聚酰亚胺渗透汽化膜的研究(Ⅲ)水蒸气小分子在PI膜中的传质行为

以2种二酐、2种二胺为单体,制备了4种不同结构的聚酰亚胺(PI)均质膜;用建立的动态吸附／脱附实验装置测定水蒸气在PI膜中的吸附／脱附行为;考察了不同结构的PI膜对水蒸气吸附／脱附的影响;计算了反常扩散指数;研究了温度对水蒸气在聚酰亚胺膜(PI)中扩散系数的影响．分析了扩散系数与温度和聚合物重复单元的摩尔自由体积之间的关系．研究结果表明:水蒸气小分子在PI膜中的扩散系数随着温度增加而增加,随着聚合物重复单元摩尔自由体积的增加,扩散系数也呈上升的趋势．     

聚酰亚胺渗透汽化膜的结构对其吸附特性的影响

以3种二酐和3种二胺为单体,合成了9种不同结构的聚酰亚胺(PI)均质膜;在303.15 K下分别测量了水蒸气小分子在PI膜中的动态吸收曲线;并通过计算反常扩散指数(dW),讨论了聚酰亚胺膜材料的吸附性能与结构的关系.     

不同小分子渗透物在聚酰亚胺膜中的吸附特性

用动态吸附装置分别测定了不同小分子渗透物在两种不同结构的聚酰亚胺(PI)膜中的吸附行为,计算了反常扩散指数(dW);通过分析反常扩散指数比较了不同小分子在聚酰亚胺膜中的吸附特性.研究结果表明:不同溶剂水、甲醇、乙醇、异丙醇分子在PI膜中的扩散速度顺序为:水>甲醇>乙醇>异丙醇,PI膜的反常扩散指数随以上顺序逐渐增大.     

聚酰亚胺渗透汽化膜的研究(Ⅱ)聚酰亚胺化学结构对膜渗透汽化性能的影响

以2种二酐、3种二胺为单体，制备了6种不同分子结构的聚酰亚胺(PI)均质膜．测定了这几种膜的物理性质和渗透汽化性能，并讨论了聚酰亚胺刚性和分子结构对均质膜渗透汽化性能的影响．     

渗透物小分子在致密高聚物膜内传递行为的研究(Ⅱ)动态吸附行为

推导出了整个扩散区的扩散方程和动态吸附初期的吸附方程 ,实验研究并分析了CH2 Cl2 、CH3OH、CH3CH2 OH和H2 O 4种渗透物小分子在不同厚度的聚酰亚胺高聚物膜内的动态吸附行为 ,并计算出了反常扩散指数dw.     

分子桥连构筑氧化石墨烯膜及其吸附性能研究

基于一种分子桥策略制备了稳定的氧化石墨烯(GO)膜，通过分子中的胺基与GO片交联形成短链分子桥，以抵抗膜的膨胀倾向；再添加壳聚糖形成界面长链分子桥，将GO片粘附到多孔基材上，以增强膜的机械强度。运用一级动力学、二级动力学和颗粒内扩散模型考察了所制备GO膜对水中Cu²⁺的吸附能力。结果表明，GO膜对Cu²⁺的吸附过程符合二级动力学模型，在15min左右达到吸附速率平衡；颗粒内扩散是吸附过程的一部分，但不是控制吸附速率的唯一步骤。该研究为稳定GO膜的制备和在水环境领域的应用提供了一种通用、可扩展的新方法。     

缩甲醛度对汽态／液态水在PVA均质膜中的吸附／溶解行为的影响

研究了水蒸气和水在不同缩甲醛度的PVA均质膜中的动态吸附（溶解）行为,结果表明对水蒸气／PVA均质膜体系,随缩醛度增大,水蒸气的扩散速度减小,溶解度也减小,脱附速度变化不明显;而对水／PVA均质膜体系,缩醛后,水的扩散速度增大,溶解度随温度和缩醛度增大而减小。     

交联结构磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备与性能

采用3种具有不同链段长度、分子结构的硅氧烷二胺与磺化聚醚醚酮(SPEEK)反应,制备了3种具有不同交联结构的磺化聚醚醚酮质子交换膜。通过傅里叶变换红外光谱证实了交联结构的存在。通过热重分析仪、万能材料试验机和电化学综合站,研究了不同硅氧烷交联结构对质子交换膜的力学性能、热稳定性、水中尺寸稳定性、甲醇渗透率、可交换阳离子容量和质子传导率等性能的影响。结果表明,交联改性可大幅度提高SPEEK膜的力学性能、阻醇性能以及尺寸稳定性。使用含苯环结构的硅氧烷二胺(PMS)制备的交联结构质子交换膜具有最好的综合性能。相较于SPEEK纯膜,SPEEK/PMS交联质子膜的甲醇渗透系数由2.28×10~(-6) cm~2/s减小到1.89×10~(-7) cm~2/s,有效选择性是纯膜的5.6倍,溶胀比降低了59.7%。     

