热交联的离子簇型阴离子交换膜的制备与性能

通过聚芳醚砜的改性和功能化,制备了一系列不同交联程度的离子簇型阴离子交换膜(cQPSF-bisQAxTAPy),通过¹H NMR和FT-IR确定了聚合物的结构.结果表明：cQPSF-bisQAx-TAPy具有较好的成膜性和明显的微相分离结构,其凝胶分数在50.8%～68.5%范围,离子交换容量(IEC)值可达到2.07～2.35 mmol·g^-1.在80℃下,吸水率(WU)、溶胀率(SR)和离子传导率(σ)分别为83.0%～192.6%、20.3%～58.8%和112.7～173.7 mS·cm^-1.cQPSF-bisQAxTAPy的初始分解温度约为180℃,拉伸强度为9.79～20.11 MPa,断裂伸长率为11.1%～20.3%,在60℃的1 mol·L^-1NaOH溶液中浸泡7 d后,σ可以保持初始的90.3%～93.2%.cQPSF-bisQAx-TAPy具有较高的离子传导率的同时,还表现出良好的尺寸稳定性、碱性稳定性、机械性能和热性能.     

季铵阳离子纤维素醚的合成

以碱性棉短绒纤维素为原料、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,合成了季铵盐阳离子纤维素醚,对NaOH与醚化剂的摩尔比、醚化反应温度、时间等因素对合成产物的影响进行了分析,并采用红外光谱对产物的结构进行了鉴定.实验发现:在25℃下,经30%的NaOH溶液处理1 h的纤维素保水值高,反应性能良好;在异丙醇稀释剂中,NaOH和醚化剂的摩尔比为1.2、醚化反应温度为45℃、反应时间为3 h时,醚化产物的取代度达1.15.分别用甲醇、乙醇、异丙醇和丙酮作醚化反应稀释剂,发现产物性能随有机稀释剂的溶度参数——氢键分量的减小而提高,其中以丙酮作为稀释剂制备出的产物取代度为1.19,透光率为98.1%,性能最优异.红外光谱分析证实棉短绒纤维素实现了阳离子化.     

纤维素基水凝胶的制备及其溶胀性能研究

以玉米秸秆中提取的纤维素为原料,通过接枝共聚与丙烯酸作用制备改性水凝胶,并探讨温度、盐溶液及pH值对其溶胀性能的影响.实验结果表明,不同的反应物配比制备的水凝胶显现出不同的溶胀性能.升高温度水凝胶的溶胀率下降;二价阳离子比一价阳离子使水凝胶网络结构收缩明显,溶胀性能变得更差;pH值在5～9之间,由于系统的缓冲作用使水凝胶的溶胀性能保持相对稳定.     

季铵盐胶束的制备及其抗菌性能研究

为了研究季铵盐胶束是以胶束的形式抗菌还是以胶束解体后的单体形式与细胞膜结合达到抗菌效果,制备了一种季铵盐表面活性剂,该表面活性剂可以自组装成非交联胶束,还可以通过含有酯键的交联剂获得表面交联胶束.交联胶束在脂肪酶的作用下能解交联形成解交联胶束.利用核磁共振氢谱和动态光散射对合成的表面活性剂进行了分析,通过最低抑菌浓度和透射电子显微镜探讨了胶束的抗菌性能.     

具有爪形季铵化侧链的聚苯醚的合成

为了探索制备高性能碱性阴离子交换膜的新途径,以商业化的3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯、3-二甲基氨基-1-丙醇和3-溴丙炔为初始原料,通过光延反应、还原反应、威廉姆逊醚合成法和季铵化反应等反应,合成了一种含有3个季铵盐基团的新侧链前体(MBTTA);通过点击化学将MBTTA接枝到叠氮化聚苯醚上,制得一类具有爪形季铵化侧链的聚苯醚(TQPPO-x-I);通过FT-IR、¹H NMR对MBTTA、TQPPO-x-I进行结构表征。热重分析表明TQPPO-x-I具有良好的热稳定性;透射电镜分析表明TQPPO-x-OH膜具有明显的微相分离结构;电导率测试表明,TQPPO-20-OH膜在30、80℃时的离子传导率分别为43.0、85.5 mS/cm。     

水性聚氨酯的制备及其交联膜的性能研究

采用ＮａＨＳＯ３封端法制备了一系列的水性聚氨基甲酰磺酸钠（ＰＣＳ）,讨论了作为溶剂的水、乙酸乙酯、乙醇的用量对封端率的影响,结果表明３种溶剂的用量均有一最佳值,膜的吸水、吸乙醇及动力学实验表明经多乙烯多胺交联的ＰＣＳ膜具有良好的耐水、耐乙醇性能及力学性能。     

