耐溶剂聚酰亚胺的分子设计与复合膜的制备和性能表征.pdf

目 录 1 绪论 1 1.1 有机溶剂的危害 1 1.2 有机溶剂废水的传统处理方法 2 1.2.1 精馏法 2 1.2.2 吸附法 2 1.2.3 萃取法 2 1.2.4 膜分离法 2 1.3 渗透汽化技术 3 1.3.1 渗透汽化原理 3 1.3.2 渗透汽化技术的进展 4 1.3.3 渗透汽化在有机溶剂分离中的应用 5 1.4 耐溶剂高分子膜 5 1.4.1 耐溶剂高分子膜材料 5 1.4.2 耐溶剂聚酰亚胺膜的研究进展 6 1.5 耐溶剂膜的高分子设计 7 1.5.1 高分子聚合物溶解原理 7 1.5.2 聚酰亚胺在有机溶剂中溶解性影响因素 7 1.5.3 聚酰亚胺耐溶剂性能的判断依据 9 1.6 分子模拟在分子设计中的应用 10 1.7 本课题的背景、研究目标及意义 11 2 分子模拟法筛选聚酰亚胺类膜材料 13 2.1 高分子材料溶解性与溶解度参数δ 的关系 13 2.2 溶解度参数δ 的获取方法 13 2.2.1 实验法 13 VI 2.2.2 基团贡献法 14 2.2.3 分子模拟法 14 2.3 分子模拟法预测二元聚酰亚胺的溶解性 15 2.3.1 系综的确定 15 2.3.2 控温方法的确定 15 2.3.3 分子力场及非键(non-bond)作用势能项参数的选取 16 2.3.4 力场、分子间作用力以及求和方法的确定 17 2.3.4 重复单元数以及链根数对计算结果影响 22 2.3.5 链根数对计算结果的影响 23 2.3.6 模拟结果可靠性讨论 24 2.3.7 不同单体制备的聚酰亚胺溶解度参数模拟 24 2.4 单体比例对三元聚酰亚胺材料溶度参数的影响 27 2.5 小结 29 3 聚酰亚胺均质膜的制备以及性能测试 30 3.1 实验试剂和仪器 30 3.1.1 实验试剂 30 3.1.2 实验仪器 30 3.2 聚酰亚胺均质膜的制备 30 3.2.1 聚酰胺酸的合成 30 3.2.2 聚酰亚胺均质膜的制备 31 3.2.3 聚酰亚胺均质膜的表征 31 3.2.4 结果与讨论 32 3.2.5 小结 33 4 聚酰亚胺片式复合膜的制备以及性能测试 34 4.1 -Al O 片式复合膜的制备 34 2 3 4.2 聚酰亚胺/氧化铝复合膜微观形貌 34 VII 4.3 渗透汽化分离性能 34 4.4 涂膜层数对分离性能的影响 35 4.5 料液温度对膜分离性能的影响 36 4.6 料液浓度对分离性能的影响 36 4.7 小结 37 5 聚酰亚胺管式复合膜的制备以及性能测试 38 5.1 管式膜的制备 38 5.2 料液温度对管式膜分离性能的影响