聚芳硫醚砜溶解度参数的研究及其分子动力学模拟计算

聚芳硫醚砜(PASS)是一种性能优异的特种工程塑料,其在极性溶剂中的可溶性扩展了聚芳硫醚类树脂在溶液加工中的利用,因此研究聚芳硫醚砜的溶解度参数对探索该类树脂的溶液性质和溶液加工方法有很大意义。以N-甲基吡咯烷酮为溶剂,分别采用浊点滴定法,基团摩尔引力常数和基团贡献法及计算机模拟的方法得到了PASS的溶解度参数,结果显示,25.1、22.0、23.3、19.8~23.1(J/mL)1/2。经验公式计算和计算机分子动力学模拟方法所得结果与实验测定基本一致。     

聚硫醚砜和聚酮硫醚

综述了聚硫醚砜、聚酮硫醚的性能、制造工艺 ,介绍了其应用领域。     

高耐腐蚀性聚芳硫醚砜中空纤维膜的制备及性能研究

以聚芳硫醚砜(PASS)为原料,NMP作溶剂,采用干湿法纺丝制备了PASS中空纤维膜,并用王水对其进行后氧化处理。考察了几种强腐蚀性溶剂对氧化后的PASS中空纤维膜形貌结构、渗透性能以及力学性能的影响。结果表明,氧化后的PASS中空纤维膜的纯水通量减小,对胃蛋白酶的截留率增加。氧化后的PASS中空纤维膜具有优异的耐腐蚀性能,经98%浓硫酸、NMP等强腐蚀性溶剂腐蚀后,其皮层结构会发生微弱变化,但总体影响不大,依然保持较好的分离性能。     

磺酸修饰的金刚石掺杂磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备与性能

利用KMnO₄、浓H₂SO₄的氧化性及纳米金刚石边缘缺陷引入含氧官能团,得到氧化金刚石（OND）。OND在强碱条件下与1,4-丁磺酸内酯反应,进行烷基磺酸的接枝,制备带有磺酸烷基链的纳米金刚石（SND）。热重分析、红外光谱结果表明了烷基磺酸基团的成功引入,SND的离子交换容量（IEC）达到1.1mmol/g。SND与磺化聚芳醚砜（SPAES）共混后,通过溶液浇铸法制备了表面均匀平整的SPAES-SND复合膜。SPAES-SND复合膜具有较高的吸水率及较低的溶胀率、更高的氧化稳定性及电导率。其中,SPAES-SND-0.5在80℃时最高吸水率达到了75%,拉伸强度为31.3MPa,断裂伸长率为25.1%,在80℃水中的质子电导率达到166mS/cm,显示了良好的综合性能。SPAES-SND-0.5膜在80℃、100%相对湿度（RH）下燃料电池最大功率密度达到了527mW/cm²,相比于原始的SPAES膜（347mW/cm²）提高了51.9%,其优异的质子电导率和电池功率表现出较好的应用前景。     

磺化聚醚砜(SPES)/聚醚砜(PES)合金超滤膜的研究

本文研究了磺化聚醚砜 (SPES) /聚醚砜 (PES)合金组份变化对膜性能的影响 ,通过选择适当的合金比例研制得到超滤膜 ,在 0 .2Mpa操作压力下 ,对聚乙二醇分子量为 1万的截留率大于 90 % ,水通量为 80L/m2 ·h ,对阴离子脱盐率PO3 -4 >SO2 -4 >CL-。通过扫描电镜观察膜的断面结构 ,结果表明 :PES膜断面形态属于典型的非对称指状孔结构 ,SPES/PES膜断面形态是致密的海绵状结构 ,致密层部分比SPES薄 ,SPES膜断面形态是较厚的海绵状结构 ,致密层部分多     

新型聚芳醚砜酮超滤膜污染与膜阻力研究

采用新型聚芳醚砜酮(PPESK)超滤膜为分离介质,以炼油污水为研究对象,测定了膜污染和膜阻力.结果表明,PPESK超滤膜在100 kPa下的初始通量为480 L·m-2·h-1,自身阻力为0.78mm-1;在超滤膜运行过程中,溶液通量随运行时间呈指数衰减,通量衰减由60%增加到95%时,膜污染阻力由0.69nm-1增大到5.68 nm-1,膜污染阻力占总阻力的分数从43.95%增大到86.72%,其中不可逆膜污染阻力大小为0.20nm-1.PPESK超滤膜对迭标炼油污水过滤时,因膜污染造成通量衰减,经化学清洗能够得到较大程度的恢复.     

