刚性二酐改性HQDEA—ODA型聚醚酰亚胺的透气性能

本文合成了一系列刚性二胺改性HQDEA-ODA型聚醚酰亚胺,研究了它们对H_2、O_2、和N_2三种气体的透过性能与分子结构之间的关系。结果表明,第二种二酐单体的结构对共聚醚酰亚胺的透气性能有很大的影响。当第二种二酐单体的含量占二酐单体总量的20%时,其聚醚酰亚胺的透氢系数和H_2/N_2分离系数均比均聚物HQDPA-ODA的高。     

刚性二酐改性HQDEA—MDA型聚醚酰亚胺的透气性能

合成了一系列刚性二酐改性ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ型聚醚酰亚胺，研究了Ｈ２，Ｏ２和Ｎ２的透过性能与分子结构之间的关系，结果表明，在ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ分子中引入刚性或半刚必的第二种二酐单体后，在透Ｈ２系数有所提高的情况下，聚醚酰亚胺的Ｈ２／Ｎ２选择性明显改善，基中ＢＰＤＡ改性的聚醚酰亚胺ＨＱＤＥＡ／ＢＰＤＡ－ＭＤＡ的透气选择性最好。     

刚性二酐改性HQDEA-ODA型聚醚酰亚胺的透气性能

本文合成了一系列刚性二胺改性HQDEA-ODA型聚醚酰亚胺,研究了它们对H_2、O_2和N_2三种气体的透过性能与分子结构之间的关系。结果表明,第二种二酐单体的结构对共聚醚酰亚胺的透气性能有很大的影响。当第二种二酐单体的含量占二酐单体总量的20%时,其聚醚酰亚胺的透氢系数和H_2/N_2分离系数均比均聚物HQDPA-ODA的高。     

刚性二酐改性HQDEA-MDA型聚醚酰亚胺的透气性能

合成了一系列刚性二酐改性 HQDEA-MDA 型聚醚酰亚胺,研究了 H_2,O_2 和 N_2的透过性能与分子结构之间的关系。结果表明,在 HQDEA-MDA 分子中引入刚性或半刚性的第二种二酐单体后,在透 H_2系数有所提高的情况下,聚醚酰亚胺的 H_2/N_2选择性明显改善,其中 BPDA 改性的聚醚酰亚胺HQDEA/BPDA-MDA 的透气选择性最好。     

双醚二酐型聚醚酰亚胺的分子结构与透气性能

合成了一系列单环芳二胺型聚醚酰亚胺，研究了它们对Ｈ２、Ｏ２和Ｎ２３种气体的透过性能。这类双醚二酐（ＨＱＤＥＡ）型聚醚酰亚胺的分子结构对其透气性和透气选择性有很大的影响，随着二胺单体分子中甲基的增多，聚醚酰亚胺的透气性增大，透气选择性减小；由３，５－二氨基苯甲酸合成的ＨＱＥＤＡ－ＤＡＢ具有较高的透Ｈ２系数和很高的Ｈ２／Ｎ２分离系数。     

几种共聚醚酰亚胺的H2／N2分离性能

合成了一系列双醚二酐（ＨＱＤＥＡ）型共聚醚酰亚胺，研究了它们的Ｈ２／Ｎ２分离性能。刚性二胺单体的引入可明显降低聚醚酰亚胺的链段活动性，改善Ｈ２／Ｎ２分离性能。３０℃时，ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ／ＤＡＢ（８０／２０）和ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ／ＴＤＡ（８０／２０）的透Ｈ２系数分别比均聚物ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ高２４％和１５％，Ｈ２／Ｎ２分离系数分别比ＨＱＤＥＡ－ＭＤＡ高９％和３０％。     

