乙二胺改性聚酰亚胺纳滤膜的制备和耐溶剂性能研究

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聚酰亚胺纳滤膜作为一种新型材料,可以代替常规分离方法如蒸馏分离,被应用在有高能量消耗的有机溶液混合物的分离上,此方法降低能量消耗并且减少了环境污染问题。聚酰亚胺纳滤膜(NF)应用到溶剂介质中是相当困难的,这由于膜在溶剂体系中性能不稳定,即膜材料在有机溶剂中发生溶胀或溶解,使其本身的分离性能大大下降。要使聚酰亚胺纳滤膜得到广泛的应用,提高膜在有机溶剂中稳定性和长期高效的性能是一个迫切而重要的任务。本论文通过浸没沉淀相转化方法制备了不同体系的聚酰亚胺纳滤膜,并通过乙二胺蒸汽和乙二胺的甲醇溶液分别对聚酰亚胺纳滤膜进行交联改性,通过聚酰亚胺膜的凝胶含量,膜的耐溶剂性和通量等测试表征得到最佳交联时间。乙二胺蒸汽交联处理时间为60min左右,聚醚酰亚胺PEI,聚酰亚胺Lenzing P84交联改性的效果比较理想;而聚醚酰亚胺PEI膜在乙二胺溶液中最佳交联处理时间为45min,聚酰亚胺Lenzing P84最佳交联处理时间为15min,膜的交联效果好,耐溶剂性能突出。本课题还研究了添加剂端氨基聚乙二醇(PEG)对聚醚酰亚胺PEI和聚酰亚胺Lenzing P84耐溶剂性能的影响。不同溶剂的渗透通量测试结果表明,当PEG百分含量达到7mass%时,用乙二胺蒸汽和乙二胺溶液交联改性的聚醚酰亚胺PEI和聚酰亚胺Lenzing P84膜的综合性能最佳,溶剂的渗透通量大幅度提高,染料孟加拉玫瑰红的截留率在99%以上。由傅里叶红外全反射测试和DSC测试的实验结果表明,端氨基聚乙二醇与聚醚酰亚胺PEI和聚酰亚胺Lenzing P84在前期铸膜液共混过程中发生交联反应。端氨基聚乙二醇不仅起到成孔剂作用,还起到交联剂的作用,提高膜的渗透性能并且增加膜耐溶剂性能。
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