高分子分离膜材料、制备及表征.ppt
高分子分离膜材料制备及表征,姓名：范琪学号：20111802021专业：化学,高分子分离膜材料,纤维素衍生物类聚砜类聚酰胺类聚酰亚胺类聚酯类聚烯烃类乙烯类聚合物含硅聚合物含氟聚合物甲克素类,纤维素衍生物类,再生纤维素 化学结构：,制备方法：,铜氨纤维素：Cu2+与2位、3位的羟基配位，粘稠溶液铸膜后在稀酸作用下成膜。黄原酸纤维素：纤维素与NaOH溶液作用生成成硷纤维素，进而与CS2 生成黄元酸纤维素。纤维素酯类的水解等,硝酸纤维素,化学结构：制备方法：纤维素重复单元葡萄糖残基用硝酸和硫酸的混合液硝化生成酯。,醋酸纤维素（CA）、三醋酸纤维素（CTA）,化学结构：制备方法：CA由纤维素与乙酸酐-乙酸混合物(或乙酸氯)反应制备，以H2SO4为催化剂(也可用HClO4，BF3等)。CTA可用CA进一步与乙酸酐反应制备。,乙基纤维素（EC）,化学结构：制备方法：EC由碱纤维素与乙基卤化物反应制得,其他纤维素衍生物,在众多的其他纤维素醋、醚中，在制膜工业中较常用的有纤维素乙酸、丁酸混合酯（CAB)、它由纤维素与丁酸、乙酸配制备。由于丁酸酯基的内增塑作用，它的加工性能较好，与其他聚合物的相容性也较好。与CA相比，其吸水率较低，耐老化性能、耐水性和尺寸稳定性均有较大改进。,聚砜类,双酚A型聚砜(PSF)化学结构：制备方法：由双酚A的二钾盐与二氯二苯砜在二甲亚砜溶液中经亲核缩聚反应合成，缩聚温度190。,聚芳醚砜（PES）,化学结构：制备方法：由双酚S(二羟基二苯砜)二钾盐与二氯二苯砜在环下砜溶液中亲核缩聚制备，也可由4-氯-4羟基二苯砜的钾盐自缩聚制备。,酚酞型聚醚砜（PES-C）,化学结构：制备方法：由酚酞、碳酸钾与二氯二苯砜在环丁砜溶液 中220卞亲核缩聚制备。,聚醚酮,酚酞型聚醚酮（PEK-C）化学结构：制备方法：由酚酞、碳酸钾和二氯二苯酮(不必像PEEK那样需用活性较高的昂贵的二氟二苯酮单体)或二硝基二苯酮在环丁砜溶液中220下亲核缩聚制备。,聚醚酮,聚醚醚酮（PEEK）化学结构：制备方法：由氢醌与二氟二苯酮在二苯砜中280-300亲核缩聚制备，它是结晶性聚合物，有别于其他非晶态的聚砜、聚醚砜(酮)。,聚酰胺类,脂肪族聚酰胺 化学结构：制备方法：尼龙6由己内酰胺在高温下开环聚合而得。尼龙66由己二胺和己二酸缩聚制得，一般先制成己二胺和己二酸的盐，再在高温下脱水缩聚。,聚砜酰胺,化学结构：制备方法：聚砜酸胺由二氨基二苯砜与己二酰氯低温溶液缩聚或与己二酸高温缩聚得到。,芳香聚酰胺,化学结构：制备方法：以Du Pont公司的Nomex为例，是由间苯二胺和间苯二酰氯低温缩聚而得。,RO用交联芳香聚酰胺,制备方法：由芳香二胺与1,3,5-均苯三酰氯反应即可制备交联网状聚酸胺。这类交联芳香聚酰胺膜用于反渗透脱盐率可达99.5%，泛用于海水和苦咸水淡化以及饮用水和超纯水洲于医药和微电子工业)的制备。它的唯一缺点是不耐氯。现在多家生产厂正从结构上改性以获得耐氯性高的反渗透复合膜。,聚酰亚胺类,脂肪族二酸聚酰亚胺 化学结构：制备方法：由丁四酸与芳二胺缩聚而得。,全芳香聚酰亚胺,化学结构：制备方法：由均苯四酸二酐或其他含醚键、酮桥等二酐与芳二胺先合成聚酰胺酸，然后在高温下亚胺化或在室温下溶剂中用化学法(如乙酸配+吡啶)脱水酰亚胺化。,含氟聚酰亚胺,化学结构：制备方法：由全氟代异丙叉4,4-双苯二甲酸酐与双4-氨基苯基全氟代异丙叉先缩聚成酰胺酸，在亚酰胺化制备。,聚酯类,涤纶（PET）化学结构：制备方法：由对苯二甲酸二甲酯与乙二醇在高温与催化剂存在下酯交换蒸出甲醉而制得，树脂以液态流出，冷却切粒，近年由于可制得高纯度的对苯二甲酸，已由后者与乙二醇直接酯化。,聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）,化学结构：制备方法：由对苯二甲酸二甲酯与丁二醇酯交换缩聚而得，也可由高纯对苯二甲酸与丁二醇直接缩聚制备。