磺化侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜膜的制备与性能

发布时间：2022-01-07 08:53

　　21世纪以来,地球生态环境恶化,石油资源日益枯竭的现状越来越受到人们的重视,而膜分离技术具有污染小、节能、高效等优点得到广泛关注。对于膜技术来说,最重要的是分离膜材料,聚醚砜材料具有优异的尺寸稳定性、热稳定性、机械稳定性、生物相容性好,而被普遍的应用在医学、运输以及电子等领域;但聚醚砜材料的憎水性限制了材料的应用。为了提高材料的亲水性,目前有效的方法是将极性亲水基团引入聚合物内。本论文首先合成含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜（PPES-Os）,以4-（4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮（DHPZ）、4-（3-苯基-4-羟基苯基）-2,3-二氮杂萘-1-酮（DHPZ-O）、4,4’-二氯二苯砜单体为原料,调整DHPZ及DHPZ-O的加料摩尔比,通过溶液缩聚反应,得到不同结构的产物PPES-Os。并通过核磁氢谱分析产物,证明合成了预期的产物。以氯仿为溶剂,使用非均相磺化的方法,采用98%质量分数的浓硫酸作为磺化试剂,对PPES-Os进行磺化改性,制备磺化含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜（SPPES-Os）,并通过核磁和红外测试对SPPES-Os进行分析。测试了SPPES-Os的热稳定性、溶解性、特性... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 膜分离技术概述
    1.2 除湿膜简介
    1.3 气体在膜中的渗透机理
        1.3.1 不凝性气体渗透机理
        1.3.2 水蒸气在膜中的渗透机理
    1.4 除湿膜材料
        1.4.1 全氟磺酸
        1.4.2 纤维素类
        1.4.3 磺化聚砜类
        1.4.4 聚酰亚胺类
        1.4.5 聚乙烯醇
        1.4.6 含硅类聚合物
        1.4.7 壳聚糖
        1.4.8 无机膜材料
        1.4.9 液体膜材料
        1.4.10 磺化杂萘联苯聚芳醚砜
    1.5 聚合物的磺化改性反应
        1.5.1 浓硫酸、发烟硫酸磺化法
        1.5.2 氯磺酸磺化
        1.5.3 三氧化硫磺化
        1.5.4 SO_3 和三乙基磷酸酯络合物磺化法
        1.5.5 三甲基硅基氯磺酸酯磺化法
        1.5.6 有机锂试剂亲核取代法
        1.5.7 烃基磺酸接枝法
        1.5.8 磺酸基化单体直接聚合法
    1.6 除湿膜制备方法
        1.6.1 对称膜
        1.6.2 非对称膜
        1.6.3 复合膜
    1.7 本论文的意义和内容
2 磺化含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜膜材料的制备及表征
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验设备
    2.2 侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜的合成
    2.3 磺化含侧苯基杂萘联苯聚芳醚砜的制备
    2.4 均质膜的制备
    2.5 聚合物表征及测试方法
        2.5.1 结构表征
        2.5.2 溶解性测试
        2.5.3 特性粘度的测试
        2.5.4 热性能的测试
        2.5.5 离子交换容量的测试
        2.5.6 吸水率以及溶胀率的测试
        2.5.7 膜的水蒸气吸附性测试
        2.5.8 膜的动态接触角测试
        2.5.9 膜的水蒸气渗透性能测试
        2.5.10 N_2 渗透速率测试
    2.6 结果与讨论
        2.6.1 PPES-Os的核磁分析
        2.6.2 PPES-Os的特性粘度
        2.6.3 PPES-Os的溶解性
        2.6.4 SPPES-Os的核磁分析
        2.6.5 SPPES-Os红外分析
        2.6.6 SPPES-Os的离子交换容量
        2.6.7 离子交换容量对SPPES-Os热性能的影响
        2.6.8 SPPES-Os的特性粘度
        2.6.9 离子交换容量对SPPES-Os的溶解性的影响
        2.6.10 离子交换容量对SPPES-Os膜吸水率和溶胀率的影响
        2.6.11 离子交换容量对SPPES-Os膜的水蒸气吸附性的影响
        2.6.12 离子交换容量对SPPES-Os膜动态接触角的影响
        2.6.13 离子交换容量对SPPES-Os膜的水蒸气渗透速率的影响
    2.7 本章小结
3 SPPES-Os/PPBES复合膜的制备与性能
    3.1 实验试剂与仪器
    3.2 底膜的制备
    3.3 铸膜液溶剂的选择
    3.4 复合膜的制备
    3.5 表征及测试方法
    3.6 混合溶剂对复合膜水蒸气渗透性影响
    3.7 结果与讨论
        3.7.1 SPPES-Os的磺酸基含量对复合膜的接触角的影响
        3.7.2 SPPES-Os的磺酸基含量对复合膜的吸水率溶胀率的影响
        3.7.3 SPPES-Os的磺酸基含量和制膜条件对复合膜N_2渗透性的影响
        3.7.4 SPPES-Os的磺酸基含量对复合膜水蒸气渗透性的影响
        3.7.5 热处理温度对复合膜水蒸气渗透性影响
        3.7.6 热处理时间对复合膜水蒸气渗透性影响
    3.8 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]温度处理对聚酰亚胺薄膜性能的影响研究[J]. 王超,舒振,单晗,刘军山.  机电工程技术. 2018(11)
[2]实验室三氧化硫磺化系列装置[J]. 李全红,杨效益,郭朝华,李慧芳,李萍,李建波,耿卫东.  日用化学品科学. 2018(10)
[3]聚酰亚胺气体分离膜专利技术分析[J]. 高斌,张平,陈佳佳.  广东化工. 2018(17)
[4]材料表面润湿性的影响因素及预测模型[J]. 蒋华义,张亦翔,梁爱国,齐红媛.  表面技术. 2018(01)
[5]全氟磺酸膜燃料电池的研究[J]. 路桂娟,祁迎春.  电源技术. 2016(06)
[6]集成原位生长和界面聚合法制备聚酰胺/ZIF-8反渗透膜[J]. 段素霞,代娟,雷建都,易佳,刘静,何静,王璐莹.  离子交换与吸附. 2016(03)
[7]功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展[J]. 王晶晶,王钱钱,张超群,孙建中.  化工进展. 2016(02)
[8]材料表面润湿性调控及减阻性能研究[J]. 郭瑞生,魏强兵,吴杨,胡海豹,周峰,薛群基.  摩擦学学报. 2015(01)
[9]气体分离膜的发展历程[J]. 孟兆伟,张锋镝,任少科,李晓晨.  低温与特气. 2014(05)
[10]壳聚糖膜在气体分离方面的研究进展[J]. 朱永斌,隋国哲,李金龙.  化学工程师. 2014(10)

硕士论文
[1]磺化含二苯基杂环聚芳醚砜膜材料的制备与性能[D]. 石婉玲.大连理工大学 2017
[2]磺化侧苯基杂环聚芳醚的合成与水蒸气渗透性[D]. 丁蓉.大连理工大学 2016
[3]磺化聚芳醚酮膜的制备及其气体渗透性能[D]. 王涛.大连理工大学 2015



本文编号：3574238