PVA/TEOS/GA杂化膜的制备及溶胀吸附性能

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了PVA/TEOS/GA有机/无机杂化膜,比较杂化膜在3种不同温度下在乙醇/水全浓度范围的溶胀性能,分析无机相和交联剂对PVA膜溶胀性能的影响.比较不同溶胶-凝胶反应条件及不同热处理条件对膜溶胀度和溶解选择性的影响.用FTIR和XRD对杂化膜结构进行分析表征.结果表明PVA与无机相(TEOS)发生溶胶-凝胶反应生成氢键和共价键Si-O-Si,形成交联有机聚合物/无机杂化体系,使杂化膜的结晶度减少,控制了膜的溶胀,提高膜的溶解选择性能,但膜的溶胀减少会使通量有所下降.加入GA后,使PVA杂化膜溶胀度和溶解选择性都有所提高,表明PVA杂化有利于控制膜在乙醇/水溶液中的溶胀,从而提高膜的分离性能.     

含二季铵化侧链的聚苯醚的合成及性能研究

作为碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,碱性阴离子交换膜起到分隔阴阳两极和传导氢氧根离子的作用.为了探索侧链型碱性阴离子交换膜材料的合成新途径,以商业化的3,5-二羟基苯甲醇、N,N-二甲氨基氯丙烷盐酸盐和3-溴丙炔为原料,通过威廉姆逊醚合成法和季铵化反应,合成了一种新的二季铵化侧链前体,然后通过点击化学将侧链前体...     

两亲水溶性季铵化阳离子聚电解质的合成研究

以偶氮二异丁腈为引发剂１，４二氧六环为溶剂，合成了聚；以Ｐ「Ａｍ－Ｓｔ」为前聚体，合成了两种季铵化阳离子聚电解质－聚     

燃料电池用季铵化聚乙烯醇与羟基磷灰石阴离子膜

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)和羟基磷灰石(HA)为原料制备了燃料电池用阴离子复合膜,对膜材料分别进行了红外光谱(FT-IR)结构表征和热失重(TGA)分析.结果显示,HA的引入将复合膜的热分解温度提高了约30℃.对不同HA掺杂量的一系列阴离子复合膜的物理化学性能指标的测试表明,HA的掺杂改善了复合膜的溶胀率和断裂拉伸强度,减缓了升温条件下因水蒸发导致的膜电导率的下降;但复合膜的离子交换量有所降低.当HA的掺杂量(质量分数)由0增加到75.0%时,相应复合膜的体积溶胀率由105.5%降低为55.5%;拉伸强度由47.9 MPa提高到69.5 MPa;离子交换量则由0.72 mmol/g降低为0....     

聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络的制备及溶胀动力学研究

 以过硫酸铵(APS)为引发剂、N,N′-二甲基双丙烯酰胺(MBA)、四甲基乙二胺(TEMED)为催化剂,在室温下通过水溶液自由基聚合,制备了聚丙烯酰胺/甲基纤维素半互穿网络(PAM/MC semi-IPN)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)对凝胶结构进行了表征,考察了MC含量和温度对凝胶外观、平衡溶胀和溶胀动力学的影响。从FT-IR图谱可看出,随MC含量增加,PAM酰胺Ⅰ带的吸收峰从1632cm^-1移到1650cm^-1,表明PAM与MC发生了明显的氢键相互作用。随MC含量增加,凝胶颜色从透明到乳白色逐渐加深。随温度升高,各组分凝胶的平衡溶胀比都增大。随MC含量的增加,相同温度下,凝胶的平衡溶胀比下降。另外,半互穿网络凝胶的尺寸随温度升高没有明显变化,说明MC在高温下的相转变并未造成半互穿网络的体积相变。凝胶的溶胀动力学显示,凝胶在100min前均快速溶胀,在200min以后溶胀速度变缓,最终趋于平衡。扩散指数(n)和溶胀速率(k)的数据表明,温度对扩散机理有很大影响,并且MC含量低于1.0%时凝胶组成对扩散机理影响不大。通过线性拟合的R²可知,各组分凝胶在各温度下均较好的符合二级动力学方程,并且MC含量低于1.0%时对凝胶的初始溶胀速率影响不大。     

壳聚糖/二醋酸纤维素酯复合薄膜的制备

以香烟嘴棒制备过程废弃的二醋酸纤维素酯丝束和壳聚糖丝束为原料,制备了具有良好稳定性、环境友好、易降解的复合薄膜.探讨了溶解方法、溶剂浓度、干燥条件等对成膜质量的影响.对复合薄膜拉伸强度、断裂伸长率、吸水性进行了表征.结果表明：共混液配制以壳聚糖和二醋酸纤维素酯交替溶入醋酸溶液,并辅以超声混合助溶为佳;共混液流延成膜,用...     

