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二胺结构与分离特性优化分析

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:二胺的化学结构也是影响聚酰亚胺透气性的重要因素。由不含取代基的苯二胺、联苯胺和稠环芳二胺制得的聚酰亚胺的透气性均较差。另外,将CF3 大侧基引入到可交联的不对称聚酰亚胺中空纤维膜,提供了强旋转屏障在交联期间有效防止纤维过渡层塌陷,从而使交联的中空纤维对CO2/CH4 具有高的选择性[15]。

二胺结构与分离特性优化分析

二胺的化学结构也是影响聚酰亚胺透气性的重要因素。由不含取代基的苯二胺、联苯胺和稠环芳二胺制得的聚酰亚胺的透气性均较差。通过在联苯胺的两个苯环间引入取代基,可不同程度地改善聚合物的透气性。大体积取代基的引入可使聚酰亚胺的链段堆砌性减小,有利于增加自由体积,从而使透气性增大。柔性基团的引入可以使聚合物的链段活动性增加,有利于气体的扩散,从而增加对气体的渗透性。例如,对于二苯酮型聚酰亚胺,透气性顺序是BTDA—MDA >BTDA—DABPS >BTDA—ODA >BTDA—DABP >BTDA—Benzidine;对于均苯型聚酰亚胺,透气性顺序是PMDA—PDA >PMDA—MDA >PMDA—ODA >PMDA—DABP;对于联苯型聚酰亚胺,透气性顺序是BPDA—DDS >BPDA—MDA >BPDA—ODA。另外,氨基的位置对聚酰亚胺的透气性也有影响,例如,BTDA—(m-PDA)的透气性好于BTDA—(p-PDA);BTDA—(p,p′-MDA)的透气性好于BTDA—(m,m′-MDA)[4]

膜的选择性与聚合物的分子极性等因素有关,在膜内引入—OH、 —O—、—COOH、—F 等极性基团,可提高CO2 与膜的亲和力,进而增加膜对CO2 的选择透过性。例如,Ma 等[13]合成了含有羟基结构的二胺单体,用此二胺合成的聚酰亚胺的CO2 溶解系数提高了50%,而且CO2/CH4 的溶解选择性均大于对照样品;Lee 等[14]通过共聚将含酚羟基的二胺引入到聚酰亚胺中,经热致重排反应得到热致刚性中空纤维膜材料(TR—PBOI),膜对CO2的渗透通量达到了560 GPU,CO2/N2 分离系数达到了16.8。另外,将CF3 大侧基引入到可交联的不对称聚酰亚胺中空纤维膜,提供了强旋转屏障在交联期间有效防止纤维过渡层塌陷,从而使交联的中空纤维对CO2/CH4 具有高的选择性[15]。(www.xing528.com)

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