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(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和電學(xué)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(jī)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(duì)含有乳化油的廢液進(jìn)行分離時(shí)，由于聚酰亞胺分離膜對(duì)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(guò)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(duì)膜的污染，同時(shí)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(duì)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(guò)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(duì)改性預(yù)聚體擴(kuò)鏈得到了明膠改性聚酰胺酸。通過(guò)測(cè)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(duì)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(dāng)明膠用量為35％，反應(yīng)溫度為40℃，反應(yīng)時(shí)間為25min時(shí)，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(cè)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(qiáng)度比值比聚酰胺酸的大，說(shuō)明通過(guò)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(xué)脫水劑在室溫下對(duì)干法制備的明膠改性聚酰胺酸薄膜進(jìn)行不同時(shí)間的化學(xué)亞胺化，通過(guò)紅外光譜、示差掃描量熱、熱重分析等手段對(duì)化學(xué)亞胺化過(guò)程中薄膜的亞胺化程度、熱性能和力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，在化學(xué)亞胺化初期，薄膜的亞胺化程度、玻璃化溫度和拉伸強(qiáng)度隨化學(xué)亞胺化時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。在化學(xué)亞胺化時(shí)間超過(guò)12h后，繼續(xù)延長(zhǎng)化學(xué)亞胺化時(shí)間，薄膜的亞胺化程度、玻璃化溫度和拉伸強(qiáng)度基

5、本上不再變化，標(biāo)志著薄膜的化學(xué)亞胺化已基本完成。對(duì)明膠改性聚酰胺酸薄膜進(jìn)行24h化學(xué)亞胺化后，可以得到玻璃化溫度為205℃左右，耐520℃高溫，拉伸強(qiáng)度較高的明膠改性聚酰亞胺薄膜。對(duì)比24h化學(xué)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(guān)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(qiáng)。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(duì)脫脂廢液進(jìn)行分離，研究了明膠改性對(duì)聚酰亞胺分離膜的水通量、對(duì)乳液中油脂的回收率及其污染