聚氨酯汽化膜擴鏈劑
采用HTPB基PU膜從水中脫除酚類物質(zhì),研究通過調(diào)節(jié)二異氰酸根基團(NCO)與HTPB的羥基—OH以及聚氨酯汽化膜擴鏈劑二胺的胺基—NH2的比例,聚氨酯汽化膜擴鏈劑使PU得到適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)。
與聚乙烯醇(PVA)等傳統(tǒng)滲透汽化膜材料相比,PU滲透汽化膜開發(fā)時間較短,而且從結(jié)構(gòu)上看,其極性小于PVA,并不適合作為脫水膜材料使用,因此多數(shù)PU膜用于從水溶液中回收少量有機物(酚類、酯類和醇類等)。
已有研究表明,PU膜中軟段區(qū)域為膜分離過程中小分子的可滲透區(qū)域,因此疏水性和柔順性都很好的端羥基聚丁二烯(HTPB)成為應(yīng)用最為廣泛的軟段材料。
結(jié)果發(fā)現(xiàn),交聯(lián)膜對水中的苯酚(質(zhì)量含量3%)有很高的選擇性,在60 ℃時分離因子可以達到1000以上,但是通量較低,60 ℃時最大通量不超10 g/(m2·h)。其中交聯(lián)密度最高的PU膜對苯酚的選擇性最大。
值得注意的是,隨進料溫度上升,膜的選擇性和滲透性均增加,交聯(lián)度最大的膜PUUSD50(—NCO/—OH/—NH2摩爾比為2/1/0.5)隨著進料溫度從30 ℃提高到60 ℃,分離因子上升幅度相當(dāng)大,從87.4增加到1200左右,另一種交聯(lián)度稍低的膜PUUSD20(—NCO/—OH/—NH2摩爾比為2/1/0.2)的分離因子,也隨溫度的提高有相當(dāng)大的增加。但該研究并沒有制備其它交聯(lián)度的膜作以對比,也未對此作更深入的分析。
Huang等在制備HTPB-PU時, 同樣采用調(diào)節(jié)NCO/OH 比例的方法調(diào)節(jié)交聯(lián)度和軟硬段的含量,但與上述聚氨酯汽化膜擴鏈劑不同的是,其采用二醇作聚氨酯汽化膜擴鏈劑。
研究發(fā)現(xiàn)隨NCO/OH比例提高,膜的熱穩(wěn)定性、機械強度、接觸角都增加;將得到的膜用于乙醇-水和異丙醇-水的分離時,發(fā)現(xiàn)膜是親水性的,隨NCO/OH比例增加,分離因子增加,通量也略有增加。
3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二環(huán)己基甲烷(環(huán)脂胺固化劑擴鏈劑dacm,macm)產(chǎn)品規(guī)格
外觀:無色透明粘稠液體
色度(APHA):12 Max.
粘度@25°C:110mPas
含量:99%
密度:0.945
活潑氫當(dāng)量:60g/eq
胺值 (mgKOH/g):470
產(chǎn)品應(yīng)用:產(chǎn)品性能與巴斯夫(BASF)的dmdc(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一樣;用途如下:
1、用于環(huán)氧樹脂固化劑(高檔打磨,飾品膠);
2、環(huán)氧涂料固化劑(船舶漆,重防腐漆等工業(yè)建筑漆);
3、還氧復(fù)合材料固化劑(風(fēng)力葉片固化劑,風(fēng)力模具料固化劑,膠輥固化劑);
4、應(yīng)用用于聚氨酯(PU),聚脲噴涂彈性體(SPUA)等的擴鏈劑,助劑;
5、應(yīng)用于聚天門冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.
6、用于合成異氰酸酯,進一步制備成UV涂料、PU漆、透明彈性體及膠粘劑等,此外,也應(yīng)用于聚酰胺和環(huán)氧樹脂工業(yè)。
推薦用量:配合比100:32(相對于EEW=190環(huán)氧樹脂),可使用時間400min(25°150g)。
HTPB為憎水性的鏈段,研究中所得到幾種膜的接觸角數(shù)據(jù)也表明膜是憎水性的,這與PV操作中膜的優(yōu)先脫水性相矛盾,但是可由膜的親水化作用來解釋,即因為乙醇的烷基會吸附至膜表面,而羥基則朝向料液側(cè),導(dǎo)致了膜的親水化。
由以上兩個研究工作可以看出:
①PU膜材料可以通過聚合時改變NCO與—OH(或—NH2)的相對比例實現(xiàn)不同程度的交聯(lián),比外加交聯(lián)劑的方法(比如聚酰亞胺的交聯(lián))更為方便;而且交聯(lián)在成膜后熱處理時發(fā)生,不會導(dǎo)致反應(yīng)過程的凝膠,減少了合成過程的不確定性,為解決線性PU膜在進行有機物回收時的溶脹問題提供了思路;
②PU膜的分離性能影響因素較為復(fù)雜,不僅僅取決于分子本身,還與硬段間氫鍵合情況、相分離程度甚至分離過程中料液小分子相關(guān),因此分子結(jié)構(gòu)與膜分離性能之間關(guān)系的研究將是一個更為復(fù)雜的過程。
從廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域來看,泡沫型的PU是比較常見的,但是PV膜分離過程通常采用無孔的致密膜實現(xiàn),而多孔膜常用于超濾、微濾等膜過程。不過仍有研究借鑒了非對稱膜的制備方法,用致孔劑得到了多孔PU膜。
Das等制備了多孔PU膜用于從水中分離苯酚和氯酚。研究采用HTPB為軟段,在合成過程中加入氯化鋰(LiCl)作為致孔劑,得到了多孔PU膜。
PU孔隙率可以通過調(diào)節(jié)LiCl的含量來控制。與未加LiCl的致密PU膜相比,多孔膜的綜合分離性能更好,滲透通量可提高44.3%,選擇性也略有增加;而且不論是致密或者多孔的PU膜,對酚類都表現(xiàn)出很高的選擇性,分離因子達570到1760,但總的來看,膜的滲透通量較低,不超過80 g/(m2·h)。
Sinha等在研究中也發(fā)現(xiàn)多孔PU膜用于苯酚-水體系的分離時,會獲得比致密膜更高的通量,但是隨著孔隙率的增加,分離因子有了明顯的下降。
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