聚丙烯腈%2f聚丙烯酸甲酯嵌段共聚物膜渗透汽化性能的研究.pdfVIP

JOl聚丙烯腈／聚丙烯酸甲酯嵌段共聚物膜渗透汽化性能研究 安全福1事钱锦文1宣理静1 张林1 陈欢林1高从增2 (1，浙江大学材料与化工学院， 杭州310027 Oianiw@zju．,edu．cn) (2，国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，杭州310012) 摘要：本文从嵌段共聚物膜中MA含量、料液中苯含量、操作温度及铸膜溶剂中甲苯的含量四 个方面考察了P(AN-b-MA)嵌段共聚物膜分离苯和环已烷混合物的渗透气化性能。 关键词：聚丙烯腈／聚丙烯酸甲酯嵌段共聚物，渗透汽化，苯，环己烷 1前言 渗透汽化膜在分离化学性质和物理相似的共沸、近沸化合物的混合物：同分异构体、手性 化合物的混合物：热敏性(受热不稳定)化合物的混合物等领域显示了其独特的优势。渗透汽 化膜分离过程有望替代，至少部分替代传统化工中高能耗、高污染的蒸馏过程。随着节约能源 和环境保护方面的要求，渗透汽化膜正处在高速的发展阶段f11。 苯，环己烷的混合物是芳烃／烷烃混合物中最典型代表体系，环己烷总量的80--85％是由苯加 氢制各，产物中未反应的苯为主要杂质。对于该混合体系通常采用恒沸精馏和萃取精馏的方法 去除，但过程比较复杂且能耗大。为了获得分离苯／环己烷高性能的渗透汽化膜，早期Cabasso幢1 等人把醋酸纤维素与聚苯乙烯二乙基膦酸酯及聚苯醚氢醌二甲基膦酸酯制各共混膜；上世纪90 年代，美国EXXON公司开发了用于芳烃／烷烃分离的一系列渗透汽化膜，如聚芳酯、饱和聚酯、 卤代聚氨酯、脂肪族不饱和聚酯、聚芳基脂肪酯等硌’：Masakazu 141等在PE和尼龙．6惰性多孔 膜上接枝丙烯酸酯类聚合物。而我国开展芳烃／烷烃混合物渗透汽化分离膜是从本世纪开始的， 高从增【5】等利于促进传递机理，研究了PVA固载Ag+离子渗透汽化膜分离苯，环己烷的性能；钱 锦文16】等制备了通用高分子共混膜来分离苯／环己烷混合体系。 本文利用通过聚合技术(RAFT)制备聚丙烯腈和聚丙烯酸甲酯的嵌段共聚物膜，考察了该嵌 段共聚物膜对苯仞：己烷混合物的溶胀行为及其渗透汽化性能。 2实验部分 箱中自然挥发48小时，在80(2下，真空干燥至膜的重量不在减轻(溶剂完全挥发)为止。 3结果与讨论 ． 3．1嵌段共聚物膜的溶胀行为 图l为嵌段共聚物膜在苯中的溶胀度随时间的变化规律。膜在苯中的溶胀度随溶胀时间的 延长而增加，当膜中MA含量达为55(m01)％时，膜的最大溶胀度可达121(wt)％。 ofMA 1 behaviorofmembranes 2 Effect contentinmembranes FigureSwelling Figure inbenzenewithtimeat30℃． on flux(J)andseparatorfactor(a) 3．2MA在嵌段共聚物中的含量对渗透汽化性能的影响 在30C下，进料液中苯含量为10％条件下，不同MA含量的嵌段共聚物膜苯通量和分离 因子见图2。从图2可以看出，膜的分离因子随着膜中MA含量的增加而降低。苯通量变化的 669／m2h，增加了3．7倍。 3Effectof in 4Effectof on benzenecontent Figure Figure permeate operationtemperature on andflux flux(J)andseparatorfactor(a)． 3．3进料液中苯含量对渗透汽化性能的影响 化性能的影响。在30(2操作条件下，进料液中苯的含量从10％增加到70％。从图3可以看出， 随着进料液中苯含量的增加，分离因子降低通量升高。膜的分离因子从4