采用气体SO_3对聚醚砜进行磺化改性的研究

结构单元为 ( O— —SO2 — )的聚醚砜 (PES)由于砜基 (—SO2 — )的强吸电效应 ,对它进行磺化改性有相当大的难度。通过选择不同的溶剂 ,采用国内廉价易得的硫酸厂的SO2 转化气SO3(体积含量为7%～ 10 % )作为磺化剂 ,成功定量地对聚醚砜进行了磺化。研究结果表明 :卤代烃是PES进行磺化的理想溶剂 ;采用直接通入气体SO3 到PES溶液中和先将气体SO3 与卤代烃复合后再加入到PES溶液中这两种方法都能对聚醚砜进行磺化 ,但是后者的操作比前者简单且易于控制 ;磺化剂用量、磺化温度、磺化时间和搅拌速度等因素都影响着产物的磺化度 ;气体SO3 与卤代烃复合的速率与复合温度的选择最为相关 ;体系微量水的去除有利于磺化反应的进行 ;采用所述磺化方法能对聚醚砜进行定量磺化。     

磺化聚醚砜的制备与表征

针对聚醚砜亲水性差的问题,以氯磺酸为磺化剂对聚醚砜进行磺化,制得不同磺化度的磺化聚醚砜及磺化聚醚砜分离膜.采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对磺化聚醚砜进行了表征,并对分离膜水通量进行了测定.结果表明:随着磺化度的提高,磺化聚醚砜的玻璃化转变温度提高;在质子性极性溶剂中的溶解性增加,在非质子极性溶剂中的溶解性降低;亲水性提高,分离膜的水通量随之增加.     

磺化聚醚砜溶度参数的确定

采用基团贡献法对磺化聚醚砜的溶度参数分量进行了计算,得出不同磺化度条件下,磺化聚醚砜溶度参数分量的一般表达式,根据该表达式计算的结果能很好的解释实验值,并对实验中溶剂的选择具有重要的指导意义,结果表明：磺化聚醚砜随着磺化度的提高,其溶度以 分量δd变化不明显,δp分量级慢增加而δh明显提高,磺化产物的溶解区域向高δh方向移动。同时计算了砜基和三取代苯基的基团贡献值Fdi,Fpi和Ehi。     

磺化聚醚砜／聚醚砜共混超滤膜的制备及性能表征

采用亲电取代反应成功合成磺化聚醚砜(SPES),利用聚醚砜(PES)与其共混制备 SPES/PES 平板超滤膜,并对其进行性能表征.实验表明:当 SPES 质量分数为40%时水通量达到最大值409.8 L/(cm·h),牛血清蛋白(BSA)截留率达到99.8%,BSA吸附量减少了近50%.与单纯的PES膜相比,由于强亲水性基团磺酸基团(-SO3H)的成功引入,使共混膜的水接触角减小,含水率提高,其亲水性得到了显著改善.     

非均相磺化反应制备线型磺化聚苯乙烯

采用非均相磺化反应方法,在少量分散剂作用下,制备了不同磺化度的线型磺化聚苯乙烯（SPS）,通过红外光谱表征其结构,用酸碱滴定法测定其磺化度,研究PS／H2SO4固液比、反应温度、时间、分散剂用量对产物磺化度的影响及SPS水溶液的粘度行为。结果表明：可在较短时间（＜150min)、较低温度（50－60℃）和较少分散剂用量下得到高磺化度（＞60％）SPS,其水溶液具有典型的聚电解质特征。     

超薄致密选择性分离层聚醚砜中空纤维膜制备及其气体性能

以聚醚砜为膜材料,N-甲基吡咯烷酮（NMP）为溶剂,乙醇（Ethanol）为非溶剂,NMP-Water为芯液,PES：NMP：Ethanol 35：57：8为铸膜液,采用干／湿相转化法制备了超薄致密选择性分离层PES中空纤维膜,讨论了芯液组成、芯液流量、硅橡胶种类、芯和凝胶槽温度对PES-A中空纤维膜结构、气体性能和机械性能的影响．实验结果表明,适宜的纺丝条件如下：凝胶槽温度17℃,芯液组成NMP：Water86：14,芯液流量0．15mL／min．在适宜的纺丝条件下,比较了PES-A和PES-B2种聚醚砜膜材料的O2／N2气体分离性能,PES-B中空纤维膜的O2／N2选择性为6．23,其O2渗透通量为9．65GPU．此外,在凝胶槽温度9～24℃范围内,PES-B中空纤维膜的O2／N2选择性为5．28～6．23,O2渗透通量为9．65-10．3GPU,并且其超薄致密选择性分离层为427-456A．因此,PES-B中空纤维膜更适合应用于气体分离．     

凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能影响

为考察不同凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能的影响规律,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、H_2O为非溶剂添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PES/SPSf共混超滤膜,对所得共混膜进行SEM、纯水通量、BSA截留等性能表征,分析凝固浴组成亦即不同盐种类对PES/SPSf共混膜结构及性能的影响规律.结果表明:在不同凝固浴条件下所得PES/SPSf共混膜均为海绵体结构;当纯水作为凝固浴时,膜的纯水通量最低(920 L/(m~2·h));当在凝固浴中添加盐时,所得膜的皮层厚度明显降低,特别当凝固浴为NaCl饱和溶液时,所得膜的皮层厚度仅为2.5μm,同时具有最低的静态水接触角(64°),纯水通量为1 024 L/(m~2·h).     

取向对磺化聚醚砜微相结构及性能影响研究

以氯磺酸为磺化剂,浓硫酸为溶剂,合成磺化聚醚砜膜(SPES),通过对磺化聚醚砜膜取向,改变膜亲水区和疏水区微相结构的空间形状和排布方式.应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了SPES表面结构和微相结构的变化,采用衰减全反射原位红外光谱研究了SPES膜吸附水分子的动态过程和氢键变化,探讨SPES膜中水分子层结构的变化规律,采用交流阻抗法研究了取向对SPES电学性能的影响.结果表明,经取向后SPES膜聚合物分子链和亲水区空间形状和排布方式发生了一定程度的变化,膜内多层水分子结构更容易形成并相互连接,有利于亲水区离子传递通道的形成和延长,改善质子传导过程,提高电导率.     

水煤浆添加剂磺化三聚氰胺——尿素—甲醛树脂的合成

给出了用于水煤浆添加剂复配的水溶性的磺化三聚氰胺－尿素－甲醛树脂的合成过程及影响因素。反应分四步进行，羟甲基化、磺化、低pH缩合、高pH重排，反应及树脂产物受pH、温度、时间、料比（氨基／甲醛，氨基／磺化剂）的影响，测定了选择样品羟甲基化物、磺化物和树脂产物的红外波谱。     

PES超滤膜的制备工艺条件及化学稳定性研究

采用国产聚醚砜（PES）为原料，以N-N二甲基乙酰胺（DMAc)为溶剂制备小截留分子量平板超滤膜，研究PES浓度，添加剂种类及用量，初生态膜蒸发时间等因素对超滤膜性能的影响，初步确定制备PES超滤膜的工艺条件。并研究其化学稳定性，用小角X射线散射法测定PES超滤膜的孔径分布及其平均孔径。