间位聚芳硫醚砜酰胺薄膜性能的研究

以间位聚芳硫醚砜酰胺(m-PASSA)树脂为膜材料,NMP为溶剂,采用溶液流延方法制备了m-PASSA致密膜,并对其进行了热性能、力学性能、溶解性及红外方面的测试.结果表明:对于不同成膜条件,膜的玻璃化温度Tg均在250℃以上,且随处理温度的升高有所下降;红外及溶解性分析表明成膜前后树脂的分子链结构发生了改变,形成了交联结构;于120～140℃条件下制备的薄膜拉伸强度较好,可达114 MPa.     

壳聚糖与磺化聚芳醚砜复合膜材料研究进展

基于利用壳聚糖中氨基和磺化聚芳醚砜中的磺酸基团之间的静电力制备复合膜材料。综述了该类复合材料的材质选择、成膜方式以及在超微滤、纳滤、反渗透以及质子交换膜领域的应用状况,并展望了未来的发展方向。     

磺化聚醚砜超滤膜的制备研究

本文研究了磺化聚醚砜的制备和膜性能的测试 ,通过选择适当的配方研制性能稳定的较小孔径的超滤膜。该膜在 0 .2Mpa操作压力下对聚乙二醇 1 0 0 0 0的截留率大于 95 % ,水通量为 5 5L/m2 H ,通过扫描电镜观察膜的断面结构 ,结果表明 :PES膜断面形态属于典型的非对称指状孔结构 ,SPES膜断面形态是海绵层结构     

磺化聚醚砜起滤膜的制备研究

本文研究了磺化聚醚砜的制备和膜性能的测试,通过选择适当的配方研制性能稳定的较小孔径的起滤膜。该膜在０．２Ｍｐａ操作压力下对聚乙二醇１００００的截留率大于９５％,水通量为５５Ｌ／ｍ＾２Ｈ,通过扫描电镜观察膜的断面结构,结果表明：ＰＥＳ膜断面形态属于典型的非对称指状孔结构,ＳＰＥＳ膜断面形态是海绵层结构。     

磺化聚苯硫醚砜膜的耐候性

借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析及机械拉伸等测试技术研究了磺化聚苯硫醚砜膜的微观结构及耐候稳定性能。结果表明,XRD图谱及FTIR图谱证实了膜的微观结构;根据TG分析计算得到的磺化聚苯硫醚砜膜的磺化度为52%,与给定的磺化度(50%)基本吻合;此外,磺化聚苯硫醚砜膜还表现出了很好的热稳定性及力学稳定性,膜中硫醚键缓慢氧化成砜基可能是热稳定性和力学稳定性得以改善的微观结构原因。     

聚醚砜和磺化聚醚砜膜结构及性能研究

采用电镜和孔径分布测定仪对自制聚醚砜( PES)和磺化聚醚砜(SPES)膜进行表征,根据Darcy-Poiseuille定律研究PES膜和SPES膜过滤牛血清蛋白液(BSA)阻力分布情况.结果表明,PES膜孔径为0.22～0.27 μm,初始纯水通量为642 L·m-2·h-1,过滤质量浓度为1 g·L-1的BSA溶液时平衡通量为30.4～31.9 L·m-2· h-1; SPES膜孔径为5.2～11.1 nm,初始纯水通量为8.1 L·m-2·h-1,质量浓度为1 g·L-1的BSA时平衡通量为3.4～6.9 L· m-2·h-1.过滤时PES膜阻力主要集中在吸附和堵孔阻力,2者相加为总阻力的91.1％;而SPES膜阻力主要集中在膜本身的阻力,为总阻力的41.8％,其次为堵孔阻力,占总阻力的38.3％.经清洗后,PES膜的纯水通量可以恢复到82％,而SPES膜可以恢复到494％.     

