CA/EVA共混物和部分水解聚醋酸乙烯酯的制备及其膜对有机混合物的渗透汽化性能

论文摘要

渗透汽化膜用于分离有机/有机混合体系具有重要的节能和环保意义。本文制备了两种材料的渗透汽化膜分别用于分离两类典型有机/有机混合体系。即,醋酸纤维素/乙烯-醋酸乙烯共聚物(（CA/EVA）共混膜用于脱除甲基特丁基醚/甲醇（MTBE/MeOH）混合物中少量甲醇和部分水解聚醋酸乙烯酯膜分离等体积比的苯/环己烷混合物。并探索了两种膜材料的稀溶液性质与其膜的渗透汽化性能的关系。 采用混合溶剂和分步溶解的方法获得了CA/EVA32/DIO/Solv-2的均一溶液及其溶解组成图。考察了第二溶剂（Solv-2）,性质对CA/EVA32共混物相容性的影响,并从EVA32在选择性溶剂中分别呈现不同构象的观点出发,解释了共混物相容性的差异。进而,由不同铸膜混合溶剂（DIO/DCE和DIO/CYH）制备了CA/EVA32共混膜,并用于分离甲醇/MTBE混合物。结果表明:CA/EVA在DIO/CF和DIO/DCE两种混合溶剂中是相容的,而在DIO/CYH混合溶剂中则是不相容的;与CA均一膜相比,CA/EVA32混合膜的JMeOH显著提高,而且由混合溶剂DIO/DCE制得的共混膜获得的JMeOH明显高于由混合溶剂DIO/CYH共混膜的JMeOH,这可能是EVA32在共混物膜中的构象变化所致。 聚醋酸乙烯酯（PVAc）经醇解反应制备了不同水解度PHPVAc试样,并进行了红外、GPC和 DSC 表征及水解度、溶液特性粘数及其膜的接触角测定。考察PHPVAc水解度,分离条件（操作温度、料液组成）,铸膜溶剂组成对 PHPVAc 膜分离BEN/CYH有机混合物分离性能的影响。发现,由混合溶剂DIO/H2O制备PHPVAc渗透汽化膜,其优先透过的苯通量(JBEN)与其膜在稀溶液Huggins常数KH成正相关;PHPVAc链呈最舒展的状态,即其膜在选择性混合溶剂中的[η]为最大时,其相应膜的分离因子α也最大。表明,好的成膜溶剂所得膜的分离性能较好。同时,还发现PHPVAc链中酯基缔合时其膜的α值比羟基缔合时的膜的α值高。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 渗透汽化概述
• 1.1.1 渗透汽化原理
• 1.1.2 渗透汽化膜的传质机理
• 1.1.3 渗透汽化膜的应用
• 1.2 甲醇／MTBE混合体系的渗透汽化分离膜
• 1.3 苯／环己烷混合体系的渗透汽化分离膜
• 1.4 渗透汽化膜的改性
• 1.4.1 共混膜
• 1.4.2 复合膜
• 1.4.3 微相分离膜
• 1.4.4 铸膜溶剂
• 1.5 课题的提出
• 1.6 本文研究内容
• 第二章 CA／EVA共混体系的稀溶液性质及其共混膜分离MeOH／MTBE的渗透汽化性能
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.3 结果与讨论
• 32溶解方式的探讨'>2.3.1 CA／EVA₃₂溶解方式的探讨
• 32／DIO／Solv₂四元体系稀溶液的粘性行为'>2.3.2 CA／EVA₃₂／DIO／Solv₂四元体系稀溶液的粘性行为
• 32共混膜的渗透汽化性能'>2.3.3 CA／EVA₃₂共混膜的渗透汽化性能
• 2.4 小结
• 第三章 部分水解聚醋酸乙烯酯的制备、表征及其膜在分离苯／环己烷中的渗透汽化特性
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.3 水解产物PHPVAc的表征
• 3.3.1 PHPVAc的红外表征
• 3.3.2 PHPVAc玻璃化温度Tg的表征
• 3.3.3 PHPVAc的接触角表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 PHPVAc的制备
• 3.4.2 两种计算水解度方法的比较
• 3.4.3 水解物的溶胀性能
• 3.4.4 PHPVAc膜渗透汽化性能
• 3.4.4.1 PHPVAc的水解度
• 3.4.4.2 测试条件
• 3.5 小结
• 第四章 PHPVAc膜的稀溶液性质及其膜的渗透汽化性能
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 铸膜溶剂组成与膜的渗透汽化性能
• 4.3.2 PHPVAc稀溶液性质
• H'>4.3.2.1 特性粘数[η]和Huggins常数k_H
• a'>4.3.2.2 溶液活化能E_a
• 4.3.3 PHPVAc膜渗透汽化性能与PHPVAc稀溶液结构参数
• Ben与Huggins常数K_H'>4.3.3.1 苯通量J_Ben与Huggins常数K_H
• 4.3.3.2 PHPVAc膜的分离因子α与特性粘数[η]
• 4.3.3.3 PHPVAc膜分离性能与其在含苯铸膜溶剂的[η]
• 4.4 小结
• 全文结论
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