界面聚合法制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜

以聚醚砜超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,采用界面聚合法制备了复合纳滤膜,扫描电镜、表层的红外分析结果表明在基膜表面聚合了一层聚酰胺膜,膜性能测定结果表明膜表面荷负电,对不同无机盐的截留率为Na2SO4MgSO4MgCl2NaCl。界面聚合条件对膜性能的影响表明,最佳聚合条件为:PIP浓度0.5%～2%,TMC浓度0.15wt%～0.75wt%,聚合时间≥1min,热处理温度60℃～80℃,时间15 min左右。     

单体结构对聚酰胺类复合膜分离性能的影响

采用间苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯分别与间苯二胺、乙二胺、哌嗪在耐高温杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)超滤膜表面进行界面聚合,制备了7种具有不同功能层结构的新型超薄复合膜.采用红外、X射线衍射、原子力显微镜等测试手段对复合膜结构进行表征,测试了7种复合膜对0·2%的Na2SO4水溶液,0·2%NaCl水溶液的分离性能,分析了单体结构与复合膜分离性能的关系.     

成膜条件对聚醚砜超滤膜性能和结构的影响

以聚醚砜(PES)为膜材,聚乙二醇600(PEG600)为添加剂,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,纯水为凝固浴,用相转化法制备聚醚砜超滤膜.详细探讨了PES浓度、添加剂含量、凝固浴温度对膜性能和结构的影响规律,确定了制备高水通量、高截留率聚醚砜超滤膜的最佳工艺条件.     

溶胶-凝胶法制备聚醚砜-二氧化硅复合材料

以聚醚砜(PES)为基体,通过溶胶-凝胶过程,得到了分散均匀的PES/SiO₂杂化材料,用扫描电镜、透射电镜、傅里叶红外及差示扫描量热法研究不同SiO₂含量的PES/SiO₂杂化材料材料性能.结果表明,当PES/SiO₂杂化材料中SiO₂的质量分数大于10%时可获得有机聚合物链段与无机网络互穿的均匀分散的复合材料.此材料的玻璃化转变温度(Tg)明显提高.     

PES中空纤维复合纳滤膜的制备

采用界面聚合法制备聚醚砜（PES）中空纤维复合纳滤（NF）膜,讨论了制备条件对PES中空纤维复合NF膜性能的影响。实验结果表明,聚合反应时间、均苯三甲酰氯浓度、哌嗪浓度和酸吸收剂三乙胺浓度对复合NF膜性能有显著影响,同时二次反应能够提高复合NF膜的截留率,对2g／L的Na2SO4截留率可达到99．2％。     

银/聚电解质复合纳滤膜的制备及表征

利用层层自组装技术(LbL),采用原位还原方法在聚醚砜(PES)基膜上制备了银/聚电解质复合纳滤膜.SEM分析表明:膜表面结构致密,Ag粒子在复合膜中分布均匀,粒径100～200 nm,UV-vis图谱证明膜中粒子为Ag粒子,所得银/聚电解质纳滤膜呈现出优异的抗菌性能.[PSS/PDADMAC]3[PAS/PAH-Ag]3PSS膜对负二价离子显示出较高的截留性能,达到93%.     

聚醚砜醚酮的合成与性能

以4,4′-二羟基二苯砜和4,4′-二氟二苯酮为单体, 通过溶液缩聚合成了聚醚砜醚酮(PESEK), 其分子结构相当于聚醚砜(PES)与聚醚醚酮(PEEK)的交替共聚物. 在共聚物分子中, 存在砜基、醚基和酮基, 整个结构单元形成了大共轭体系, 聚合物属无定形聚合物, 玻璃化转变温度(Tg)为198 ℃, 介于PEEK和PES的Tg之间, 其热稳定性和加工性能优于PES, 而力学性能与PES接近.     

