RAFT聚合制备PMMA/PDMAEMA复合膜及其CO2分离性能的研究

论文摘要

CO2等酸性气体的膜分离研究是当今世界最受重视的重大课题之一,具有重要的工业应用背景。固定化载体CO2促进传递分离膜是近几年出现的一种新型分离膜,是一个崭新的研究领域。近几年,可逆加成断裂链转移聚合技术在合成高分子材料引起许多学者的关注。以S-l-十二烷基-S′-（ ,′-二甲基-″-丙烯酸）三硫代碳酸酯（MTTCD）为链转移剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,甲基丙烯酸甲酯（MMA）为单体进行可逆加成断裂链转移自由基聚合;用得到的聚合物作为大分子RAFT自由基聚合试剂,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）为第二单体,进行扩链反应,得到嵌段共聚物PMMA- b-PDMAEMA。用红外光谱,核磁共振,凝胶渗透色谱对聚合物进行了表征。将嵌段共聚物作为膜材料制备PMMA-b-PDMAEMA/PS复合膜,并用SEM、XRD等观察其微观结构,并在不同压力,实验温度,干湿度等条件下,测试了膜CO2,N2的透过分离性能。结果表明,复合膜综合性能优越,随着压力的增加,CO2和N2的渗透通量随之增加,而CO2/N2是减小的;CO2的渗透通量随着实验温度的增加而变大;在加湿膜中的CO2的渗透通量远高于在干膜中CO2的渗透通量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 膜分离技术概念
• 1.2 气体分离膜
• 2 的膜材料'>1.3 分离C0₂的膜材料
• 1.3.1 普通高分子膜
• 1.3.2 无机膜
• 1.3.3 促进传递膜
• 1.4 RAFT 活性自由基聚合
• 1.4.1 RAFT 聚合技术的特点
• 1.4.2 常见的RAFT 试剂结构及其对聚合的影响
• 1.5 RAFT 聚合在膜材料应用中的实例
• 1.5.1 RAFT 聚合在微滤膜材料制备中的应用
• 1.5.2 RAFT 聚合在超滤膜材料制备中的应用
• 1.5.3 RAFT 聚合在其他分离膜材料制备中的应用
• 1.6 课题提出
• 1.6.1 研究背景
• 1.6.2 课题提出
• 1.6.3 本文研究内容
• 第二章 嵌段共聚物的制备
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 化学试剂
• 2.2.2 化学试剂纯化
• 2.2.3 仪器
• 2.2.4 RAFT 试剂的制备和表征
• 2.2.5 MMA 的RAFT 聚合
• 2.2.6 聚甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯嵌段共聚物的制备
• 2.2.7 测试和表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 RAFT 试剂的分析结果
• 2.3.2 MTTCD 的核磁共振氢谱表征
• 2.3.3 聚甲基丙烯酸甲酯的制备
• 2.3.4 扩链反应
• 2.4 本章小结
• 2分离固载促进传递膜'>第三章 嵌段共聚物制备C0₂分离固载促进传递膜
• 前言
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 支撑膜的选择
• 3.1.2 PS 底膜的预处理
• 3.1.3 复合膜的制备
• 3.2 实验装置与膜的性能测试方法
• 3.2.1 复合膜透气性能评价装置
• 3.2.2 测试流程说明
• 3.2.3 渗透通量的计算
• 3.2.4 选择因子的计算
• 3.3 聚合物复合膜的表征测试
• 3.3.1 红外分析
• 3.3.2 电子显微镜观察
• 3.3.3 X 射线衍射
• 3.4 复合膜的透气性能测试
• 3.4.1 压力对渗透性能的影响
• 3.4.2 实验温度对渗透性能影响以及活化能的计算
• 3.4.3 膜厚度对渗透性能的影响
• 3.4.4 干、湿态复合膜渗透性能的比较
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间所发表的论文
• 致谢