新型含氟分離膜的制備與應(yīng)用.pdf

1、本文在無水碳酸鉀的催化下，進行親核取代反應(yīng)，合成了一系列雙酚AF聚醚醚酮。通過對紅外、玻璃化溫度，熱失重等對聚合物結(jié)構(gòu)和性能進行了表征。研究了含氟基團的引入對聚醚醚酮的溶解性、玻璃化溫度及熱穩(wěn)定性等的影響，并對聚合物溶解后所成的膜進行了拉伸強度、吸水率以及與水的表面接觸角的測定。結(jié)果表明，隨著單體配比中雙酚AF用量的增加，聚合物的成膜性和溶解性變好；粘度下降。實驗中，隨著氟含量的增加，聚合物的親水性能減弱，這是氟具有強憎水性的緣故。

2、 聚醚醚酮溶解性較差、加工困難，限制了其應(yīng)用，為此我們對聚醚醚酮進行了磺化改性研究，磺化改性后的聚醚醚酮不僅保持了原有優(yōu)異的拉伸強度性能、耐熱性，還提高了聚合物的吸水性和離子交換容量。對比磺化改性前后聚合物性能試驗中，我們發(fā)現(xiàn)磺酸根基團的引入，聚合物膜表面的吸水性能明顯提高。由于磺酸根基團具有較強親水性能，他的引入，提高了高聚物的親水性能，這對于膜分離技術(shù)的應(yīng)用有重要意義?；撬岣鶊F由于具有較強極性，它的引入會一定程度上減弱聚合物的

3、拉伸強度，但是既便如此，磺化改性后的雙酚AF型聚醚醚酮最低的抗拉伸強度仍然能夠達到40Mpa以上，具有很好的機械強度。這些性能使得含氟型磺化聚醚醚酮在燃料電池和膜分離方面有廣闊的應(yīng)用前景。 磺化度DS表示磺酸根基團的含量，它的數(shù)值能夠顯著影響磺化聚醚醚酮的性能，我們研究了DS對聚合物溶解性、膜拉伸強度、吸水率的影響，可以看出，磺化度數(shù)值越大，聚合物溶解性能越好，這主要是因為磺酸根基團是極性基團，它的引入極大增強了聚合物的溶解性能

4、；聚合物磺化度越高，親水性能越強，這是由于磺酸根基團是親水性基團，隨著磺化度的增大，被引入的磺酸根基團不斷增加，其親水性能也相應(yīng)增強，隨著聚合物磺化度的升高，其抗拉伸強度略有降低，這可能是由于磺酸根基團的強極性和空間位阻效應(yīng)的影響，在一定程度上影響了聚合物的機械性能。 由于磺化度DS數(shù)值對磺化后的聚醚醚酮性能有較大影響，所以我們研究了反應(yīng)條件對磺化度DS的影響。合適的反應(yīng)條件是采用濃硫酸為磺化劑，在20℃下反應(yīng)72h。