聚醚砜/纤维素晶体共混膜材料及其超滤性能

聚醚砜与纤维素晶体等共混成铸膜液,采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜/纤维素晶体共混膜材料.通过超滤装置检测复合膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、抗污染性等超滤性能,从而讨论了纤维素晶体含量对共混膜超滤性能的影响.采用抗张测试机、热重分析仪(TGA)、原子力显微镜(AFM)对共混膜的力学性能、热稳定性能、形貌结构进行表征.结果表明,随着纤维素晶体的含量的增加,共混膜的纯水通量先升高后有所降低,截留率均保持在91%～95%,抗张强度、断裂伸长率先增大后有所下降,抗污染性较纯聚醚砜膜显著提高.当纤维素晶体质量分数为1%时,纯水通量达到最大为813.3L·m-2·h-1,孔隙率为88.8%,平均孔径达为70.9nm,抗张强度为7.25MPa,断裂伸长率为11.6%,平均污染度FR值为22.0%,衰减系数m值为35.8%.共混膜具有由纤维素晶体、聚醚砜热降解分别引起的两个失重阶段.共混膜为典型非对称膜结构,表皮层较为致密,多孔支撑层孔径较大.     

UV光引发表面接枝两性离子水凝胶层的制备及抗细菌黏附性能

采用聚合和交联的SiO₂有机/无机杂化溶胶作为基材, 通过与两性离子单体层之间的过渡层, 在紫外光作用下引发杂化溶胶和两性离子单体溶液中的双键反应, 使生成的杂化层在基材和表面的两性离子聚合物之间形成辅助性黏接作用, 从而在基材表面构筑两性离子水凝胶层. 通过傅里叶红外光谱(FTIR)、 原子力显微镜(AFM)和接触角测试等方法对所制备的两性离子水凝胶层和杂化层的表面进行了表征. 以空白玻璃片为对照样品, 以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为试验菌, 研究了用两性离子凝胶层修饰的玻璃表面的抗细菌黏附性能. 结果表明, 在SiO₂杂化过渡层中引入线型-Si-(CH₂)₂-O-链段可有效提高杂化过渡层对基材的附着力, 并改善其柔韧性. 与对照样品相比, 用两性离子凝胶层修饰的玻璃表面具有优异的抗菌黏附性能.     

基于多巴胺自聚合与表面接枝PHGH制备抗菌纳滤膜

在水溶液中将聚六亚甲基单胍盐酸盐(PHGH)共价接枝在经多巴胺自聚合改性的聚砜膜表面, 制备具有抗菌性能的纳滤膜. 采用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试考察膜表面的结构、 形貌和亲水性变化. 探讨PHGH含量对膜的接枝度及分离性能的影响, 并对膜的抗菌性能进行了评价. 结果表明, 经过多巴胺的自聚合和表面接枝PHGH后, 聚砜膜表面形成了具有纳滤分离性能的活性层, 并且膜表面亲水性得到改善. 随着PHGH含量的增大, 膜的纯水通量降低, 而对无机盐和染料的截留性能提高. 接枝后的复合膜具有较高的抗菌性能, 当PHGH含量为3%(质量分数)时, 抗菌率可达98.5%.     

改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备及表征

以壳聚糖荷正电改性的氧化石墨烯为无机添加剂,以聚醚砜为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了有机无机杂化纳滤膜.考察了不同改性氧化石墨烯添加量对膜分离性能的影响.研究结果表明,随着改性氧化石墨烯含量的增加,荷正电纳滤膜的断面形态结构并未发生明显改变,但杂化膜的纯水通量、分离选择性明显增加.从研究结果可以看出,改性氧化石墨烯的最佳添加质量分数在0.5%左右.     

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征

采用相转化法制备了二氧化钛 (TiO2 ) 聚偏氟乙烯 (PVDF)复合中空纤维膜 .应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射分别对复合膜的分离性能、微观结构、热稳定性和晶相组成进行了分析 .结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著的改善 ,其中对牛血清白蛋白的截留率从 3 2 7%提高到 86 6 7% ,单根纤维的断裂应力从 3 35MPa提高到 4 70MPa ,提高了 4 0 3% .氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄 ,孔径变小 .     

