PDMS低溫熱解復合膜的制備與性能研究.pdf

1、硅橡膠(PDMS)是氣體滲透通量最高的高分子膜材料之一，被廣泛應用于均質膜和復合膜的制備中，且具有廉價易得、粘結性好及成膜性好等優(yōu)點，是優(yōu)異的氣體分離膜材料。復合膜是由兩種或兩種以上不同的膜材料分別制成具有分離功能的致密分離層和起支撐作用的多孔支撐層的一類膜。復合膜可以結合不同材料的特點，獲得優(yōu)異的氣體滲透性和分離選擇性，因而受到學者的廣泛關注。
　　本文以PDMS為制膜原料，分別以鋼網及卷式炭膜為支撐體，制備PDMS復合膜。探討

2、了制備工藝對PDMS膜本征氣體分離性能的影響，并在此研究基礎上經低溫熱解制備了PDMS低溫熱解膜，考察了熱解工藝對低溫熱解膜氣體滲透性及分離選擇性的影響。并借助TG、FT-IR、XRD及SEM等分析手段探討了PDMS膜的化學結構及微觀形貌在低溫熱解過程中的變化情況;得到了如下結論:
　　以鋼網為支撐體，采用浸漬法制各了PDMS膜。考察了制膜工藝包括PDMS濃度、配比、浸漬時間、浸漬次數、溶劑蒸發(fā)時間、固化溫度、固化時間對PDMS膜

3、氣體滲透性能的影響，最佳的制備條件下膜的O2通量為18.85 GPU，α(O2/N2)為2.4。
　　PDMS膜低溫熱解過程主要發(fā)生的是-CH3的部分脫除反應，-CH3的脫除導致聚合物自由體積增大，小分子的逃逸也會在聚合物主體中產生孔道，從而提高膜的氣體滲透通量。熱解溫度為470℃時，PDMS低溫熱解膜的O2通量達到25 GPU，α(O2/N2)為2.1。由于低溫熱解膜的機械強度可由鋼網提供，且該膜具有良好的柔韌性，因此具有良好的

4、應用前景。
　　以PDMS為涂層，實驗室自制卷式炭膜為基膜，采用浸漬法制備PDMS/C復合膜。通過研究制膜工藝對復合膜氣體滲透性能的影響，得到PDMS/C復合膜的最佳工藝為:PDMS濃度15wt.％，配比10∶1，浸漬1次，浸漬時間5s，180℃固化1h。此時復合膜的氣體滲透性能為O2通量1.3 GPU，α(O2/N2)=4.9。為了提高復合膜的氣體滲透通量，對復合膜進行400-500℃熱解處理，450℃熱解膜性能良好，O2通量提