【摘 要】
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在通用高分子气体分离膜材料中,硅橡胶(PDMS)因其具有最高的透氧系数Po2(600Barrer)而备受关注;但其氧氮分离系数(ao2/N2=2)较低、成膜性较差,在很大程度上限制了它的应用。 本文采
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在通用高分子气体分离膜材料中,硅橡胶(PDMS)因其具有最高的透氧系数Po2(600Barrer)而备受关注;但其氧氮分离系数(ao2/N2=2)较低、成膜性较差,在很大程度上限制了它的应用。 本文采用高乙烯基含量的PDMS,经室温硫化成膜。初步探索了成膜条件(交联剂含量,成膜温度,测试温度等)对膜透气性能和分离性能的影响;此外,又分别将十一烯酸和十一烯酸钴引入PDMS膜的交联网络结构中,详细研究了不同用量、膜两侧压力差、实验温度等因素对膜Po2和ao2/N2的影响。 研究结果表明,本文采用成膜与反应同时进行的简单方法,得到了具有测试强度的柔韧交联膜。对于高乙烯基含量的硅橡胶基质膜,在一定范围内提高交联剂用量、降低硫化温度和测试温度均有助于提高ao2/N2(最高为2.33),但Po2有所降低。十一烯酸的加入在一定程度上提高了膜的ao2/N2(加入量为5wt%时,ao2/N2为2.4),但Po2也有降低。与Po2和ao2/N2总是不能同时提高的情况相比,膜中二价钴离子的引入则在膜两侧压差较低时,可同时提高Po2和ao2/N2。随钴离子含量的增加,ao2/N-2达到最高值3.44。这种优异性能的获得是由于二价钴离子形成的大分子络合物结构具有对氧气的促进输送作用所致。电子顺磁共振(ESR)谱提供了钴氧结合的证据。
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