用于乙腈废液脱水渗透汽化膜的溶胀实验研究

采用KOCH复合膜对乙腈废液进行溶胀实验研究,考察了不同乙腈浓度的浸泡液对复合膜溶胀性能的影响,发现该复合膜对水优先吸附溶解,为亲水性优先透水膜。同时在料液浓度为84%左右时,复合膜的总溶胀度达到最大值1.8,此膜片适用于乙腈废液体系的脱水分离。     

Structure and Property of Silk Fibroin ／ Cellulose Blend Film

Silk fibroin/cellulose blend films were prepared using Nmethylmorpholine-N-oxide (NMMO) as solvent. The effects of different proportions and solid contents on properties of blend films were discussed. The mechanical properties showed that the blend films had preferable moisture permeability and a high strength. The structures of the blend films were investigated by infrared spectrum and X-ray diffraction. The results indicated the occurrence of hydrogen bonds between hydroxyl groups of cellulose and amido groups of fibroin.     

透氧纤维素膜的制备及其性能研究

以NMMO(N–甲基吗啉–N–氧化物)工艺为基础,在纤维素溶液中加入CaCO3并在成膜后酸洗去除,制备具有适当透气度的纤维素膜.通过控制CaCO3的粒径和添加量,探讨纤维素膜透氧性能和拉伸性能的变化.结果表明:随着CaCO3的加入,纤维素膜的透氧系数增大,拉伸强度、断裂伸长率和透明度总体呈下降趋势.CaCO3添加量一定时,CaCO3粒径越大,透氧系数越大,拉伸强度和透明度越小.     

纤维素的溶解及其成膜研究进展

纤维素膜亲水性高、渗透性好、耐污性强,是膜科学研究的热点。纤维素膜制膜的过程包括溶解和成膜。从水性溶剂体系和非水性溶剂体系两个方面阐述了近年来纤维素溶剂体系的研究现状,进而概述了制备条件对纤维素平板膜和中空膜的的影响,最后指出了纤维素膜的发展趋势。     

棉纤维膜上高碘酸钠法固定化脂肪酶

研究了棉纤维膜上高碘酸钠法固定化脂肪酶的工艺条件,并考察了固定化脂肪酶的温度、酸度以及间歇操作稳定性。通过实验给出了固定化酶的最佳条件：NaIO4浓度为0．2mol/L,交联时间24h,pH值为9左右,酶的质量浓度6．0g/L,固定化酶最在活力7．38U/cm^2。该固定化酶最适应的温度为35℃,pH＝8．0,t1/2=168h。     

液晶纤维素及其衍生物材料的结构与性能

基于国内外最新研究文献，系统论述了液晶纤维素及其衍生物薄膜、纤维、功能分离膜、交联凝胶等材料的成型、结构与性能。指出这类液晶聚合物具有胆甾相或向列相液晶态。与各向同性态的同种材料相比，各向异性态的液晶纤维素及其衍生物材料具有更优异性能。双轴取向液晶三乙酸纤维素薄膜的拉伸强度和弹性模量分别可310MPa和6．3GPa；由液晶态干湿法纺丝所获得的高分子量纤维素纤维的抗张强度和弹性模量分别可高达2．2GPa和65GPa。液晶纤维素及其衍生物分离膜也表现出高得多的气体选择透过性能。其液晶交联凝胶中，凝胶所占质量分数高达98％，以及具有显著不同于各向同性态凝胶的液胀行为。液晶纤维素及其衍生物可望作为生产高级包装膜、功能纤维、气体分离膜、各向异性功能凝胶等的重要材料。     

制备条件对聚蔗糖微球粒径及溶胀度的影响

为了研究聚蔗糖微球的制备工艺及其溶胀性能,以聚蔗糖Ficoll-400为原料,环氧氯丙烷为交联剂,利用反相悬浮聚合法制备聚蔗糖微球,考察聚蔗糖水溶液浓度、交联剂用量、表面活性剂用量、反应温度和反应时间等制备条件对聚蔗糖微球粒径和溶胀度的影响。结果显示:聚蔗糖水溶液浓度范围20%~25%,乳化剂浓度范围3.3%~4.9%,反应温度范围60~70℃,反应时间1.5~2h时聚蔗糖微球成球性好,粒度分布均匀;聚蔗糖微球的溶胀性能也受制备条件的影响,其溶胀度9.81~20.77,表明其具有较好的溶胀性能。     

乳胶渗透蒸发膜的制备

以苯乙烯、丙烯酸乙酯为单体进行乳液聚合,将聚合获得的乳胶直接浇铸制取乳胶渗透蒸发膜。研究了乳液聚合中各成分如：单体配比、分散介质、交联剂、乳化剂及引发剂对乳胶膜机械性能及渗透蒸发分离性能的影响,得出较为理想的配方。