氯磺化聚乙烯/聚甲基丙烯酸扩散渗析膜的制备与性能研究

发布时间：2024-06-11 22:55

　　以氯磺化聚乙烯橡胶(CSM)为基体,采用自由基聚合的方法引入功能单体甲基丙烯酸(MAA),制备了一系列具有互穿网络结构的CSM/PMAA复合阳离子膜.对膜的含水量、耐碱性、机械稳定性及热稳定性的测试结果表明,MAA的引入提高了膜的亲水性(膜的含水量在5.38%²8.3%之间),并赋予了复合膜可交换离子基团(离子交换容量在3.57³.88mmol/g之间);制备的膜具有良好的力学性能(拉伸强度为19.3³3.4 MPa,断裂伸长率为140.7%⁵24.9%)、热稳定性(初始分解温度在260²81℃之间)以及优异的耐碱性(在65℃、2mol/L NaOH溶液中浸泡60h后质量损失率仅为0.85%².08%).将制备的膜应用于不同温度下NaOH/Na₂WO₄体系的扩散渗析过程,结果显示当硫化剂(DPTT)用量为5%时膜在55℃下的分离性能最佳,其OH-渗析系数为0.003 4m/h,分离系数为16.8.

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【部分图文】：

图１膜的ＳＥＭ图片Ｆｉｇ．１ＳＥＭｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓｏｆａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ

新三思电子万能试验机（型号ＣＭＴ６１０４）进行测试，实验条件为拉伸速率为２００ｍｍ／ｍｉｎ，原始标距为２５ｍｍ．膜的微观形貌通过扫描电镜（ＳＥＭ，日本日立公司，Ｓ－４８００）表征．ＳＥＭ测试前膜在液氮中淬断，喷金后进行断面扫描．互穿网络结构的构建通过差示扫描量热仪（Ｎｅｔｚｓｃｈ....

图３膜的溶胀度和质量损失率Ｆｉｇ．３Ｓｗｅｌｌｉｎｇｄｅｇｒｅｅａｎｄｍａｓｓｌｏｓｓｏｆ

ＡＡ上的—ＣＯＯＨ．在膜样品制备过程中ＭＡＡ用量不变，因此复合膜的离子交换容量稳定在一定的范围内．表１膜的含水量和离子交换容量Ｔａｂｌｅ１ＷＲａｎｄｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｅｍｂｒａｎｅｓ膜编号含水量／％离子交换容量／（ｍｍｏｌ·ｇ－１）Ｍ１２１．１３３．８８....

图４膜的ＴＧＡ曲线图Ｆｉｇ．４ＴＧＡｄｉａｇｒａｍｓｏｆａｓ－ｐｒｅｐａｒｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ

－ｐｒｅｐａｒｅｄｍｅｍｂｒａｎｅｓ膜的质量损失率（ω２）在０．８５％～２．０８％之间，且随着ＤＰＴＴ用量的增加呈现出下降的趋势．ＣＳＭ基体具有优异的耐碱性能［２１］，因此质量损失主要来源于ＯＨ－的进攻导致的ＰＭＡＡ分子链的降解．随着ＤＰＴＴ用量的增加，ＣＳＭ基体中交联点增加，形....

图５不同温度下ＯＨ－的渗析系数Ｆｉｇ．５ＤｉａｌｙｓｉｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆＯＨ－（ＵＯＨ）

ＰＶＡ，ＳＰＰＯ基膜相比［２４，２６］，当硫化剂ＤＰＴＴ用量为５％时，膜的综合力学性能最优．表３膜的拉伸强度和断裂伸长率Ｔａｂｌｅ３Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＴＳ）ａｎｄｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋ（Ｅｂ）ｏｆｔｈｅｍｅｍｂｒａｎｅｓ膜编号Ｍ１Ｍ２Ｍ３Ｍ４ＴＳ／ＭＰａ....

本文编号：3992835