可溶性聚酰亞胺水滴模板法規(guī)整多孔的構(gòu)筑及結(jié)構(gòu)調(diào)控.pdf

1、在膜科學(xué)中，規(guī)整多孔結(jié)構(gòu)一直受到廣泛關(guān)注，水滴模板法制備的規(guī)整多孔膜具有孔徑均勻規(guī)整的優(yōu)點(diǎn)，在化學(xué)傳感器、光學(xué)器件、生命科學(xué)、微圖像技術(shù)、高端分離技術(shù)等領(lǐng)域具有重要的科學(xué)價(jià)值和應(yīng)用前景。聚酰亞胺作為一種具有很好耐溶劑、耐高溫、結(jié)構(gòu)可調(diào)控的新型高性能膜材料，在膜分離領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于水滴模板法制備聚酰亞胺規(guī)整多孔膜的研究還處于探索階段，尚存在成膜機(jī)理研究不夠深入、孔洞難以精確控制，應(yīng)用研究滯后等問題，制約了聚酰亞胺規(guī)整

2、多孔膜制品的開發(fā)和應(yīng)用。
　　 為解決上述問題，本論文采用低溫溶液縮聚-化學(xué)亞胺化法合成了一系列可溶性聚酰亞胺，通過傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)、X-射線衍射分析(XRD)、核磁共振分析(1H-NMR)、熱重分析(TGA)和差示掃描量熱分析(DSC)等對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了表征;選取其中三種具有代表性的可溶性聚酰亞胺為膜材質(zhì)，采用水滴模板法，在高濕度條件下制備出具有不同微孔結(jié)構(gòu)的蜂窩狀微孔膜;利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察

3、蜂窩狀微孔膜的表面及斷面形貌特征，分析其孔徑大小和深度;深入研究了高濕度下水滴凝結(jié)、生長(zhǎng)、排列的機(jī)理;又重點(diǎn)考察了三種含氟聚酰亞胺在相同環(huán)境下形成規(guī)整孔的條件和規(guī)律，探討了不同鏈結(jié)構(gòu)對(duì)聚酰亞胺規(guī)整多孔膜幾何形狀和尺寸的影響規(guī)律，提出了實(shí)現(xiàn)聚酰亞胺規(guī)整孔結(jié)構(gòu)和尺寸精確調(diào)控的方法;選取一種聚酰亞胺規(guī)整多孔膜與革蘭氏棒狀菌進(jìn)行混合培養(yǎng)，采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)分時(shí)段檢測(cè)細(xì)菌的光學(xué)密度，測(cè)量聚酰亞胺多孔膜對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)的影響情況，初步

4、探索聚酰亞胺與生物細(xì)胞的相容性，為其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
　　 研究結(jié)果表明:合成的聚酰亞胺在DMF、DMAc、NMP等極性溶劑中均有很好的溶解性，XRD結(jié)果顯示合成的可溶性聚酰亞胺呈無定型的聚集態(tài)結(jié)構(gòu);柔性基團(tuán)的引入對(duì)其耐熱性影響不大。采用溶解性能較好的聚酰亞胺為膜材質(zhì)在高濕度條件下利用水滴模板法可以得到聚酰亞胺規(guī)整多孔膜，高濕度成膜環(huán)境和適度范圍的鑄膜液濃度是多孔結(jié)構(gòu)形成的必要條件;膜孔徑隨聚合物濃度的增加而減小;溶

5、劑體系對(duì)膜孔能否形成和成膜面積的大小具有很大影響，選擇具有與聚合物很好相溶性并且具有很好揮發(fā)性的溶劑是形成規(guī)整多孔結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素，三氯甲烷較其它溶劑更易于形成規(guī)整多孔結(jié)構(gòu)，而且成膜面積最大;成膜材質(zhì)的鏈結(jié)構(gòu)對(duì)于膜孔的結(jié)構(gòu)也有一定程度的影響，通過調(diào)控聚酰亞胺的鏈結(jié)構(gòu)可以得到規(guī)整性很好的多孔膜;通過對(duì)膜的拉伸或?qū)δひ旱拇祾?，可以獲得長(zhǎng)方形、正方形、菱形、三角形、橢圓形等不同形態(tài)的孔結(jié)構(gòu)，控制不同的氣流方向也會(huì)改變膜孔的形狀;聚酰亞胺規(guī)整孔具