兩親性共聚物P(AMPS-CO-MMA)對(duì)PVDF薄膜性能的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-17 04:17
膜分離技術(shù)作為一種新型、高效的流體分離技術(shù),近年來(lái)發(fā)展迅速,取得令人矚目的研究成果,在節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用,尤其在水資源利用和環(huán)境保護(hù)方面的作用更是舉足輕重。聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料倍受關(guān)注,因?yàn)槠淠ぞ哂休^強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和高疏水性。但在好多應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中需要具有較高的親水性,這時(shí)PVDF膜的應(yīng)用將受到限制。為了解決薄膜親水性的難題,本課題將研究P(AMPS-co-MMA)兩親性共聚物對(duì)PVDF多孔薄膜性能的影響。本文通過(guò)嫁接法和相轉(zhuǎn)化法來(lái)研究P(AMPS-co-MMA)聚合物對(duì)PVDF薄膜性能的影響。首先,采用嫁接法,即先對(duì)PVDF膜進(jìn)行脫氟化氫的堿處理,使其生成碳-碳共軛雙鍵,然后將P(AMPS-co-MMA)聚合物嫁接到鏈上。結(jié)果表明:PVDF膜堿處理3h為最佳的時(shí)間,處理時(shí)間過(guò)久會(huì)導(dǎo)致薄膜易碎、破損,而處理時(shí)間過(guò)短將造成膜變化不大;poly-Def-PVDF膜具有很高的親水性、抗污性以及較大的滲透性。但有一個(gè)缺陷,即改性過(guò)的膜不能承受太大的膜壓力。所以在實(shí)際應(yīng)用時(shí),要考慮操作壓力的限制。由于嫁接法讓膜承受的壓力很小,所以又通過(guò)相轉(zhuǎn)化法來(lái)...
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1膜通量測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置圖(1.過(guò)濾的介質(zhì);2.水栗;3.進(jìn)口壓力表;4.自制膜池;5.出??口壓力表;6.口閥)??
圖2-3?P(AMPS-co-MMA)聚合物反應(yīng)流程圖??通過(guò)自由基聚合制備共聚物,即單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)和單體2-??丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)通過(guò)反應(yīng)流程圖2-3來(lái)進(jìn)行合成實(shí)驗(yàn),其反??應(yīng)機(jī)理如圖2-4。將19.02g的MMA液體和2.07g的AMPS粉末(即兩者的摩??爾比為1:19)放入一個(gè)3頸燒瓶反應(yīng)器中,其反應(yīng)器連接一個(gè)流動(dòng)的冷凝器、??一個(gè)水銀溫度計(jì)以及一個(gè)氮?dú)馊肟。首先,在?shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行前,向圓底燒瓶通??入充足的N2來(lái)排出瓶?jī)?nèi)的氣體使反應(yīng)順利地進(jìn)行。然后,當(dāng)溫度高達(dá)60°C時(shí),??O.lg的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑溶于5.0ml去離子水中,并逐漸加入反應(yīng)器內(nèi),在保持??相同的溫度下連續(xù)攪拌8h。最后,將反應(yīng)物通過(guò)乙醇的多次沉淀和去離子水的??重復(fù)沖洗來(lái)去除未反應(yīng)的單體和雜質(zhì),使MMA和AMPS的共聚物得到凈化。??然后在90°C下進(jìn)行干燥,之后將其碾碎備用。??特別要注意以下幾點(diǎn):??1)
其中核磁用d6-DMSO作為氘代試劑。??2_8.1?FTIR?分析??通過(guò)FTIR光譜對(duì)聚合物作化學(xué)基團(tuán)分析。如圖2-5所示。??在1730?cnf1、1274?cm—1和1452?cm'1處分別出現(xiàn)了微弱的0=0拉伸振動(dòng)、??C—0拉伸振動(dòng)以及一CH2—不對(duì)稱的亞甲基彎曲振動(dòng)吸收峰,其被認(rèn)為是??MMA單體中的化學(xué)基團(tuán)。除上述峰值外,MMA組分的峰值仍存在,即為??1150cm—1和1197?cnfi處的C-H型振動(dòng)峰值。吸收峰為2957?cm—1和2853?cm—1??代表了不對(duì)稱甲基和對(duì)稱亞甲基的拉伸振動(dòng)。而在單體AMPS中,C-S的拉伸??峰出現(xiàn)在627?cirf1處,0=S=0的對(duì)稱峰值為1042?cm'對(duì)稱甲基組的峰值為??139101^,-NH拉伸峰出現(xiàn)在3437?cirf1處,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的酰胺基??團(tuán)兩個(gè)峰值出現(xiàn)在1550cm_1和1640?cm—1處,以上這些峰都被認(rèn)為是AMPS單??體的結(jié)構(gòu)峰值。結(jié)果表明,兩種單體成分均存在于共聚物P(MMA-co-AMPS)??的光譜中。??2
本文編號(hào):3347040
【文章來(lái)源】:天津工業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1膜通量測(cè)試實(shí)驗(yàn)裝置圖(1.過(guò)濾的介質(zhì);2.水栗;3.進(jìn)口壓力表;4.自制膜池;5.出??口壓力表;6.口閥)??
