新型含氟分离膜的制备与应用

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1、摘要本文在无水碳酸钾的催化下，进行亲核取代反应，合成了一系列双酚AF聚醚醚酮。通过对红外、玻璃化温度，热失重等对聚合物结构和性能进行了表征。研究了含氟基团的引入对聚醚醚酮的溶解性、玻璃化温度及热稳定性等的影响，并对聚合物溶解后所成的膜进行了拉伸强度、吸水率以及与水的表面接触角的测定。结果表明，随着单体配比中双酚AF用量的增加，聚合物的成膜性和溶解性变好；粘度下降。实验中，随着氟含量的增加，聚合物的亲水性能减弱，这是氟具有强憎水性的缘故。聚醚醚酮溶解性较差、加工困难，限制了其应用，为此我们对聚醚醚酮进行了磺化改性研究，磺

2、化改性后的聚醚醚酮不仅保持了原有优异的拉伸强度性能、耐热性，还提高了聚合物的吸水性和离子交换容量。对比磺化改性前后聚合物性能试验中，我们发现磺酸根基团的引入，聚合物膜表面的吸水性能明显提高。由于磺酸根基团具有较强亲水性能，他的引入，提高了高聚物的亲水性能，这对于膜分离技术的应用有重要意义。磺酸根基团由于具有较强极性，它的引入会一定程度上减弱聚合物的拉伸强度，但是既便如此，磺化改性后的双酚AF型聚醚醚酮最低的抗拉伸强度仍然能够达到40Mpa以上，具有很好的机械强度。这些性能使得含氟型磺化聚醚醚酮在燃料电池和膜分离方面有广

3、阔的应用前景。磺化度DS表示磺酸根基团的含量，它的数值能够显著影响磺化聚醚醚酮的性能，我们研究了DS对聚合物溶解性、膜拉伸强度、吸水率的影响，可以看出，磺化度数值越大，聚合物溶解性能越好，这主要是因为磺酸根基团是极性基团，它的引入极大增强了聚合物的溶解性能：聚合物磺化度越高，亲水性能越强，这是由于磺酸根基团是亲水性基团，随着磺化度的增大，被引入的磺酸根基团不断增加，其亲水性能也相应增强，随着聚合物磺化度的升高，其抗拉伸强度略有降低，这可能是由于磺酸根基团的强极性和空间位阻效应的影响，在一定程度上影响了聚合物的机械性能。

4、由于磺化度DS数值对磺化后的聚醚醚酮性能有较大影响，所以我们研究了反应条件对磺化度DS的影响。合适的反应条件是采用浓硫酸为磺化剂，在20℃下反应72h。对双酚AF型聚醚醚酮／磺化聚醚醚酮，双酚A型聚醚醚酮／磺化聚醚醚酮聚合物膜进行超滤膜分离技术的探索，对比了水通量、耐污染性能等指标，发现相对于其余III三种聚合物膜材料，含氟型磺化聚醚醚酮具有更好性能，具有广阔的应用前景。关键词：双酚AF；聚醚醚酮；磺化聚醚醚酮；膜分离IVABSTRCTAseriesofnovelPoly(etheretherketone)sconta

5、iningfluoridewerepreparedbynucleophilicreaction．TheeopolymershavebeencharacterizedbyFT-IR，DSC，TG／DTA，ect．Theeffectsonsolubition，glasstemperaturewerestudiedbytheintroductionoffluoro-containinggroup．Themembranewasformedbythesolvedpolymer,anditspropertiessuchaStens

6、ilestrength，waterabsorptionandtheangleofwatercontactingwerestudied．Theresultsshowedthatbycomparing、析ththebisphenol-A’Poly(etheretherketone)s，、Ⅳiththeincreaseofbisphenol—AFamount，film-formingabilityandsolubilityaregeRingbetter；but、Ⅳiththeincreaseofbisphenol-AFamo

7、unt，viscosityaredecrease．Wefound诹ththeF’contentincreased，themembrane’Shydrophilicpropertiesgodownandtensilestrengthisincrease，thereasonisFhavestronghydrophobicproperties．It’SlimittheapplicationofPEEKbecausethePoly(etheretherketone)shavebadperformanceonsolubility

8、andprocessing，SOwesulfonatedmodifiedthePEEK．SPEEKnotonlymaintaintheperformanceonthermalpropertiesandtensilestrength，butalsoincreasethehydrophilicpropertiesandIEC．Cont