明膠改性聚酰亞胺的合成及其薄膜的分離性能.pdf

1、聚酰亞胺是一種具有很好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、機械強度和電學性能的聚合物材料，它已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的許多領(lǐng)域，如分離膜、航空航天、電氣、機械、微電子等領(lǐng)域。
　　 聚酰亞胺分離膜有很多種，如反滲透膜、超濾膜、氣體分離膜、滲透蒸發(fā)膜以及納濾膜，它們已應(yīng)用于生產(chǎn)和生活的許多方面。但是在對含有乳化油的廢液進行分離時，由于聚酰亞胺分離膜對乳化油的破乳能力較差，乳化油易在膜表面沉積，膜易被污染，應(yīng)用范圍受到了限制。因此，本課題以明膠為

2、改性劑，通過在聚酰亞胺分子鏈上引入明膠鏈段，提高了聚酰亞胺分離膜的破乳能力，降低了乳化油對膜的污染，同時提高了膜的親水性與凝膠性，使其在保持原有水通量的情況下，對油脂的截留率提高，而且還降低了聚酰亞胺的玻璃化溫度，改善了它的加工性能。
　　 明膠通過分子鏈上的-NH2首先與低分子酸酐封端的聚酰胺酸鏈端酸酐縮合生成改性預(yù)聚體，然后對改性預(yù)聚體擴鏈得到了明膠改性聚酰胺酸。通過測定明膠改性聚酰胺酸的特性粘度，研究了改性預(yù)聚體合成階段不

3、同反應(yīng)因素對聚合反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，在改性預(yù)聚體合成階段，當明膠用量為35％，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時間為25min時，明膠改性聚酰胺酸的特性粘度最大，為1.31 dL.g-1，其重均分子量為6.60×104。采用紅外光譜測定了明膠改性聚酰胺酸的結(jié)構(gòu)，結(jié)果表明，明膠改性聚酰胺酸的1645cm-1、1543cm-1和1100cm-1峰與1500cm-1峰的強度比值比聚酰胺酸的大，說明通過縮合反應(yīng)在聚酰胺酸分子鏈上引入了明膠鏈。
　

4、　 分別采用干法與相轉(zhuǎn)化法制備了兩種明膠改性聚酰胺酸薄膜，然后采用化學脫水劑在室溫下對干法制備的明膠改性聚酰胺酸薄膜進行不同時間的化學亞胺化，通過紅外光譜、示差掃描量熱、熱重分析等手段對化學亞胺化過程中薄膜的亞胺化程度、熱性能和力學性能進行了測定。結(jié)果表明，在化學亞胺化初期，薄膜的亞胺化程度、玻璃化溫度和拉伸強度隨化學亞胺化時間的延長而升高。在化學亞胺化時間超過12h后，繼續(xù)延長化學亞胺化時間，薄膜的亞胺化程度、玻璃化溫度和拉伸強度基

5、本上不再變化，標志著薄膜的化學亞胺化已基本完成。對明膠改性聚酰胺酸薄膜進行24h化學亞胺化后，可以得到玻璃化溫度為205℃左右，耐520℃高溫，拉伸強度較高的明膠改性聚酰亞胺薄膜。對比24h化學亞胺化后得到的明膠改性聚酰亞胺與聚酰亞胺薄膜發(fā)現(xiàn)，明膠改性聚酰亞胺薄膜的玻璃化溫度比聚酰亞胺薄膜的玻璃化溫度降低39℃，加工性能得到改善。
　　 采用掃描電子顯微鏡觀察了相轉(zhuǎn)化法制備的明膠改性聚酰亞胺和聚酰亞胺分離膜的表面與斷面，結(jié)果表明

6、，兩種膜的表面都呈致密結(jié)構(gòu)，而且還含有一些粒狀結(jié)構(gòu)，斷面分為三部分。在聚酰亞胺分子鏈中引入明膠鏈段，使它的粘度增大，分子量升高，凝膠性增強。用其制備的分離膜與聚酰亞胺分離膜相比，表面致密程度較大，粒狀結(jié)構(gòu)也較多，斷面支撐層中胞腔狀結(jié)構(gòu)的厚度較大，指狀結(jié)構(gòu)呈不規(guī)則的傾斜狀，上下寬度不一。
　　 采用相轉(zhuǎn)化法制備的明膠改性聚酰亞胺與聚酰亞胺分離膜對脫脂廢液進行分離，研究了明膠改性對聚酰亞胺分離膜的水通量、對乳液中油脂的回收率及其污染