圖2-3?P(AMPS-co-MMA)聚合物反應(yīng)流程圖??通過(guò)自由基聚合制備共聚物,即單體甲基丙烯酸甲酯(MMA)和單體2-??丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)通過(guò)反應(yīng)流程圖2-3來(lái)進(jìn)行合成實(shí)驗(yàn),其反??應(yīng)機(jī)理如圖2-4。將19.02g的MMA液體和2.07g的AMPS粉末(即兩者的摩??爾比為1:19)放入一個(gè)3頸燒瓶反應(yīng)器中,其反應(yīng)器連接一個(gè)流動(dòng)的冷凝器、??一個(gè)水銀溫度計(jì)以及一個(gè)氮?dú)馊肟。首先,在?shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行前,向圓底燒瓶通??入充足的N2來(lái)排出瓶?jī)?nèi)的氣體使反應(yīng)順利地進(jìn)行。然后,當(dāng)溫度高達(dá)60°C時(shí),??O.lg的過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑溶于5.0ml去離子水中,并逐漸加入反應(yīng)器內(nèi),在保持??相同的溫度下連續(xù)攪拌8h。最后,將反應(yīng)物通過(guò)乙醇的多次沉淀和去離子水的??重復(fù)沖洗來(lái)去除未反應(yīng)的單體和雜質(zhì),使MMA和AMPS的共聚物得到凈化。??然后在90°C下進(jìn)行干燥,之后將其碾碎備用。??特別要注意以下幾點(diǎn):??1)
其中核磁用d6-DMSO作為氘代試劑。??2_8.1?FTIR?分析??通過(guò)FTIR光譜對(duì)聚合物作化學(xué)基團(tuán)分析。如圖2-5所示。??在1730?cnf1、1274?cm—1和1452?cm'1處分別出現(xiàn)了微弱的0=0拉伸振動(dòng)、??C—0拉伸振動(dòng)以及一CH2—不對(duì)稱的亞甲基彎曲振動(dòng)吸收峰,其被認(rèn)為是??MMA單體中的化學(xué)基團(tuán)。除上述峰值外,MMA組分的峰值仍存在,即為??1150cm—1和1197?cnfi處的C-H型振動(dòng)峰值。吸收峰為2957?cm—1和2853?cm—1??代表了不對(duì)稱甲基和對(duì)稱亞甲基的拉伸振動(dòng)。而在單體AMPS中,C-S的拉伸??峰出現(xiàn)在627?cirf1處,0=S=0的對(duì)稱峰值為1042?cm'對(duì)稱甲基組的峰值為??139101^,-NH拉伸峰出現(xiàn)在3437?cirf1處,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的酰胺基??團(tuán)兩個(gè)峰值出現(xiàn)在1550cm_1和1640?cm—1處,以上這些峰都被認(rèn)為是AMPS單??體的結(jié)構(gòu)峰值。結(jié)果表明,兩種單體成分均存在于共聚物P(MMA-co-AMPS)??的光譜中。??2
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