為了滿足工業(yè)生產(chǎn)中的各種分離和水處理工作的需要,膜分離技術(shù)作為一種高效、綠色的分離技術(shù)在短短數(shù)十年間已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步,但是仍然存在不少缺陷。其中,膜在使用過(guò)程中膜結(jié)構(gòu)的破損及膜污染問(wèn)題尤為嚴(yán)重。因此設(shè)計(jì)同時(shí)具備較高的機(jī)械性能和抗污染性能的分離膜,以減少膜的更新替換,提高膜的使用效益是十分重要的。本論文研究了一種側(cè)基為烯丙基官能團(tuán)的聚丙烯腈無(wú)規(guī)共聚物PANMA的合成方法;進(jìn)而以二硫醇為交聯(lián)劑,在紫外輻照下利用“巰基-烯”點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)成膜并研究其性能。論文主要包括以下內(nèi)容:首先以偶氮二異丁腈為引發(fā)劑,半胱胺鹽酸鹽為鏈轉(zhuǎn)移劑,通過(guò)自由基聚合合成了丙烯腈（AN）與甲基丙烯酸烯丙酯（AMA）的無(wú)規(guī)共聚物（PANMA）。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、核磁共振儀（NMR）和凝膠滲透色譜（GPC）分析了共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及分子量等,結(jié)果表明成功制備了以烯丙基為側(cè)基結(jié)構(gòu)的無(wú)規(guī)共聚物。然后無(wú)規(guī)共聚物PANMA以二硫醇為交聯(lián)劑,在紫外輻照下交聯(lián)成膜。考察了引發(fā)劑濃度,交聯(lián)時(shí)間和光照強(qiáng)度對(duì)膜光固化的影響。結(jié)果表明膜光固化最佳條件為:5 wt.%的光引發(fā)劑,光照時(shí)間60 s,紫外燈強(qiáng)度800 W（... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PAN與水合肼的交聯(lián)反應(yīng)方程式Fig.1.1CrosslinkingreactionofPANwithhydrazinehydrate.

Birck[11]等以檸檬酸(CTR)為交聯(lián)劑制備了聚乙烯醇(PVOH)交聯(lián)膜。通過(guò)對(duì)比 PVOH/CTR 交聯(lián)膜中的羧基含量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度及機(jī)械性能研究交聯(lián)反應(yīng)參數(shù)(如反應(yīng)時(shí)間，交聯(lián)劑含量)的影響，發(fā)現(xiàn) CTR 含量分別為 10 wt.%和 40 wt.%時(shí)交聯(lián)時(shí)間需要 40 和 120 min，CTR 才能充分反應(yīng)。在交聯(lián)膜中附載上抗菌劑羥丙基-β-環(huán)糊精后，膜的物理機(jī)械性能沒(méi)有受到影響。Kavianinia[12]等以不同種類(lèi)的對(duì)稱(chēng)芳香族二酐為交聯(lián)劑，合成了殼聚糖水凝膠膜。通過(guò)紅外光譜和固態(tài)13C-NMR 證明交聯(lián)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。研究了交聯(lián)膜的熱穩(wěn)定性、抗溶劑性及親水性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)酰亞胺基的引入提高了膜的熱穩(wěn)定性。交聯(lián)膜不溶于酸和堿溶液，但可以在水中溶脹。但交聯(lián)劑的引入降低了膜的親水性。交聯(lián)膜有望應(yīng)用在載藥和生物醫(yī)用方面。Paula[13]等以木薯淀粉為原料，在 75℃下檸檬酸先和丙三醇反應(yīng)再和淀粉中的羥基反應(yīng)合成了可降解交聯(lián)膜。交聯(lián)結(jié)構(gòu)的存在使膜的水蒸氣透過(guò)性相對(duì)于未交聯(lián)時(shí)下降了 35%。微生物降解實(shí)驗(yàn)中，交聯(lián)膜在 45 天后還能保持其穩(wěn)定性，而未交聯(lián)的膜只能保持 6 天(圖 1.2)。同時(shí)研究了凝膠溫度的影響，發(fā)現(xiàn)凝膠溫度為 85℃時(shí)，膜的水蒸氣滲透性和抗溶劑性都有所降低。

可知該膜的截留分子量為 300 Da，而 NaCl 的截留率是百分之百(圖1.3)。相對(duì)于商業(yè)化膜 30-60%的 NaCl 截留率，該膜是一個(gè)重大突破，有望應(yīng)用于食物，化學(xué)和藥物等方面的提純。圖 1.3 溶液中包含 1000 ppm 的糖 and 1000 ppm 的 NaCl 在 4 bar 壓力下納濾結(jié)果Fig.1.3 Nanofiltration of solutions containing 1000 ppm sucrose and 1000 ppm NaCl at 4 bar.朱寶庫(kù)[15]等人通過(guò)戊二醛交聯(lián) HPAE 末端羥基，使其轉(zhuǎn)化為交聯(lián)膜。得到的GA-HPAE 交聯(lián)膜為均相、致密的固態(tài)膜，膜親水性較好，隨著羥醛比的增大，膜的溶脹度也增大，這是由于交聯(lián)度的增大使膜形成較完善的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)，可以容納更多的溶劑分子。另外，他們還發(fā)現(xiàn) GA-HPAE 超支化交聯(lián)膜在滲透汽化過(guò)程中有很高的滲透通量，極有可能作為一種新型的滲透汽化膜。章汝平[16]等人采用二縮三乙二醇對(duì)殼聚糖/聚乙烯醇共混膜進(jìn)行輕度交聯(lián)，交聯(lián)后的共混膜分子有序排列被影響，結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞，提高了膜的抗張強(qiáng)度，減弱了膜的吸水能力。外加交聯(lián)劑法可以通過(guò)控制交聯(lián)劑含量來(lái)控制膜的交聯(lián)程度，有效的調(diào)節(jié)膜的滲透能力、溶脹性、機(jī)械性能等，很好的應(yīng)用于載藥，滲透汽化膜等方面。但外加交聯(lián)劑法，需要加入較多的交聯(lián)劑，因此不能保證交聯(lián)劑的完全反應(yīng)，而剩余的交聯(lián)劑會(huì)影響膜的性能。且反應(yīng)條件比較復(fù)雜，常需要高溫，催化劑等。1.2.2 自交聯(lián)法自交聯(lián)法制備交聯(lián)膜，不需要添加交聯(lián)劑，膜中含有可自交聯(lián)的基團(tuán)，如同時(shí)含有羥基和羧基，或者羧基與氨基，或是雙鍵甚至是環(huán)氧結(jié)構(gòu)，所制備的膜具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性和耐溶劑性。Zhong[17]等通過(guò)簡(jiǎn)單的乳液聚合制備了磺化聚苯乙烯、苯乙烯/丙烯酸酯的納米粒子(Si-sPS/A)，在通過(guò)納米粒子中的 Si-O 鍵的斷裂與重組

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3046923