胺防水透气涂层织物的研制及其性能

为改善聚醚共聚乙酰胺涂层的防水透气及力学性能,将采用Stber方法制备的无机颗粒与强疏水性的聚醚共聚乙酰胺高分子材料有效复合,制备出高性能的有机/无机复合防水透气织物涂层。分别对制备的无机颗粒成分及其形貌结构,以及涂层和涂层织物的形貌结构进行表征分析,并讨论无机颗粒添加量对涂层和涂层织物防水透气及力学性能的影响。结果表明:制备的无机颗粒为纳米球形二氧化硅颗粒,适当添加该颗粒可有效改善涂层织物的综合性能,使其达到服用要求;当其添加量为1.5%时,涂层织物综合性能最优,涂层的断裂强力、断裂伸长率分别增加52.4%和11.0%,涂层织物表面接触角增大20.0%,透气率增幅达242.6%。

一步法合成聚醚酰胺嵌段共聚物及其抗静电性能研究

采用一步法合成了由聚乙二醇(PEG)链段和聚酰胺6(PA6)链段组成的聚醚酰胺嵌段共聚物,用红外光谱和核磁共振波谱等手段确证了它的化学结构。随着合成配方中己内酰胺用量的减少,聚醚酰胺嵌段共聚物相对分子质量下降,PA6链段变短。合成的聚醚酰胺嵌段共聚物具有微相分离结构,表面电阻率随着其中PEG链段含量的增加而下降。将合成的聚醚酰胺嵌段共聚物以10%的质量分数添加到ABS塑料中,其表面电阻率由10^14Ω量级下降到10^11Ω量级,拉伸强度变化不大,断裂伸长率有所下降。

PSF-Pebax 3533复合膜的制备及其CO_(2)/N_(2)分离性能的研究

采用溶液涂膜法制备了一系列聚砜(PSF)/聚醚嵌段酰胺(Pebax 3533)复合膜,通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对复合膜的结构进行了表征,并进一步研究了各组分含量和测试温度对CO_(2)、N_(2)渗透选择性能的影响。对于PSF-Pebax复合膜,随着Pebax 3533含量的增加,复合膜的CO_(2)和N_(2)渗透系数增加,PSF-Pebax(60/40)与纯PSF相比,CO_(2)和N_(2)渗透系数分别提高了196%和215%,同时CO_(2)/N_(2)选择系数依然维持在20,展现出优良的气体渗透选择性能。此外,随着温度的升高,复合膜的CO_(2)和N_(2)的渗透系数明显增加。