超支化聚酯的親水改性及其對PVA滲透汽化膜分離性能的影響.pdf

1、滲透汽化是一種實驗過程簡單、高效節(jié)能的新型膜分離技術，尤其是用于有機物脫水領域。而有機物脫水對所用的膜材料的親水性要求較高，聚乙烯醇(PVA)是一種優(yōu)良的親水性膜材料。為了使其更加適用于滲透汽化脫水，提高其應用范圍和能力，目前的研究熱點集中在對PVA膜進行改性方面。超支化聚酯是一種有著高度支化結構聚合物，它不易結晶、分子間不易發(fā)生纏繞、末端含有大量活性基團，并且其合成方法相對簡單，使得其工業(yè)生產(chǎn)成本較低，因而引起了越來越多的關注。

2、>　　本文以2，2-雙羥甲基丙酸為AB2單體，季戊四醇為核，在對甲苯磺酸催化條件下，通過“準一步”聚合法，合成了含有端羥基的超支化聚酯(HBPE)，利用順丁烯二酸酐對HBPE的末端進行接枝反應，成功完成了其端基的改性，最終合成了水溶性超支化聚合物(WHBP)，通過核磁和紅外表征確定了HBPE已經(jīng)成功完成端基的改性。然后以戊二醛為交聯(lián)劑，制備了一系列不同比例的新型WHBP/PVA交聯(lián)膜，通過傅里葉紅外光譜(FTIR)，X射線衍射(XRD)

3、，掃描電鏡(SEM)，機械強度，熱重分析(TG)和水接觸角等測量與表征，分析了和評價了該系列膜的物理化學特性。結果表明WHBP/PVA膜具有良好的熱力學穩(wěn)定性，較強的機械性能和高的親水性。
　　研究了不同含量的WHBP/PVA膜在正丁醇和水中的吸附和擴散行為，結果表明WHBP/PVA膜對水有較強的選擇性吸附，并且隨著WHBP含量的增加，吸附選擇性增強，說明加入的WHBP增加了PVA膜的親水性能。實驗還考察了WHBP含量對WHBP/

4、PVA膜滲透汽化性能的影響，將WHBP/PVA膜用于研究分離60℃10 wt.％水/正丁醇體系。具體考察了WHBP的含量對滲透通量、分離因子和滲透汽化分離指數(shù)的影響，結果發(fā)現(xiàn)隨著WHBP含量的增加，WHBP/PVA膜的通量是增加的，但伴隨著分離因子的下降，這是膜在滲透汽化性能評價方面不可避免的現(xiàn)象。而滲透汽化指數(shù)(PSI)呈現(xiàn)了先增加后降低的趨勢。M-3(10％)在60℃分離10％的水/正丁醇體系時擁有最高的PSI值2.31×105，表

5、現(xiàn)出了最佳的滲透汽化性能。單從膜的內在屬性方面，考察了WHBP的含量對滲透性和滲透選擇性的影響，滲透性隨著WHBP含量的增加而增加，相反，滲透選擇性減少。含量為10％的WHBP/PVA膜(M-3)表現(xiàn)出較高的滲透性4.00×10-3 g m-1 h-1 kPa-1和良好的選擇性785。
　　研究結果表明，WHBP含量為10％的WHBP/PVA膜(M-3)具有相當好的滲透汽化分離效果，可以選擇作為后續(xù)具體研究的對象。對于后續(xù)研究，主