聚丁二烯/二氧化硅杂化新材料等温结晶动力学及结晶形态的研究

研究了所合成的新型高顺式聚丁二烯键合纳米二氧化硅杂化材料(PB-Si)的顺式-1,4微观结构、特性黏数([η])、微观形态及热稳定性与键合纳米二氧化硅含量的关系等,并采用示差扫描量热仪(DSC)和配有在线冷热台的偏光显微镜(POM)研究了杂化材料PB-Si中SiO_2含量及微观链结构特点对其低温下等温结晶动力学及结晶形态、球晶增长速率的影响.结果表明:当SiO_2含量小于2.5%时,杂化材料PB-Si的特性黏数和顺式-1,4结构含量均基本保持不变,短支链结构的杂化材料(PB-Si-Ni)的顺式-1,4结构含量约为96.6%,高度线性链结构的杂化材料(PB-Si-Nd)的顺式-1,4结构含量约为98.6%,热稳定性均随着SiO_2含量增加而有所提高;在PB顺式-1,4微观结构及SiO_2结合含量基本相同的前提下,与共混物PB/SiO_2相比,杂化材料PB-Si具有更快的结晶速率,且随着杂化材料PB-Si中SiO_2结合量增大,其结晶速率加快,半结晶时间(t1/2)缩短;若杂化材料中顺式-1,4微观结构含量和SiO_2结合量同时增加,杂化材料PB-Si的结晶速率进一步加快;在顺式结构含量及SiO_2含量确定的情况下,聚合物的拓扑结构对其结晶速率也有明显影响,高度线性结构(PB-Si-Nd)比短支链结构(PB-Si-Ni)的杂化材料也具有更快的结晶速率;杂化材料PB-Si在低温等温结晶过程中均呈现三维球晶的生长方式,Avrami指数(n)在2.0~3.0之间,球晶增长速率也随SiO_2结合量增加而加快.     

PMMA/SiO_2透明块体材料的制备及其热性能

以正硅酸乙酯为前驱体,采用无溶剂水解技术,制备出了均一、稳定、透明的SiO_2溶胶,通过透射电子显微镜分析,粒径在100 nm左右;在溶胶中加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偶氮二异丁腈(AIBN),采用热固化制备了透明的块体PMMA/SiO_2杂化材料,通过差热(DSC)和热重分析(TGA)研究了杂化材料的热性能. DSC结果表明,当体系中的SiO_2质量分数超过20%时,杂化材料无明显的玻璃化转变现象. TGA结果表明,杂化材料的分解温度提高约110 ℃. 透射电子显微镜观察结果表明,无机相均匀分散在有机相中,两相之间没有明显的相分离现象.     

磺化聚醚砜/磷酸硼复合质子交换膜的制备与性能

采用sol-gel法成功制备了一系列有望用于高温质子交换膜燃料电池的新型磺化聚醚砜(SPES)/磷酸硼(BPO4)复合膜, 并经热重分析(TGA)-傅立叶变换红外光谱(FTIR)联用技术、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)等对膜的结构和性能进行了表征. 结果表明, 复合膜较纯SPES膜具有更高的热稳定性和玻璃化转变温度, 较低的溶胀性及较高的氧化稳定性; SEM图片显示BPO4在聚合物基体中的分布十分均匀, 这将有利于连续质子传输通道的形成; 复合膜的质子传导率随BPO4含量的增加而增加, 当温度超过120 ℃后, 复合膜仍保持着较高的质子传导率, 这表明该复合膜在高温质子交换膜燃料电池中具有良好的应用前景.     

聚醚砜改性环氧体系的聚合诱导相分离行为: 固化机理的影响

对聚醚砜(PES)改性环氧体系在两种不同固化机理(逐步聚合和链增长聚合)的情况下的聚合诱导相分离行为进行了对比研究. 采用光学显微镜、时间分辨激光光散射、流变仪等手段对相分离的全过程进行了跟踪. 结果表明, 小分子的扩散行为是控制相分离的主要因素, 对于逐步聚合体系扩散主体为环氧低聚物, 而链增长聚合体系扩散主体为环氧单体. 在高含量PES(SPES-20%)体系中, 光散射结果显示了黏弹相分离的过程且相分离的特征松弛时间可以用WLF方程描述; 而在低含量PES(SPES-14%)体系中可以通过光学显微镜观测到二次相分离的现象, 并由流变学研究进一步证明.     

