文档介绍：西北大学
博士学位论文
聚酰亚胺膜的硅杂化改性及其渗透汽化性能
姓名:李海瑞
申请学位级别:博士
专业:化学工程
指导教师:樊君
20080401
〉啪左右,%含量的膜中,粒径也大大减小。较聚酰亚胺姐,简称哂蟹浅S乓斓哪腿刃浴⒛头湫浴⒛突性,良好的电绝缘性和力学性能等,现已广泛应用于航空、航天、电子、化工、机械等领域。现代科学技术的飞速发展对材料的种类和性能提出了更高的要求,各种杂化材料应运而生。杂化材料的特点是综合了各组分的优势,并起多功能的作用。聚酰亚胺在杂化材料的制备中有其独特之处,从而受到格外关注。本研究围绕聚酰亚胺薄膜的硅杂化改性主要展开了龇矫娴墓ぷ鳎第一,聚酰胺酸暮铣捎肴妊前坊ひ仗跫范ā2捎昧讲椒ê。合成聚酰胺酸的优选工艺条件为:将单体二酐逐次加入二胺的溶液中,单体比为,溶液固含量为%,反应温度为℃,反应时间为。热酰亚胺化工艺条件为:在℃、妗℃、娣直鹞持、、和2捎么斯ひ罩票傅谋∧ぞK胤治龊秃焱夥治隹芍R丫基本亚胺化完全。采用热失重治霰∧と弱Q前坊ρЩ恚贸鲺亚胺化过程为两步一级动力学反应,,慢速阶段的活化能为.~,较为相近,速率常数的不同与活化能无关。。第二,聚酰亚胺/无机杂化膜的制备及硅偶联剂对聚酰亚胺/杂化膜性能的影响。以正硅酸乙酯为无机前驱体,。结果表明,随着含量的增加,杂化膜的热稳定性有所提高,但热分解温度的升高不是很明显。%含量的杂化膜,断裂伸长率、%、.ィ玈康慕徊皆龃螅化膜的各项力学性能均有所下降。扫描电镜显示的团聚引起的应力集中,是造成膜的强度降低的主要原因。为提高聚酰亚胺和两相的相容性,在杂化膜中添加分子间偶联剂帕5耐啪巯窒蟮玫搅擞行б种疲康脑踊ぶ校中文摘要
帆%的膜中发现了完全从连续相分离出来的球形颗粒。亚胺化以后形成具有优先透水的性质,渗透通量可达到..掷胍蜃>埘Q前纺相相容性进一步提高,%含量的杂化膜中,〉在这一体系中,乙醇和水的透过表观活化能分别为.Ⅺ/>埘Q前未添加偶联剂之前杂化膜的热稳定性降低,在嬷洹M刺砑覩相比,纯膜和%含量的膜强度下降,%、%含量的杂化膜强度增大。杂化膜的模量降低,断裂伸长率降低。同时添加分子间偶联剂头肿幽谂剂<罙以后,有机无机左右,%和%含量的膜中,颗粒状基本消失。杂化膜的热分解温度降低明显,都在嬉陨稀4縋ず康哪で慷认陆担ァ%含量的杂化膜强度增大。模量减小,断裂伸长率降低。但与相同含量的只添加脑踊は啾龋A考跣。狭焉斐ぢ试龃蟆第三,。为了改善刚性、,,该共聚物较传统的聚酰胺酸一聚硅氧烷嵌段共聚物具有更高的溶解性和可加工性。实验证实这一合成路线的可行性。对合成的嵌段共聚物的热稳定测试表明,材料仍具有较高的热稳定性,热分解温度都在嬉陨希较聚酰亚胺降低不大,~℃。对制备的聚酰胺酯一聚硅氧烷共聚物亚胺化前后的形态进行研究发现,聚酰胺酯共聚物在固化过程出现了微相分离,并且相分离区有垂直于膜表面的趋势,随着硅氧烷含量的增大,相分离的区域增大,,结构更加疏松,形成了两相互穿的聚合物网络,此种结构是理想的渗透汽化膜分离材料的结构。最后,对经过无机改性和有机硅氧烷嵌段改性的聚酰亚胺杂化膜进行了渗透汽化性能测试。℃分离%乙醇/水体系时,聚醚酰亚胺./杂化膜渗透通量较纯聚酰亚胺膜减小,分离因子升高。乙醇水透过杂化膜的表观活化能随含量的增大而增大。经聚二甲基硅氧烷嵌段改性的聚酰亚胺膜在分离乙醇水时表现了良好的分离性能。在分离因子仍就很高的情况下,通量增大到原来的倍。关键词:聚酰亚胺;二氧化硅;杂化;聚二甲基硅氧烷;嵌段;渗透汽化;西北大学博士学位论文
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