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时间:2020-09-07
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1、膜分离基础与材料高分子膜及其制备液体分离膜材料纤维素类聚酰胺类聚砜类芳香杂环类其他纤维素指植物细胞材料中的高分子,这些高分子含有几百至几千个脱水葡萄糖。习惯上常用纤维素这个词指植物材料,其主要成分见下表种类俗名组成%(干重量)纤维素半纤维素木质素果胶质脂肪和蜡水溶物或灰份木纤维a韧皮纤维叶纤维种子纤维软木硬木亚麻b黄麻大麻宁麻(中国)剑麻蕉麻(马尼拉)皮棉纯化棉c42242271.271.674.476.273.170.295.399.9~28~3818.613.317.914.613.321.8025-3515-
2、202.213.13.7714.05.702.00.20.92.10.90.61.01.70.60.80.30.30.20.84.31.22.36.11.41.52.9〈0.1纤维素中的脱水葡萄糖是一个椅状的环形结构,SEM和XRD研究表明植物细胞壁内的纤维素呈线状结构。天然纤维素具有相当硬的线性棒状结构。纤维素特性很好的亲水性------最早的反渗透和超滤膜材料天然纤维素结晶度高、难加工、抗氧化能力差、易水解、压密,抗微生物侵蚀能力也较弱,因此对其进行一系列的改性和接枝形成纤维素系膜材料,如三醋酸纤维素(CTA)、醋
3、酸丙酸纤维素(CAP)、再生纤维素(RCE)、硝酸纤维素(CN)、醋酸丁酸纤维素,乙基纤维素等。三醋酸纤维素纤维素特性在纤维素分子中引进一个或几个酯基,可改变其亲水性之比及反应官能团的数目,这两种改变极大地影响材料的特性。改性的和未改性的广泛的应用各种液体分离膜过程中。液体分离膜材料-聚酰胺类聚酰胺类是含酰胺链段-CONH-的一系列聚合物,这是一很大族聚合物,如芳香聚酰胺(PI),尼龙-66(NY-66),芳香聚酰胺肼(PPP),聚苯砜,对苯二甲酰(PSA)等。液体分离膜材料-聚砜类这种聚合物的一般结构为R1-SO2-
4、R2,若其中R1和R2至少有一个带有苯环则称芳香聚砜,否则为脂肪族聚砜。其中芳香聚砜是RO和UF的重要的一类膜材料,有足够大的分子量,又能和DMF、DMAc和NMP等有良好的相溶性,同时由于其性能稳定、机械强度好,也是许多复合膜的支撑材料。双酚A聚砜聚芳砜Astrel聚醚砜(PES)聚苯砜Radel几种商品化聚砜结构液体分离膜材料--芳香杂环类近年来开发出了一系列芳香杂环高分子材料,如聚苯并咪唑酮(PBIP)、聚苯并咪唑(PBI)、聚芳醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)等,它们近年来广泛地用来制备超滤膜,并通过改性制
5、备纳滤膜。聚哌嗪酰胺(PIP)聚醚醚酮(PEEK)聚苯并咪唑(PBI)液体分离膜材料--芳香杂环类聚醚酮PEK液体分离膜材料—其它①用于液体分离过程的的膜材料还有聚烯烃类:如PVA,PE,PP,PAN,聚四甲基戊烯[P(4MP)];②含氟高分子:如聚全氟磺酸,PVDF,PTFE等。③通过上述两种或两种以上类别的单体进行共聚或缩聚也是很好的液体分离膜材料,如:聚乙烯醇缩甲醛(PVF)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB),聚乙基甲基丙烯酸酯(PEM)、聚联丙烯邻苯二甲酸酯(PDP)、聚醚亚胺砜氨基甲酸乙酯(PEIS-U)等。气体分离
6、膜材料①聚酰亚胺②聚芳香醚③聚三甲基硅-1-丙炔④高分子血卟啉钴气体分离膜材料—聚酰亚胺聚酰亚胺(PI)是具有优异的耐热性、耐溶剂性和机械性能的玻璃态聚合物,同时有优良的气体分离性能。PI的高气体选择性是由它特有的化学结构所决定的。由于聚酰亚胺链间柱形结构的存在,能按照气体分子动力学直径即“分子筛分”机理来对气体混合物进行分离。聚酰亚胺链间柱形结构气体膜材料--聚苯醚聚苯醚(PPO)具有优良的热稳定性和化学稳定性。和其它玻璃态聚合物,如聚碳酸酯(PC)、聚砜(PS)等相比,聚(2,6-二甲基-1,4-苯撑氧)(PPO)
7、具有较高的气体渗透性,但选择性低于PC和PS等。气体膜材料--聚三甲基硅-1-丙炔(PTMSP)至今为止,PTMSP仍然是所有合成聚合物中渗透性最高的。随着PTMSP的问世,许多研究者合成了多种取代聚乙炔,目的是希望能开发出具有比PTMSP具有更高选择性且渗透性又不大幅度降低的气体膜材料。气体膜材料--高分子血卟啉钴这种高分子络合物在特定的条件下可成膜且固化迅速,用于分离O2/N2混合物独具特色。它最突出的特点是能在数月的连续操作中维持与氧的结合能力,因此具有很大的实用价值。这种膜对气体分子的选择性可以通过改变络合物的
8、化学结构来调整。高分子血卟啉钴的化学结构气体膜材料--高分子血卟啉钴荷电膜材料对普通高分子膜(材料)进行功能基化,包括磺化、羧化、氯甲基-季胺化等,用这种方法合成的材料有:磺化聚砜,聚醚酮,聚醚砜,羧化芳香聚酰,羧化聚哌腈酰胺等。几种商品荷电纳滤膜USAFilmTec公司NF50、NF70商品膜就是羧化芳香聚酰胺制得;USAFil
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