含四芳基咪唑结构的热重排气体分离膜的制备与性能研究

合成了一种新型含四芳基咪唑结构的二胺单体4,4’-(4,5-二苯基-(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯基)咪唑(PMAPPP),然后分别与5种二酐单体聚合,经热酰亚胺化处理得到含羟基聚酰亚胺(HPI)薄膜.接着,对这些薄膜进行450℃热处理,得到相应的热重排(TR)膜材料,并对薄膜进行了结构与性能表征.结果表明,刚性大体积四芳基咪唑结构的引入使HPI膜表现出优异的热性能和力学性能,玻璃化转变温度在263～361℃,拉伸强度在98.4～118.3 MPa.热重排后,TR膜的气体分离性能得到了显著提高.其中,TR(PMAPPP-6FDA)的气体渗透性能最佳,即H₂ (269.31 Barrer)、CO₂ (284.25 Barrer)、O₂ (62.75 Barrer)和N₂(10.67 Barrer),CO₂/N₂和O₂/N₂的理想选择性分别为25.24和5.88,且O₂/N₂     

热致刚性膜材料的合成与气体分离性能研究

以丙酮为溶剂,将9,9-双(4-羟基苯基)芴(BHF)于室温下进行硝化反应得到二硝基化合物9,9-双(3-硝基-4-羟基苯基)芴,再经Pd/C-水合肼还原得到9,9-双(3-氨基-4-羟基苯基)芴(BAHF).采用上述二胺单体BAHF、与9,9-双(4-氨基苯基)芴(BAF)和六氟二酐(6FDA)通过低温溶液缩聚反应制备出一种含酚羟基的共聚聚酰胺酸溶液,经热酰亚胺化和热致重排反应得到共聚聚酰亚胺(CPI)和聚(酰亚胺-苯并恶唑)(PIPBO)热致刚性膜材料.采用核磁(NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和气体渗透性能测试等手段对所制得膜材料的结构、热性能和气体分离性能进行表征.研究结果表明,所制得的热致刚性膜主要表现出非晶结构,为无规共聚物,其Tg为340℃.随热处理温度升高,热致刚性膜的气体渗透性逐渐增加,450℃制得的热致刚性膜对O_2、N_2、H_2、CH_4和CO_2的渗透通量分别达到229.03、53.26、1497.35、33.52和818.76 Barrer.     

含酚酞基团的聚酰亚胺膜材料的合成与性能

将酚酞分别和对氯硝基苯、2-氯-5-硝基三氟甲苯经Williamson反应得到3,3-双[(4-硝基苯氧基)苯基]酚酞和3,3-双[(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]酚酞;在Pd/C-水合肼还原作用下分别得到3,3-双[(4-氨基苯氧基)苯基]酚酞(Ⅰ)和3,3-双[(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基]酚酞(Ⅱ).采用上述2种二胺单体分别与1,2,3,4-环丁烷四酸二酐(CBDA)、均苯四甲酸二酐(PMDA)、3,3,4,4-二苯醚四酸二酐(ODPA)和六氟二酐(6FDA)通过两步法制备出8种含酚酞基团的聚酰亚胺(PI)薄膜,然后采用核磁(NMR)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)和溶解性测试等测试手段和方法对所得到的PI的化学结构、光学性能、热性能和和溶解性等性质进行表征.研究结果表明,这些PI主要表现出非晶结构,且具有良好的溶解性和热性能;除PMDA基PI外,其余PI均表现出良好的浅色、透明特性.