,聚碳酸酯（PC）,化学结构：制备方法：由双酚A与光气（COCl2）缩聚制备。,聚烯烃类,聚乙烯 低密度聚乙烯：其结构式为(CH2CH2)n。由乙烯在高压下聚合而得。高密度聚乙烯：由乙烯在常压Ziegler催化剂作用下聚合而得，基本上属于线性结构，仅有少量短链支化。,聚丙烯,化学结构：制备方法：由丙烯以Ziegler催化剂聚合而得.,聚4-甲基戊烯-1（PMP）,化学结构：制备方法：由丙烯二聚得4-甲基戊烯-1，再经裂合得聚4-甲基戊烯-1。,乙烯类,聚丙烯腈（PAN）化学结构：制备方法：单体丙烯腈现多从丙烯胺氧化制得，聚合反应可在溶剂中AIBN等引发剂或氧化还原体系催化剂聚合直接得到聚丙烯腈溶液，经滤过调节到14%一20%浓度，脱泡后即可直接纺丝或铸膜。也可在水相中进行沉淀聚合，以氧化还原引发剂聚合生成的聚丙烯腈不溶于水，析出呈粉末状聚合物，洗涤过滤干操后再溶于适当溶剂中纺丝或铸膜。,化学结构：制备方法：聚乙烯醇则是由聚乙酸乙烯酯水解而得。,聚乙烯醇(PVA),聚偏氯乙烯（PVDC）,化学结构：制备方法：由偏氯乙烯经自由基聚合制备，偏氯乙烯由1，1，2-三氯乙烷脱HCl制得。,含硅聚合物,聚二甲基硅氧烷（PDMS）化学结构：制备方法：由二甲基硅氧烷的环状四聚体(D4)八甲基环四硅氧烷或环状三聚体(D3)六甲基环三硅氧烷开环聚合制备。也可由二氯二甲基硅烷直接水解缩聚而得，反应时加六甲基二硅氧烷封端基调节分子量。,聚三甲硅基丙炔（PTMSP）,化学结构：制备方法：三甲硅基丙炔由三甲基氯硅烷与丙炔钠反应制备。,含氟聚合物,聚四氟乙烯（PTFE）化学结构：制备方法：PTFE由四氟乙烯在50 加压(3.5MPa)下自由基悬浮聚合(以全氟辛酸铵为分散剂，K2S2O8为引发剂)得到。,聚偏氟乙烯（PVDF）,化学结构：制备方法：由单体偏氟乙烯经悬聚合或乳液聚合而得。,甲克素类,甲壳胺 化学结构：制备方法：甲壳素在酸或碱作用下水解发生脱乙酰化反应而转化为氨基葡聚糖，也称为脱乙酰化壳聚糖或甲壳胺。,有机高分子分离膜的制备,膜分离技术的核心是分离膜。衡量一种分离膜有无实用价值，要看是否具备以下条件：膜要有高的截留率(或高分离系数)和高的透量;膜要有强的抗物理、化学和微生物侵蚀的性能;膜有好的柔韧性和足够的机械强度;膜合夸使用寿命长，适用pH范围广;成本合理、制备方便，便于工业化生产。,均质膜,致密均质膜 致密膜一般指指结构最紧密的膜，其（孔径1.5nm以下）制法：溶液浇铸 熔融挤压 聚合期间形成的致密膜,微孔均质膜,制法：核径迹膜 拉仲法 溶出法 烧结法,离子交换膜,异相离子交换膜,均相离子交换膜 将能反应的混合物(即酚、苯磺酸、甲醛)进行缩聚。混合物中至少有一种能在它的某一部分形成阴离子或阳离子。将能反应的混合物(即苯乙烯、乙烯基吡啶和二乙烯基苯)进行聚合。混合物中至少有一种含有阴离子或阳离子，或者有可以成为阴或阳离子的部位。将阴离子或阳离子基团引入高分子或高分子膜。例如将苯乙烯浸吸人聚乙烯薄膜内，使浸吸进去的单体聚合，然后将苯乙烯进行磺化。与此类似，也可通过接枝聚合将离子墓团接到高分于薄膜的分子链上。将含有阴离子或阳离子的一部分引到一个高分子上(例如聚砜)，然后将此高分于溶解并浇铸成膜。通过把离子交换树脂高度分散于一高分子中形成高分子合金或共聚体。,非对称膜,相转化膜 制备：溶剂蒸馏法 水蒸气吸入法 热凝胶法 L-S法（沉浸凝胶法）,复合膜 制法：高分子溶液涂覆 界面缩聚 原位聚合 等离子体聚合 动力形成膜 水面展开法,膜的成型工艺,平板膜：主要用于制备板框式和螺旋卷式二种分离装置所用的膜管式膜：分为内压管式膜和外压管式膜中空纤维膜：制膜方法可分为溶液纺丝和熔融纺丝两种,有机高分子分离膜的表征,膜的性能膜的分离透过特性膜的物理、化学性能 膜的结构膜的结晶态与分子态结构膜的形态结构,有机高分子分离膜的表征,膜的孔径测定电子显微镜法和界面性质相关的孔参数测定法和流体力学性质的相关空参数测定法和筛分、截留效应相关的测定法,谢 谢！,
