聚酰胺酸中空纤维膜的制备及其亚胺化研究

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1、华东理工大学硕一r位论文聚酞胺酸中空纤维膜的制备及其亚胺化研究摘要合ot(rAA分子筛膜因其良好的热稳定性和化学稳定性而备受关注，它通常由热性能稳定的聚温裂解而成，比聚合物膜对气体具有更高的‘透性和选择性。件文以聚酞胺酸(PA)为膜材料制备中空纤维膜，考察不同亚胺化方法对膜性能的影响，以获得性能稳定的Kapton聚酞亚胺中空纤维膜作为碳分子些三全王全丝!必前驱体·首先，以二甲基乙酞胺(DMAC)为溶剂，测定了不同非溶剂、不同温度下的PA相混合参数，它们的顺序为:丙醇>乙醇》甲醉>水;考察了PA的浓度、PVP

2、的含量对PA中空纤维膜的分离性能和机械性能的影响，采用扫描电镜分析了外表面、内表面和断面结构。食k结果表明，当铸膜液中队浓度为15%和PVP浓度为1%时中空纤维膜性能较好碑次，将队中空纤维膜置于真空炉内进行热亚胺化，探讨了加热温度、加热速率和恒温时间对膜分离性能的影响，其中加热温度对膜渗透诵量的影响最大;通过红外光谱分析，确定了队中空纤维膜在加热情况下完全亚胺化的条件为300℃的温度下恒温30min。此外，因热亚胺化导致膜机械性能的急剧下降给后续的碳分子筛膜的制备带来很大的困难，利用化学亚胺化对以中空纤维膜

3、进行处理，这种以中空纤维膜化学亚胺化方法尚未见文献报导。与热亚胺化相比，化学亚胺化可在常温下进行，处理后的中空纤维膜仍然保持良好的机械性能，可用作为Kapton聚酞亚胺中空纤维碳分子筛膜的前驱体。反验主要考察了三种化学亚胺化溶液对膜性能的影响，具阵为A:乙酸异戊酷、乙酸配和主乙胺:B:苯、乙醉、三乙肢和毗咙:C:苯、乙配和三达胺;根据实验结果，选取A溶液为化学亚胺化溶液，通过红外光谱分析确定了PA中空纤维膜在A溶液中完全亚胺化的条件为室温下浸泡12h。最后，分别测试了气体在PA中空纤维膜、热亚胺化P工中空纤

4、维膜和化学亚胺化Pi中空纤维膜中的分离性能。由此可知，气体在以上中空纤维膜中主要按Knudse·机理进行扩散·少关键词:聚酞胺酸扩中空纤维膜，，亚胺化户气体分离第Ii少工华东理工大学硕卜学位沦文StudyonPreparationandImidizationofPolyamicacid(PA)HollowFiberMembranesAbstractCarbonmolecularsievemembranes(CMSM)withexcellentthermalandchemicalstabilitieshave

5、attractedmuchatention,whichwereusuallypreparedbypyrolysisofthermostablepolymers.However,CMSMdisplayedhigherpermeabilitiesandselectivitesthanthepolymericones.Inthethesis,usingPMDA-ODApolyamicacid(PA)asthemembranematerial,PAhollowfibermembranes(HFM)wereprepa

6、redandthediferentmethodsofimidizationwerestudiedtoobtainthesuperiorpolyimide(PI)HFMwhichweretheprecursorsofCMSM.Atfirst,themixabilityparametersofPA,dimethylacetamide(DMAC)andnon-solventsweredeterminedatdiferenttemperaturesindiferentnon-solvents,theyhadthef

7、ollowingorder:propanol>ethanol>methanol>water.Inaddition,theefectsofconcentrationsofPAandPVPontheseparationperformanceandthemechanicalstrengthweremeasurement.ThemembranestructureofHFMincludingexternalsurface,internalsurfaceandcrosssectionwascharacterizedby

8、ScanningElectronMicroscopy(SEM).Basedontheexperimentalresults,itwasshownthatthepropertiesofthePAHFMwouldbebeterwhenPAconcentrationwas15%andPVPconcentrationwas1inthedopesolution.Secondly,thePAHFMwereimidizedun