磺化侧苯基杂环聚芳醚的合成与水蒸气渗透性-高分子化学与物理专业论文.docxVIP

大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文题目：磋丝塑I茎基垒砀。整盔真迄酷盛：垒蠡董金蕴崖，丝． 作者签名： 王盗 日期： 竺丝年—L月上L日 万方数据 大连理工大学硕士学位论文摘 大连理工大学硕士学位论文 摘 要 气体膜分离技术具有清洁、高效、节能等优势，被迅速应用于各行各业中。随着除 湿需求的增长，人们开始研究将气体分离膜应用于除湿技术中。作为分离膜的核心，膜 材料的研发一直广受研究者的重视。高分子材料是膜材料中重要的组成部分之一，具有 较高的选择性，受到人们的青睐。其中聚芳醚材料具有优良的综合性能，是目前研究较 多的应用于气体分离膜的材料之一，但是由于其本身的亲水性能不佳，而除湿膜要求膜 材料具备较好的亲水性。因此，人们通常利用改性的方法改善聚芳醚材料的亲水性能并 将之应用于除湿膜。 本论文合成了含侧苯基的杂环聚芳醚砜(PPES．Ps)及含侧苯基的杂环聚芳醚酮 (PPEK．Ps)：以4一(4．羟基苯基)．2，3．二氮杂萘．1一酮(DHPZ)、4,4’．二氟二苯酮、4,4’． 二氯二苯砜及4．(3．苯基．4一羟基苯基)．2，3．二氮杂萘一1．酮(DHPZ．P)单体为原料，调节 DHPZ与DHPZ．P的比例，通过溶液缩聚反应，合成了PPES—Ps及PPEK-Ps。通过红外 及核磁测试的谱图分析，证明所合成聚合物的结构与预期的相同。 用98％浓度的浓硫酸作溶剂及磺化剂，对聚合物进行磺化改性，制备含侧苯基磺化 杂环聚醚砜(SPPES．Ps)和含侧苯基磺化杂环聚醚酮(SPPEK．Ps)。以NMP为溶剂， 通过溶液浇铸法制备SPPES．Ps及SPPEK—Ps膜。对SPPES．Ps及SPPEK．Ps的特性粘数、 离子交换容量(IEC)、溶解性、膜材料的溶胀率及吸水率、接触角、水蒸气渗透速率 (WVP)进行测试。结果表明：聚合物具备较高的分子量和较好的热力学稳定性；膜的 溶胀率、吸水率随IEC值的增大而增加；SPPES．Ps及SPPEK．Ps膜均具有较好的亲水性； 均质膜SPPES．Ps及SPPEK-Ps的水蒸气渗透速率的值均随着IEC及温度的升高而增大。 实验发现，WVP和温度的关系符合Arrhenius方程，表明膜材料的水蒸气渗透速率存在 温度依赖性。 对比IEC值相近的SPPES-Ps及SPPEK．Ps膜的性能，并将SPPES．Ps及SPPEK．Ps 膜材料与不含侧苯基的磺化杂萘联苯聚醚酮(SPPEK)膜材料进行对比。结果表明，在 极性非质子溶剂中，相比于SPPEK．Ps，SPPES．Ps具有更佳的溶解性；而在相同的时间 内SPPES．Ps膜的动态接触角的值略低于SPPEK．Ps膜，表现出较好的亲水性，SPPEK 膜的接触角最大，亲水性低于磺化含侧苯基的聚芳醚聚合物膜材料；SPPES．Ps膜的水 蒸气渗透速率的值略高于SPPEK．Ps膜。相比于SPPEK膜，SPPEK-Ps膜表现出更好的 亲水性及水蒸气渗透性。 关键词：磺化；聚芳醚；二氮杂萘酮：膜材料；水蒸气渗透性 万方数据 磺化侧苯基杂环聚芳醚的合成与水蒸气渗透性Synthesis 磺化侧苯基杂环聚芳醚的合成与水蒸气渗透性 Synthesis and Water Vapor Permeability of Sulfonated Heterocyclic Poly (aryl ether)s Containing Pendant Phenyl Groups Abstract Gas membrane separation technology is widely used in all walks of life because of its environmentally friendly，high separation efficiency and low energy consumption．And it starts to be applied in dehumidifying technology witll the growth requirements of dehumidification．As the core of membrane technology in dehumidification，the membrane mater