可溶性共聚取代聚醚酰亚胺的H2／CH4和H2／N2的分离性能

本文合成了一系列可溶性共聚取代聚醚酰亚胺（ＨＱＤＥＡ／６ＦＤＡＤＭＭＤＡ），研究了它们的Ｈ２／ＣＨ４和Ｈ２／Ｎ２分离性能。随着６ＦＤＡ含量的增多，伴随着自由体积的增大，透Ｈ２系数呈线性增大，Ｈ２／ＣＨ４和Ｈ２／Ｎ２的分离系数均呈线性减小。当６ＦＤＡ含量占二酐组分的２０ｍｏｌ％和３０ｍｏｌ％时，共聚取代聚醚酰亚胺兼具有高的透Ｈ２性和Ｈ２／ＣＨ４及Ｈ２／Ｎ２选择性，是比较理想的Ｈ２分离与回收的膜材料。     

聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜及结构

以聚醚酰亚胺为膜材料，N—甲基吡咯烷酮为溶剂，采用干／温法纺丝技术制备聚醚酰亚胺中空纤维气体分离膜、研究了不同芯液组成和中空纤维热处理对O2/N2、H2/N2和He／N2膜性能的影响、当芯液组成为m(NMP)：m(H2O)=19：1时，涂层的聚醚酰亚胺中空纤维膜气体分离性能如下：αO2/N2=4．22，αHe/N2=83.9，αH2/N2=165，JO2=3．25GPU，JHe=64．6GPU和JH2=127GPU；该膜经过150℃热处理1h后，其气体分离性能如下：αO2/N2=7．57，αHe/N2=304，αH2/N2=512，JO2=0．833GPU，JHe=33.4GPU和JH2=56．3GPU。用扫描电镜对膜结构、中空纤维膜制备中的相转化过程进行了研究，讨论了聚醚酰亚胺中空纤维共混膜的机械性能。     

PMDA与BDA型聚酰亚胺膜透气性能比较

聚酰亚胺是一类具有众多优良性能的气体分离膜材料。本文通过比较芳香族型聚酰亚胺（均苯四酸二酐（ＰＭＤＡ）型聚酰亚胺）与脂肪族型聚酰亚胺（丁烷四酸二酐（ＢＤＡ）型聚酰亚胺）对ＣＯ２和ＣＨ４的透气性能，初步探讨了二酐及二胺结构对聚酰亚胺膜透气行为的影响。     

聚乳酸/SiO_X薄膜的制备及对气体的透过性和选择性

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在聚乳酸(PLLA)薄膜表面沉积SiO_X层,以改善PLLA薄膜对气体的透过性和选择性。通过红外光谱仪和压差法透气仪分别对沉积效果和薄膜透气性进行测试。结果表明,PLLA/SiO_X复合膜相比纯PLLA膜,其对气体的透过性有所下降,而选择性有所提高。在25℃时,40μm的PLLA/SiO_X膜对O_2、CO_2、N_2和水蒸气的透过性分别降低了58.9%,48.6%,67.8%和52.3%,透气比α(CO_2/O_2)、α(O_2/N_2)和α(CO_2/N_2)则分别平均提高了20.0%,21.8%和37.5%;25℃时,60μm的PLLA/SiO_X膜对O_2、CO_2、N_2和水蒸气的透过性分别降低了23.8%,14.5%,46.7%和49.5%,透气比α(CO_2/O_2)、α(O_2/N_2)和α(CO_2/N_2)则分别提高了10.7%,30.7%和38.2%。     

气调性包装材料的制备及其性能研究

采用单体六甲基二硅氮烷(HMDS)和氧气作为反应气体,采用等离子体增强化学沉积的方法在壳聚糖、PET等基材上沉积薄膜。在薄膜的制备工艺中,改变各种工艺参数制备了阻隔薄膜,通过分析沉积薄膜厚度、傅里叶红外光谱、水蒸气和氧气的透过率,探讨了薄膜性能的变化。实验证明:等离子体输入功率以及单体的比例对薄膜的选择透过性有很大的影响,利用这种工艺可以很好地改善薄膜的气体透过性。最后对薄膜的选择透过性的机理进行了初步的探讨。     