无色透明耐高温聚酰亚胺膜材料的研究进展

综述了无色透明耐高温聚酰亚胺(PI)膜材料的应用、国内外研究进展和分子结构设计方法.首先,介绍了PI膜材料在微电子及光电产业的应用,以及国内外对无色透明耐高温PI的研究现状.从分析PI有色原因及影响因素入手,阐述了目前制备无色透明PI膜材料的主要分子结构设计方法:引入含氟取代基、主链引入脂环结构、非共平面结构、间位取代二胺、引入砜基等.此外,在使PI无色透明化的同时,为了不牺牲PI优良的耐热性,与适量无机纳米组分复合也是一个可行的设计手段.     

高温下前驱膜形成机制的研究进展

本文综述了高温下前驱膜的形成机制，即表面扩散机制、蒸发-凝结机制、皮下渗透机制和快速吸附-薄层漫流机制。在实验表征的金属/金属润湿体系中，最有可能的机制为皮下渗透机制，其形成与表观接触角、接触半径、固体金属与氧化膜的间隙大小有关。在金属/陶瓷体系中，前驱膜的形成通常为快速吸附-薄层漫流机制。前驱膜为吸附机制时，需要满足液/固界面的相对惰性和高亲和力这一矛盾体。同时介绍了高温反应润湿体系中，前驱膜的另一种可能的机制，即薄膜传输机制；指出研究前驱膜的难点在于前驱膜的不可预测性和不稳定性，其发展方向应趋于系统化，并建立相应的理论模型。     

新型聚酰亚胺渗透汽化膜

合成了三种新型聚酰亚胺,并制成渗透汽化膜用以分离乙醇-水、异丙醇-水混合物。结果表明,三种聚酰亚胺均具有较高的分离系数,在分子主链中含有—Si—(CH_3)_2—链节的聚酰亚胺膜,其透过速率高于、分离系数低于其它两种聚酰亚胺,并从聚合物分子结构的观点讨论了其原因。     

交联结构磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备与性能EI北大核心CSCD

采用3种具有不同链段长度、分子结构的硅氧烷二胺与磺化聚醚醚酮(SPEEK)反应,制备了3种具有不同交联结构的磺化聚醚醚酮质子交换膜。通过傅里叶变换红外光谱证实了交联结构的存在。通过热重分析仪、万能材料试验机和电化学综合站,研究了不同硅氧烷交联结构对质子交换膜的力学性能、热稳定性、水中尺寸稳定性、甲醇渗透率、可交换阳离子容量和质子传导率等性能的影响。结果表明,交联改性可大幅度提高SPEEK膜的力学性能、阻醇性能以及尺寸稳定性。使用含苯环结构的硅氧烷二胺(PMS)制备的交联结构质子交换膜具有最好的综合性能。相较于SPEEK纯膜,SPEEK/PMS交联质子膜的甲醇渗透系数由2.28×10^(-6) cm^2/s减小到1.89×10^(-7) cm^2/s,有效选择性是纯膜的5.6倍,溶胀比降低了59.7%。     

聚乙二醇接枝方法及其在膜表面化学改性中的应用

聚乙二醇是一类亲水性长链聚合物.在膜材料表面接枝聚乙二醇,可以有效改善膜的亲水性,提高膜的耐污染性.介绍了聚乙二醇分子结构特征,重点叙述了包括化学法、紫外光照法、等离子体法以及臭氧化法等聚乙二醇在膜表面改性中的接枝方法.膜通过改性,接触角降低,蛋白质吸附显著减少,通量恢复率得到有效改善.     

BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的制备及其气体分离性能的研究

以2,2-双[4-(4-氨基苯氧基苯基)]六氟丙烷(BDAF)为二胺单体,均苯四酸二酐(PMDA)为二酐单体,采用两步法制备了BDAF-PMDA型聚酰亚胺,进一步高温热解制备炭膜.采用红外、热重、X射线衍射分析其结构变化,并测试炭膜对纯组分及混合气体的渗透性能和分离选择性.结果表明,BDAF-PMDA型炭膜具有较高的气体渗透性,在CO2/H2体系中可优先渗透CO2.提高炭化温度,炭膜孔径减小,气体的渗透性能降低,选择性提高,并使得BDAF-PMDA型炭膜的分离机理由表面扩散为主逐渐变为表面扩散和分子筛分共同控制.     

有机酸溶剂体系中壳聚糖膜性能的研究进展

目的 有机酸溶剂体系对壳聚糖的成膜性能至关重要,探讨其潜在的分子机制,可为壳聚糖膜的相关研究提供理论参考。方法 综述壳聚糖的化学组成和成膜机制,以及壳聚糖在不同有机酸溶剂体系中成膜的力学性能、溶胀性、氧气透过率、水蒸气透过率等特性。结果 有机酸溶剂体系可为壳聚糖的溶解提供更多的质子,从而促进壳聚糖分子在水中的溶解。此外,有机酸分子结构中羧酸和羟基数量、碳链长度不同,其与壳聚糖分子间形成的氢键和离子作用力不同,进而可在很大程度上影响壳聚糖的成膜性能。结论 有机酸溶剂体系对壳聚糖膜的性能具有较为显著的影响,这有助于提高其作为可食用膜在改善食品品质和保鲜方面的适用性。     

载荷作用下聚酰亚胺膜的摩擦特性

合成并在A3钢上制备两种分子结构聚酰亚胺膜,考察两种膜的机械性能和在不同载荷下的摩擦性能.结果显示两种分子膜的机械性能具有较大的差异.随载荷的增大,两种膜的摩擦系数出现极大值后逐渐降低,在高载荷下摩擦,PI1膜由于较差的膜基附着力发生了剥层失效,而PI2膜仍保持较低的摩擦系数,这主要归因为PI分子结构的不同.     

固含量对聚砜膜透湿性能的影响

选择廉价易得的聚砜为原料,以相转化法制备了聚砜膜.测量了膜的湿交换效率、传质系数、渗透速率、水蒸气吸附量、静态接触角等透湿性能;讨论了铸膜液中固含量的变化对膜透湿性能的影响.研究结果表明,膜水蒸气渗透的湿交换效率随着聚砜浓度的增大而降低;在保持铸膜液中聚砜不变的情况下,加入添加剂PVP可以使孔隙率增大,加入季铵盐能有效提高膜表面的亲水性,从而改善其透湿性能.     

从分子结构层面调控共混膜形貌，提升光伏器件性能

正给受体材料间互补的吸收光谱、匹配的分子能级,以及良好的纳米尺寸分离形貌是实现高效聚合物太阳能电池的关键.对光伏材料吸收光谱和分子能级的调控可通过许多简单易行的分子设计策略直观地实现;但由于活性层形貌受到诸多因素的影响,从分子结构层面实现对共混膜形貌的有效调控具有很大的挑战性.最近,苏州大学李永舫院士团队的崔超华副教授等通过聚合物给体材料上的共轭侧链工程,简单有效地实现了对共混膜形貌的优化.他们将烷硫基噻吩取代的BDT单元和烷硫基苯基取代的BDT单元分别与NTDO单元共聚,设计合成了两种聚合物给体材料PBNT-S和PBNP-S.PBNT-S和PBNP-S具有非常相似的吸收光谱和分子能级,说明BDT单元上两种不同的     

关于液膜迁移过程理论的一点建议

本文提出了用界面吸附—扩散迁移的理论来解释溶质通过液膜扩散迁移机理,并建立了相应的液膜通量方程式,用实验结果进行验证,获得了理论与实验的一致性。     

超高分子量聚乙烯微孔膜的亲水改性研究(Ⅱ)改性UHMWPE微孔滤膜的性质及其过滤性能

研究了UHMWPE微孔膜接枝HEMA和MAA后的水蒸气吸附特性、蛋白质吸附性能及其膜的过滤性能随着接枝率的变化.结果表明,膜的接枝率增大时,其BSA蛋白质吸附量降低;在一定范围内时,膜的去离子水和蛋白质溶液通量随接枝率的增大而提高,但接枝率过大时,其通量有所下降;其BSA溶液通量恢复率研究表明,改性膜比未改性膜显示较大的通量恢复,清洗后其通量恢复率可达80%以上,改性膜具有较高的抗蛋白质污染能力.