SPTES-b-PI质子交换膜的制备及表征

质子交换膜作为质子交换膜燃料电池的核心部件具有提供离子通道传递质子和隔绝两极气体的双重作用,其性能的好坏直接影响着电池性能的优劣。主链引入亲水和疏水段的嵌段芳香族共聚物,由于各嵌段之间具有热力学不相容性会产生微相分离结构,进而形成高效的质子传导通道。本文以磺化双（4-氟苯基）砜（SDFDPS）和4,4'-硫代双苯硫酚（TBBT）为单体,以间羟基苯胺为封端剂合成了带有氨端基的磺化聚芳硫醚砜（SPTES-NH₂）。嵌段聚合物SPTES-b-PI通过亲水段SPTES-NH₂与以1,4,5,8-萘四羧酸二酐（NDA）和4,4'-双（3-氨基苯氧基）二苯基砜（m-BAPS）为单体缩聚而成的疏水段聚酰亚胺（PI）的酰亚胺化偶联反应来合成,制备出了PI分子量不同的SPTES-b-PIx（x=5~20kg/mol）。SPTES-b-PIx膜显示出优异的热力学稳定性,SPTES-b-PIx膜的脱磺化反应开始于290℃高于260℃的SPTES膜,与SPTES-70相比吸水率降低。随着聚酰亚胺分子量的增大,热稳定性增加,质子传导率增加。SPTES-b-PIx的质子传导率25℃下达到0.045~0.124S/cm。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜催化酯化反应性能研究

制备了磺化聚醚砜SPES膜和3种磺化度的SPES/PES共混膜用于催化酯化酸化油制备生物柴油。考察了磺化度、催化膜用量、酸化油和甲醇质量比、反应时间对酯化反应的影响。结果表明,单独使用SPES催化膜较脆,而SPES/PES共混膜机械强度较好,其中磺化度20.3%SPES/PES膜的重复使用性能最好。SPES/PES共混膜催化酯化酸化油制备生物柴油的最佳反应条件为:磺化度20.3%的SPES/PES共混膜为催化剂,催化膜用量1.66%,醇油质量比为1∶1,反应温度65℃,反应时间6 h,此时酸化油转化率为97.44%。     

磺化聚醚砜质子交换膜的制备及性能研究

以浓硫酸为溶剂、氯磺酸为磺化剂对聚醚砜（PES）进行了磺化，采用氢核磁共振谱（^1H NMR）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）及热重分析（TGA）对磺化聚醚砜（SPES）进行了表征，证实PES得到了磺化。制备了一系列不同磺化度的SPES膜，测试了膜的接触角、含水率和电导率。试验结果表明，SPES具有良好的热稳定性；随着磺化度的增加，膜的亲水性能增加，膜的电导率增加。当SPES膜的磺化度达到37．0％（摩尔分数）时，SPES膜在室温下的电导率与商业化的Nafion 112膜的电导率相当。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

磺化聚醚砜/聚醚砜共混膜的制备及膜催化酯化反应动力学研究

以聚醚砜(PES)为基体,磺化聚醚砜(SPES)为催化活性成分,通过溶剂挥发法制备SPES/PES共混膜,用于酸化油(酸值153 mg KOH/g)酯化反应制备生物柴油,并研究了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学。结果表明,在不同反应温度(45,55,65,75℃),不同的催化剂用量(0.68%,1.35%和2.70%)以及醇油质量比(1∶1,2∶1,5∶1,8∶1和10∶1)条件下,通过反应动力学计算出相应的反应速率以及反应级数。随着催化剂用量和醇油质量比的增加,反应速率逐渐增加,反应级数也增大,平均反应级数为n=2.2,而指前因子和活化能逐渐减小,说明由反应控制逐渐转为混合控制和反应控制。建立了SPES/PES共混型催化膜酯化反应动力学模型。得到实验值与理论值吻合程度较高(误差在±5%左右),验证了动力学模型的正确性。     

聚芳硫醚类树脂的研究及其产业化

主要介绍了几种聚芳硫醚类高性能树脂(聚苯硫醚、聚芳硫醚砜、聚芳硫醚酮、聚芳硫醚酰亚胺以及聚芳硫醚腈)的性能、研究动向以及产业化情况;并对今后聚芳硫醚类树脂的研究、发展趋势进行了预测。