聚苯并咪唑耐溶劑納濾膜的制備及性能研究.pdf

1、耐溶劑納濾（SRNF）膜過程具有綠色、高效、能耗低且操作簡單等特點，在紡織印染、石油化工等領域具有良好的應用前景。開發(fā)高性能、低成本的聚合物SRNF膜成為當前膜分離領域研究的熱點。作為高檔的工程熱塑性塑料之一，聚苯并咪唑(PBI)具有優(yōu)異的機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性。為了提高納濾分離膜材料在溶劑體系特別是強極性溶劑體系中的穩(wěn)定性，本論文通過分子設計、研究開發(fā)PBI類高性能耐溶劑納濾膜材料。通過研究PBI耐溶劑分離膜的成膜過程、交聯(lián)

2、機理、微觀結構等因素，闡明其構效關系，并確立高性能耐溶劑納濾膜的結構、組成與制備方法。本論文取得主要工作如下:
　　(1)通過分子設計，制備具有醚鍵的PBI膜材料，通過核磁共振和紅外光譜等表征手段確定了PBI的化學結構，所制備的PBI具有較好的溶解性。
　　(2)利用浸沒相轉(zhuǎn)化法制備PBI耐溶劑納濾膜，通過改變聚合物濃度和易揮發(fā)性共溶劑揮發(fā)時間對PBI納濾膜進行結構調(diào)控，并研究其形貌與膜SRNF性能之間的關系。實驗結果表明:

3、隨著鑄膜液中PBI含量的增加，膜的支撐層中大空穴減少、皮層更致密。膜的選擇性隨之提高，通量下降。
　　另外，通過控制共溶劑的揮發(fā)時間也可以實現(xiàn)PBI納濾膜的形貌調(diào)控。隨著揮發(fā)性溶劑揮發(fā)時間的增加，膜皮層結構厚度增大。膜的選擇性隨之提高，通量下降。制備的PBI耐溶劑納濾膜在基于醇溶劑條件下對正電荷的亞甲基藍(MW=374)的截留率能保持在95％以上，表現(xiàn)出較高的選擇性。
　　(3)為了迸一步提高PBI納濾膜在溶劑中的穩(wěn)定性，利