靜電紡絲法制備陰陽離子交換膜及其性能研究.pdf

1、當(dāng)今，作為一種分離材料，陰陽離子交換膜不僅在工業(yè)上有很多應(yīng)用而且生活中也用得到它。靜電紡絲是一種制備超細(xì)纖維的簡單高效技術(shù)，它能夠制備出連續(xù)的直徑在微米到納米級的纖維。所以，本文采用靜電紡的方法來制備陰陽離子交換膜。一方面，通過靜電紡制備的陰陽離子交換膜是由大量的超細(xì)納米級纖維構(gòu)成，纖維有較大的比表面積，這樣就增大了交換膜與溶液接觸面積，提高了離子交換效率;另一方面，與傳統(tǒng)的離子交換膜制備方法相比，電紡法制備的離子交換膜沒有使用有毒物質(zhì)

2、，能耗消耗低，對環(huán)境友好，符合可持續(xù)發(fā)展的方向。本論文主要集中在共聚物的合成與表征以及膜的制備與性能研究，并取得了如下進(jìn)展:
　　首先，選取兩種起陰陽離子交換作用的單體，其中選擇甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)為陰離子交換單體，對苯乙烯基磺酸鈉(SSS)為陽離子交換單體。為了提高膜的機(jī)械強(qiáng)度，要有起交聯(lián)作用的單元，所以選擇甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)為交聯(lián)單體。通過探究條件，用溶液聚合的方法制備聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯無規(guī)共聚甲

3、基丙烯酸羥乙酯和聚對苯乙烯基磺酸鈉無規(guī)共聚甲基丙烯酸羥乙酯，并用傅里葉變換紅外、核磁對其進(jìn)行表征，確定其已經(jīng)共聚。
　　其次，探究合理的溶劑來溶解共聚物，從而得到靜電紡絲溶液。通過自制的靜電紡絲裝置對其進(jìn)行電紡，設(shè)計正交實(shí)驗(yàn)，探究溶液濃度、電壓、溶液流速、噴頭與接收物間的距離等因素對纖維直徑的影響。分析得到纖維直徑較小，分布較均勻的電紡參數(shù)。在最優(yōu)的條件下，分別電紡得到陰離子交換膜和陽離子交換膜。對其進(jìn)行交聯(lián)后研究了其含水率、機(jī)械