高分子合金膜材料研制及其性能研究.pdf

1、本論文以多種聚合物和纖維素為原料，研制出PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA系列共混合金膜材料。用粘度法、折光指數(shù)法、差示掃描量熱法、傅立葉紅外法、熱重分析法等對(duì)共混體系相容性和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，并以接觸角法、高效液相色譜法表征共混合金膜材料的親水性和界面性能變化。主要內(nèi)容如下： 1．本文介紹了膜分離技術(shù)的概況、分離膜的分類，高分子膜材料的改性方法、膜材料的選擇原則以及高分子膜材料的發(fā)展趨勢(shì)，并提出了將不同種類的

2、聚合物材料采用物理方法共混，形成具有特殊性能的聚合物共混體系，利用不同聚合物性質(zhì)的互補(bǔ)性與協(xié)同效應(yīng)來改善原聚合物性能，獲得綜合性能良好的聚合物膜材料的設(shè)計(jì)思路。 2．本文介紹了聚合物共混的基本概念和聚合物之間相容性的表征理論，根據(jù)提出的思路，采用溶液共混法制得PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA三組聚合物共混體系，對(duì)這三組共混稀溶液體系用粘度法、折光指數(shù)法進(jìn)行表征。用相對(duì)粘度法測(cè)定PVC/EC、PVA/PA-6、P

3、A-170/CA系列共混物的比濃粘度，求得其共混溶液的特性粘數(shù)[η]與共混溶液的組成比關(guān)系。在同一溫度和不同濃度下，測(cè)定PVC/EC的絕對(duì)粘度與其組成質(zhì)量比的關(guān)系；在同一濃度和不同溫度下，測(cè)定PVC/EC的絕對(duì)粘度與其組成質(zhì)量比的關(guān)系。結(jié)果表明：PVC/EC、PVA/PA-6和PA-170/CA共混溶液的特性粘數(shù)[η]與共混組成比呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系：PVC/EC共混溶液相同濃度下，溫度越高，相容性越好。同一溫度下，共混溶液濃度越高，相容

4、性越差。在50℃，濃度為4mg/mL的PVC/EC共混溶液的絕對(duì)粘度與其質(zhì)量比呈良好的線性關(guān)系。說明此條件下，PVC與EC幾乎達(dá)到了聚合物分子水平的完全相容；三組系列共混溶液的折光指數(shù)隨共混物組成比的變化也呈良好的線性關(guān)系，說明PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA都具有很好的相容性。 采用液-固相轉(zhuǎn)化法制得PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA系列固體合金膜材料，對(duì)三組系列的固體膜材料用差示掃描量熱法進(jìn)

5、行表征，結(jié)果表明：三組系列固膜材料都均只出現(xiàn)一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，這也證明了PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA三組系列的凝聚態(tài)相容性。用傅立葉紅外法對(duì)三組系列的固體膜材料進(jìn)行表征，結(jié)果表明：固膜材料的紅外譜圖都顯示組分之間存在較強(qiáng)的有利于相容的氫鍵類特殊作用力，這旁證了三組系列共混物在凝聚態(tài)的相容性。用熱重分析法對(duì)PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA這三組系列共混物的熱穩(wěn)定性進(jìn)行探討，結(jié)果表明：EC、PA-6

6、、CA都提高了各自共混系列的熱穩(wěn)定性。三組系列共混物都只出現(xiàn)一個(gè)最大分解溫度，TG法也旁證了他們凝聚態(tài)的相容性。 3．本文介紹了高效液相色譜基本理論、選擇膜材料的理論依據(jù)。用高效液相色譜實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來表征膜材料的物化性質(zhì)來進(jìn)行膜材料的選擇。通過溶液共混法和液-固相轉(zhuǎn)化法制得PVC/EC、PVA/PA-6、PA-170/CA系列合金膜材料作為高效液相色譜柱填料。采用高效液相色譜法研究了這三種合金膜材料的界面吸附特性、親水性、極性參數(shù)、

7、非極性參數(shù)和界面親合性。并用接觸角法對(duì)膜材料的親水性進(jìn)行了驗(yàn)證，得到了一致的結(jié)論。高效液相色譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著EC加入，PVC/EC合金膜的親水性明顯改善，對(duì)不離解極性有機(jī)物的分離效率優(yōu)于PVC均質(zhì)膜；PA-6對(duì)PVA改性可明顯地降低PVA的親水性和溶脹性，PVA/PA-6合金適合作脫鹽和脫糖的膜材料；隨著CA加入，PA-170/CA合金膜材料的親水性有所提高，成膜性顯著提高。 本文采用溶液共混法，以改進(jìn)原聚合物的性能，形成具