PLLA/PBAT单轴拉共混膜的力学性能及气体透过性

目的研究单轴拉伸聚乳酸/聚对苯二甲酸丁二酯(PLLA/PBAT)共混薄膜的热学、力学和气体透过性能。方法通过双螺杆熔融挤出后再进行单轴拉伸,制备出不同共混比例的无定型PLLA/PBAT共混薄膜材料,并对其热学、力学和气体透过性进行研究。结果 PLLA和PBAT是个完全不相容的共混体系,PBAT的添加加速了PLLA的冷结晶速度,改善了单轴拉伸PLLA薄膜的纵向和横向的柔韧性,最大断裂伸长率可达29%。提高了气体透过性和CO_2/O_2选择透过性,CO_2/O_2透过比相对于纯PLLA的3.8提高到7.6。结论柔性PBAT的添加改善了PLLA的刚性,提高了材料的柔韧性,PBAT对CO_2有较好的吸附性和扩散性,提高了材料的CO_2透过量和CO_2/O_2选择透过性能。     

Fe_3O_4掺杂制备气体分离功能炭膜

采用共混法在聚酰亚胺前驱体中引入Fe3O4纳米粒子,经高温热解炭化制备了杂化功能炭膜.采用XRD、TEM和VSM等分析方法对所制备的功能炭膜进行表征,并探讨了Fe3O4纳米粒子的掺杂量及炭化终温对功能炭膜气体分离性能的影响.结果表明,Fe3O4纳米粒子在热解炭化过程中发生了物相形态的改变,并对前驱体起到了催化石墨化的作用,使功能炭膜具有类石墨片层和乱层炭的两种炭结构形态,同时具有磁性.气体渗透实验表明,掺杂Fe3O4纳米粒子使所制备的功能炭膜具有"分子筛分"的分离特征,提高了炭膜的气体渗透性能,特别是对小分子气体H2的渗透性提高了61倍,H2/CO2的分离选择性也明显得到改善.Fe3O4的掺杂量和炭化终温对炭膜的气体分离性能有显著影响.Fe3O4添加量为20wt%的功能炭膜对H2、CO2、O2、N2和CH4等纯气体的渗透系数分别为15476、4385、1565、193和114Barrers[1Barrer=1×10-10cm3(STP).cm/(cm2.s.cmHg)].     

自具微孔聚合物PIM-1基热致刚性膜材料的制备及气体分离性能

以邻苯二酚和丙酮为原料,合成出四羟基化合物5,5′,6,6′-四羟基-3,3,3′,3′-四甲基-1,1′-螺旋双茚满,再与四氟对苯二腈发生聚合反应得到自具微孔聚合物PIM-1。然后,分别在300℃、350℃和400℃对PIM-1膜材料进行热处理得到热致刚性膜材料。利用核磁共振仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对所合成的四羟基化合物、PIM-1聚合物及热致刚性膜材料的结构和性能进行表征,并对其气体分离性能进行了测试。研究表明,所合成PIM-1的玻璃化转变温度为340℃,热分解温度为503℃。适当的热处理可提高PIM-1基热致刚性膜材料的气体分离性能,PIM-1-300对H_2、O_2、N2、CO_2和CH_4的渗透通量分别达到2 865Barrer、1 071Barrer、298Barrer、7 070Barrer和495Barrer。但随热处理温度升高,热交联程度增加,膜材料的气体渗透性逐渐降低,但选择性有所提高。PIM-1-400的CO_2/CH_4分离系数为18.51。     

气体分离膜应用的现状和未来

考虑了气体分离膜应用和气体传递机理的各种技术．现在商业气体分离膜应用的范围包括：富氮、富氧、氢回收、从天然气中除去酸性气体(CO2和H2S)、天然气脱水和有价值的挥发有机物(VOCs)的回收．讨论了每一个应用中可用膜材料的现状和限度，及有潜在力的若干新膜的应用，如乙烯／乙烷分离和燃料电池．