探究聚醚共聚乙酰胺膜的溶胀及渗透汽化性能研究

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1、广西大学硕士学位论文聚醚共聚乙酰胺膜的溶胀及渗透汽化性能研究姓名：杨超申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘琨20080525聚醚共聚乙酰胺膜的溶胀及渗透汽化性能研究摘要聚醚共聚乙酰胺(PEBA)是一种廉价易得的高分子材料，由它制成的渗透汽化膜对挥发性有机物具有良好的选择性渗透能力。通过红外光谱和元素分析了解PEBAx2533共聚物的化学组成结构；采用溶液浇铸法制备PEBA均质膜，并应用DSC．7差热扫描量热仪测定膜的热稳定性；通过拉伸性能试验，测定了膜机械性能。结果显示膜具有较好的热稳定性和机械强度。通过溶胀实验，分别测定了膜在正丁醇、醋酸正丁酯、醋酸以及它们水溶液中的溶胀度，考察了浸

2、泡时间、温度及溶液浓度对溶胀度的影响。结果表明膜在醋酸正丁酯中的溶胀度最大，在水中的溶胀度最低；膜在上述各液体中浸泡，2rain基本达到平衡；膜溶胀度随浓度和温度增加而升高。利用摩尔引力常数和基团贡献法计算了膜的溶解度参数，它们与正丁醇和醋酸正丁酯的溶解度参数较接近，而与水的溶解度参数相差较大，由此可以解释该膜对醋酸正丁酯较好的溶解性能。还分别采用Flory—Huggins和UNIQUAC模型预测了水／正丁醇、水／醋酸正丁酯及水／醋酸二元混合液在膜中的溶解度。其中用溶解度参数法得到Flory—Huggins模型中的相互作用参数；用正丁醇、醋酸正丁酯、醋酸与膜的溶胀数据拟合得到UNIQUAC模型

3、中溶剂与膜的二元相互作用参数。预测结果表明液相有机物含量增大，溶解在膜中的有机物含量就越多。对于以下四种化合物的吸附顺序是：醋酸正丁酯>正丁醇>醋酸>水。两种模型的计算结果基本一致，结果也表明PEBA膜是一种良好的亲有机物膜。T通过渗透汽化实验，分别分离醋酸正丁酯和正丁醇水溶液中的微量醋酸正丁酯和正丁醇。探讨了浓度和温度对渗透通量和分离因子的影响，膜对醋酸正丁酯的分离效果比对正丁醇的分离效果好；渗透通量和分离因子都随着醋酸正丁酯浓度的增加而增加；渗透通量随着温度的升高而增加。分离因子随温度的升高而减小。当浓度为到0．6％时，醋酸正丁酯的渗透通量为143．9(g．m～．h-1)，分离因子可达23

4、6．9。关键词：聚醚共聚乙酰胺膜溶解度参数结构表征溶胀渗透汽化IlSWELLINGoFPoLV．ETHERBLoCKAMIDEMEMBRANEANDITSPERVAPoRATIoNABSTRACTPoly—etherblockamide(PEBA)isoneofcheapandgettingforeasymacromoleculematerial．ThePervaporationmembranemadeofithasaniceselectivityforvolatilityorganics．ThechemicalstructureofPEBAx2533Wasconformedbyinfrare

5、dspectrumandelementanalysis．ThePEBAhomogeneousmembranewaspreparedbysolventcasting．TheheatstabilityofmembranewasdeterminedalsobyDSC一7．ThetensileperformanceofmembraneWastestedbyGB／T10140—9．TheresultsshowithasbeRerheatstabilityandmachineintensity．Themembrane’SswellingbehaviorinN—butylacetate，n—butanol，

6、aceticacidandtheirsolutionWasexplored，respectivelybyswellingtests．TheinfluenceoftimeandtemperatureaswellasliquidconcentrationonswellingdegreeWasinvestigatedyet．ThereisthebestswellingdegreeinN-butylacetate，meanwhiletheleastinwater．Theswellingequilibriumwasbasicallyachievedafter2min．Theswellingdegreei

7、ncreasedalongwiththeraiseofconcentrationandtemperature．Thesolubilityparametersofmembranewerecalculatedbythemethodofgroupcontributionandconstantofmolgravitationbasingonthetheoryofsolubilityparameters．T