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位阻型酰胺扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-7-20 17:32:26
用酰基化方法对二胺扩链剂间苯二胺进行了改性以解决聚脲反应高活性存在的问题。实验以间苯二胺为原料,在冰乙酸和磷酸条件下一步合成新型位阻型酰胺扩链剂二乙酰间苯二胺。

并用红外光谱和核磁共振氢谱分析,对其结构进行了表征,确定了位阻型酰胺扩链剂的化学结构。用改性前后的不同扩链剂与端氨基聚醚和4,4’-二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)通过二步溶液法合成聚脲,考察扩链剂酰基化改性对聚脲性能的影响。

当用位阻型酰胺扩链剂代替原扩链剂合成聚脲时,其凝胶时间大大延长(从13s延长至1min5s),且显示出较高的拉伸强度和断裂伸长率(分别由30.4MPa 和13.9%增加到35.7MPa和21.1%)。

研究首先合成HTPB基的线性PU(已扩链),然后向其溶液中加入MMA和引发剂,最终得到IPN膜,并考察其对醇-水溶液的分离性能。

与制备IPN不同,Lin等采用溶液共混的方法,以马来酸酐为交联剂,制备了聚乙二醇(PEG)和PU共混膜用于汽油脱硫。结果表明,由于两种聚合物间的协同作用,PEG的结晶态被打破,共混膜综合了两种高分子材料的优点,取得了比文献报道值更好的脱硫性能。

其富硫因子可达4.03,同时渗透通量为2.5 kg/(m2·h)。但是文献没有对共混聚合物形态进行表征。一般情况下,如果溶液共混的两种高分子互溶程度越高,共混膜的综合性能将会越好。

此外,还有研究介绍了采用表面改性大分子(surface-modifying macromolecules,SMM)与PU膜进行共混改性。SMM是一种齐聚物,通过把NCO封端的聚丙二醇与含氟醇类反应而得到。



4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷(Unilink4200,MDBA)

MDBA是4,4’-双仲丁氨基二苯基甲烷的商品名,也可以叫做Unilink4200,是一种液体仲二胺,由于其中每个氨基上的氢原子被一个仲丁基取代,在有限的空间里活泼氢原子和仲丁基的 结合产生了许多独特的性能,氨基部分形成了影响硬段的脲键,而丁基则起内增塑剂作用。 它与聚合物母体相连,既不会浸出,也不会析出。同时烷基增加了二胺的溶解性,使它几 乎能与任何多元醇和多元胺混合。


在与聚合物膜共混后,SMM会向膜的表面迁移和富集,含氟基团朝向空气侧,降低膜的表面能,同时使膜具有高化学稳定性和良好的力学性能。这种方法在聚氨酯膜的改性中比较少见,但是其中所涉及到的设计思路值得借鉴。

将有机或无机的颗粒填充到高分子基体当中,是一种简便易行的改性方法,会使膜热、机械稳定性得到增强,并且很多填充剂能够起到促进传质的作用,使膜的分离性能有大幅度的提高[29]。填充剂可以是有机和无机的,也可以是无孔和多孔的。

Kusakabe等用溶胶-凝胶法制备了聚氨酯- SiO2的杂化膜,这种方法可以非常均匀地在膜内原位形成无孔的SiO2粒子,避免了直接外加SiO2时的粒子团聚问题。结果发现,二氧化硅的含量增加可以抑制膜的溶胀,并提高膜的选择性,对苯-环己烷体系的渗透通量和分离因子可以分别达到108  g/(m2·h)和19。聚丙二醇作为PU的软段相,保证了小分子在膜中的良好扩散性。

与上面研究不同的是,Lue等采用有机填充剂羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)与聚氨酯(PU)组成的复合膜分离苯-环己烷体系时,发现环糊精的加入有双重的优势:既提高了PU膜的吸附选择性,又提高了膜的渗透通量,对25 ℃含苯53%(质量分数)的料液,分离因子为10.67,苯和环己烷的渗透通量分别为333 kg·μm/(m2·h)和28 kg·μm/(m2·h)。

此外,Lue等还将多孔沸石(Zeolite)添加到PU中得到了有机-无机杂化膜并用于二甲苯异构体的分离。

结果表明,膜对邻二甲苯(OX)与对二甲苯(PX)混合物中的OX(料液中质量含量50%)有选择性,25 ℃时分离因子为1.89,OX通量为17.1  kg·μm/(m2·h), 其渗透性和选择性均高于纯PU膜和文献报道。

并且随着膜中沸石含量的升高,分离因子和渗透通量都逐渐升高。沸石的加入虽然会抑制二甲苯的吸附,但能够提高其扩散能力,空穴结构有助于二甲苯异构体的分离。由以上研究可见,不论是无机的无孔SiO2还是多孔的沸石,或是有机的环糊精填充剂,都能够利用本身的特殊结构,使膜分离性能得到不同程度的改善。

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