静电纺丝制备空气过滤用抗分层聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)三明治结构膜（英文）

通过在经处理的不锈钢网(SSM)上逐层电纺制备了简易有效的聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)复合纤维过滤材料.材料中间层采用以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的PAN/PES共混聚合物电纺而成.扫描电子显微镜表征和比表面积测试结果表明,在相同纺丝条件下PES量的增加有利于减小纤维直径,增大膜的孔隙率.同时,通过拉伸实验测量了未带有SSM的膜的机械性能(5.857 MPa).利用PES的良好疏水性,过滤膜表面具有相对良好的疏水效果,接触角约为130.58°.在样品厚度尽可能相等的情况下,通过对实际空气环境中0.3~5μm的颗粒进行截流测试发现,PAN/PES-3的过滤效率达到且大于99%.通过机械振动和空气反吹考察了过滤膜的再生性能.此外,还通过使用喷雾喷涂SSM研究了防分层过滤介质的基质.     

聚酰亚胺对高性能树脂共混体系界面的反应增强

研究了以5-降冰片烯-2,3-二羧酸单甲酯为端基的PMR型聚酰亚胺(POI)作为界面介质对部分相容的聚醚砜/聚苯硫醚(PES/PPS)、聚醚醚酮/聚醚砜(PEEK/PES)共混体系的界面性质、形态结构及结晶行为的影响.结果表明,POI可以有效地增强两相间的界面粘结,显著降低PPS/PES共混物中PPS分散区的尺寸,改善两组分间的相容性.在熔融共混过程中,POI从本体向界面扩散并同PPS,PES产生交联和/或接枝,POI同PPS的反应活性远高于PES,但POI与PES发生反应.POI是PPS结晶的有效成核剂.     

超支化聚酯低压纳滤膜的制备与表征

通过超支化聚酯(HPE)末端的羟基与戊二醛(GA)之间的羟醛缩合反应,采用简单的浸涂-交联方法,制备了一种以聚砜超滤膜为支撑层,交联的HPE为活性分离层的复合纳滤膜.采用衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、接触角测定、扫描电子显微镜(SEM)对纳滤膜的表面化学组成、亲水性和膜形貌进行了表征.考察了HPE溶液浓度、GA溶液浓度对膜分离和渗透性能的影响,优化的HPE和GA溶液浓度分别为9.8 g/L和7.4 g/L,此时在0.4 MPa下膜的水通量达69.6 L/(m2.h),对Na2SO4脱除率为93.2%,表现出低操作压力、高通量、高脱盐率的优异性能.纳滤膜对无机盐的截留顺序为Na2SO4>NaCl>MgSO4>MgCl2,呈现明显的荷负电特征.     

静电纺丝制备空气过滤用抗分层聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)三明治结构膜

通过在经处理的不锈钢网(SSM)上逐层电纺制备了简易有效的聚酰胺66/聚丙烯腈/聚醚砜(PA-66/PAN/PES)复合纤维过滤材料.材料中间层采用以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂的PAN/PES共混聚合物电纺而成.扫描电子显微镜表征和比表面积测试结果表明, 在相同纺丝条件下PES量的增加有利于减小纤维直径, 增大膜的孔隙率.同时, 通过拉伸实验测量了未带有SSM的膜的机械性能(5.857 MPa).利用PES的良好疏水性, 过滤膜表面具有相对良好的疏水效果, 接触角约为130.58°.在样品厚度尽可能相等的情况下, 通过对实际空气环境中0.3~5 μm的颗粒进行截流测试发现, PAN/PES-3的过滤效率达到且大于99%.通过机械振动和空气反吹考察了过滤膜的再生性能.此外, 还通过使用喷雾喷涂SSM研究了防分层过滤介质的基质.