聚環(huán)氧氯丙烷胺的合成及應(yīng)用

聚環(huán)氧氯丙烷胺的合成及應(yīng)用

1932年，k.索爾登。制備荷電鑲嵌膜的關(guān)鍵在于膜中陰陽(yáng)離子交換基團(tuán)的引入。1972年J.N.Weinstein等界面聚合法制膜的特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,膜的選擇層薄。本課題組采用此法制備荷電鑲嵌膜,在前期的研究工作中,主要是通過(guò)2,5-二胺基苯磺酸(DIA)與三酰氯(TMC)之間的聚合反應(yīng),在基膜支撐體表面形成聚酰胺主體,并引入陽(yáng)離子交換基團(tuán);為引入陰離子交換基團(tuán),則在無(wú)機(jī)相中加入聚乙烯亞胺及4-氯甲基苯酰氯作為界面聚合單體,成膜后使其與三甲胺反應(yīng)轉(zhuǎn)化為季胺鹽基團(tuán),制備了荷電鑲嵌膜為了簡(jiǎn)化界面聚合反應(yīng)制膜工藝和提高膜的選擇性,選擇一種新的荷正電物質(zhì)加入到無(wú)機(jī)相中以使膜表層帶正電。正電性高聚物聚環(huán)氧氯丙烷胺是以環(huán)氧氯丙烷、二甲胺、乙二胺為原料合成的,具有可溶于水、陽(yáng)離子度較高等優(yōu)點(diǎn),因此是一種優(yōu)良的高分子絮凝劑1實(shí)驗(yàn)部分1.1原材料聚醚砜(相對(duì)分子質(zhì)量60000,0.1MPa下純水通量為206.5L/m1.2ds-12a,dzf-1型電子分析天平,AB204-N,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;電導(dǎo)率儀,DDS-12A,上海大中分析儀器廠(chǎng);紫外/可見(jiàn)光分光光度儀,UV-2450,日本島津公司;真空干燥箱,DZF-1型,上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠(chǎng);齒輪泵,VG1000,德國(guó);FTIR8700光譜儀,日本島津公司;界面聚合和膜性能表征儀,自制。1.3n環(huán)氧氯丙烷n二甲胺n二甲胺的合成聚環(huán)氧氯丙烷胺的合成裝置如圖1所示。在30℃的恒溫下,向置于水浴中的250mL帶有冷凝管的四頸瓶中加入1.0mol的環(huán)氧氯丙烷,在攪拌下慢慢滴入二甲胺,控制n(環(huán)氧氯丙烷)∶n(二甲胺)=1.5∶1左右,滴加完畢,再加入乙二胺,使n(乙二胺)n(環(huán)氧氯丙烷+二甲胺)=0.03左右。繼續(xù)攪拌,并緩慢升溫至60～75℃,恒溫反應(yīng)5～7h,得產(chǎn)品。將合成產(chǎn)品用無(wú)水乙醇提純,沉淀物于65℃下真空干燥24h,得固體產(chǎn)品,因?yàn)楫a(chǎn)品有較強(qiáng)的吸水性,所以應(yīng)貯存于干燥器中聚環(huán)氧氯丙烷胺提純并真空干燥后,取樣與KBr壓片用FTIR光譜儀測(cè)定紅外吸收光譜。1.4表面活性劑的表面處理1.4.1界面聚合原理界面聚合法是利用P.W.Morgan的界面聚合原理,使帶有雙官能團(tuán)或三官能團(tuán)的反應(yīng)物在互不相溶的兩相界面處聚合成膜本實(shí)驗(yàn)即是利用界面聚合的原理,用含有活潑—NH1.4.2界面聚合產(chǎn)物的合成將含有一定濃度的2,5-二胺基苯磺酸水溶液與均苯三甲酰氯的正己烷溶液直接混合,得到兩相單體反應(yīng)的產(chǎn)物,過(guò)濾、洗滌并干燥,得到界面聚合產(chǎn)物。將得到的產(chǎn)物在瑪瑙研缽里與充分干燥的KBr混合研磨成粉末,壓片處理,在FTIR紅外光譜儀上記錄界面聚合反應(yīng)產(chǎn)物的紅外光譜圖。1.4.3荷電鑲嵌膜的合成荷負(fù)電納濾膜的制備:將聚醚砜平板超濾膜固定在界面聚合裝置中,首先注入2,5-二胺基苯磺酸、SDS、Na荷電鑲嵌膜的制備:無(wú)機(jī)相溶液中加入1.3中所合成的一定濃度的聚環(huán)氧氯丙烷胺,其他制備過(guò)程同上。根據(jù)文獻(xiàn)[18]所提供的優(yōu)化配方制備荷負(fù)電納濾膜;荷電鑲嵌膜的制備除了在無(wú)機(jī)相中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.6%的荷正電劑聚環(huán)氧氯丙烷胺外,其他原料配方及制備工藝同荷負(fù)電納濾膜。荷負(fù)電納濾膜及荷電鑲嵌膜制備條件如表1所示。界面聚合反應(yīng)時(shí)間為3min,反應(yīng)結(jié)束后在80℃對(duì)膜進(jìn)行熱處理。1.5做實(shí)驗(yàn)設(shè)備2.膜的通量J式中:JV———透過(guò)液體積,mA———膜有效面積,mt———滲透時(shí)間,h;R———截留率,%;CC本實(shí)驗(yàn)所選用的測(cè)試條件為:測(cè)試壓力P=0.04MPa,無(wú)機(jī)鹽原料液濃度均為0.01mol/L,有機(jī)物選用質(zhì)量濃度為500mg/L的聚乙二醇1000(PEG1000)。其中,無(wú)機(jī)鹽的濃度用電導(dǎo)率法測(cè)定,PEG1000的濃度用分光光度法測(cè)定。2結(jié)果與討論2.1羅地亞和環(huán)氧化胺的紅外光譜性能圖2為聚環(huán)氧氯丙烷胺的紅外光譜。由圖2可見(jiàn),1479cm2.2結(jié)合界面產(chǎn)物的紅外光譜性能圖3為界面聚合產(chǎn)物的紅外光譜。由圖3可以看到:在1537.2、1662.5、1309.1cm2.3復(fù)合膜的傳質(zhì)性質(zhì)荷電鑲嵌膜的一個(gè)最重要的特性是能截留小分子有機(jī)物而能透過(guò)鹽,為了考察以上所制備的復(fù)合膜的傳質(zhì)性質(zhì),實(shí)驗(yàn)測(cè)定了復(fù)合膜對(duì)PEG1000及NaCl、MgCl由圖4可知:界面聚合過(guò)程中加入荷正電劑聚環(huán)氧氯丙烷胺后,所制備的復(fù)合膜對(duì)小分子有機(jī)物的截留率基本不變,而對(duì)無(wú)機(jī)鹽的截留率比荷負(fù)電納濾膜要低得多,且對(duì)鹽的通量較高尤以MgSO3芳酰胺5-二胺基苯磺酸鹽的制備(1)聚環(huán)氧氯丙烷胺是一種荷正電的聚合物;在制備膜的過(guò)程中加入該物質(zhì)可使膜上帶正電。(2)2,5-二胺基苯磺酸與三酰氯的界面聚合反應(yīng)在基膜上形成芳香聚酰胺超薄層,同時(shí)2,5-二胺基苯磺酸上所帶的負(fù)電荷基團(tuán)也被帶入膜表層。(3)2,5-二胺