研究了薄水鋁石[氫氧化氧化鋁(γ-AlO(OH)]對聚醚型聚氨酯膜氣體滲透性能的影響.由硫酸鋁鐵和碳酸氫銨復(fù)分解制備薄水鋁石,并將其與聚氨酯基體結(jié)合.薄水鋁石制備的最佳溫度和時間分別為120℃和24 h.分別采用本體兩步法和熱相轉(zhuǎn)化法制備了聚氨酯(PU)和聚氨酯/薄水鋁石膜.通過X射線衍射(XRD)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)和差示掃描量熱法(DSC)等測試手段對制備的聚氨酯/薄水鋁石膜的均勻性和納米級粒子分布進行了表征.聚合物的紅外光譜測試結(jié)果表明,鏈的遷移率得到了控制,軟段和硬段的相分離得到了提高.研究了不同薄水鋁石質(zhì)量分?jǐn)?shù)(5%、10%、15%和20%)復(fù)合膜對CO₂、N₂、O₂和CH₄單組分氣體滲透性能的影響.實驗結(jié)果表明,通過在聚氨酯膜中增加不透水性薄水鋁石納米粒子,可明顯降低膜的透氣性;但由于薄水鋁石含量的增加,使CO₂/N₂和CO₂/CH₄混合氣體的選擇性分別提高了36.5%...

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圖1聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)

由實驗測得,聚氨酯和薄水鋁石的密度分別為3.65和1.1g/cm3.對聚氨酯/薄水鋁石進行DSC表征,不同薄水鋁石含量的薄膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度如表2所示,用測微尺測量聚氨酯/薄水鋁石薄膜厚度為80～130μm.表2不同薄水鋁石粒子含量納米復(fù)合膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Table2....

圖2納米復(fù)合膜氣體滲透測量實驗裝置

圖2為測量氣體滲透性的實驗裝置,滲余側(cè)的壓力由壓力計顯示,滲透側(cè)為大氣壓.在加熱爐120℃的溫度下,將原料氣引入膜的上游[23-25].本研究采用恒壓法測量CO2、N2、O2和CH4單組分氣體的滲透性.將O2/N2、CO2/N2和CO2/CH4的混合氣體分別送到膜的上游進行氣....

圖3在120℃下反應(yīng)24h合成薄水鋁石納米級粒子的XRD圖譜

采用XRD分析了合成的薄水鋁石納米級粒子的純度和組成,見圖3.XRD圖譜中出現(xiàn)的銳峰驗證了合成納米材料的結(jié)晶性和高純度.同時,020基體中銳峰的存在也證實了在實驗溫度和時間下薄水鋁石晶體的生長.將合成的薄水鋁石的XRD圖譜各峰與文獻報道的進行比較,結(jié)果表明納米級晶體中不存在Al(....

圖4在120℃下反應(yīng)24h合成薄水鋁石納米粒子的FTIR圖譜

圖4為薄水鋁石納米級粒子的FTIR光譜.分別在1450、1599、2099和2012cm-1處觀測到不同的峰值,證實了Al-OH鍵的存在;1641cm-1處的峰說明了結(jié)構(gòu)中水分子的吸附作用;在3427cm-1處的峰表明在晶體結(jié)構(gòu)中存在OH-.合成的薄水鋁石納米級....

本文編號：3984081