芳香族聚酰胺磺酰胺性能与结构的关联性研究

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聚酰胺俗称尼龙(Nylon),是分子主链的重复单元中含有酰胺基团的高聚物的总称。是五大通用工程塑料中应用最多、品种最繁、产量最高的品种。同时,聚酰胺的合成是高分子化学发展史上的一个重要里程碑。磺酰胺类化合物由于挥发度低,适用于在高温下加工同时具有优异的性能;且磺酰胺基团比酰胺基团更具亲水性,因此将酰胺基团与磺酰胺基团同时引入分子链中,能够得到性能更为优异的聚酰胺磺酰胺材料(PASAs)。自20世纪70年代以来,人们一直关注于聚酰胺磺酰胺的发展,将其用于渗透汽化技术中,取得满意的结果。从分子设计的角度出发,合成新型单体是合成具有某种性能和功能高聚物的常用方法之一。制备新型聚酰胺磺酰胺的方法之一是开发新型的双酰卤单体或者二胺单体。本论文通过课题组合成的同时含有酰氯基和磺酰氯基,具有间位结构的二酰氯单体与三种易得的不同芳香族二胺单体通过溶液聚合法来制备三种新型芳香族聚酰胺磺酰胺。主要工作如下:(1)以新型二氯单体间磺酰氯基苯甲酰氯通过溶液聚合法与不同的芳香族二胺聚合,合成出三种全芳香聚酰胺磺酰胺,并测定了其特性粘度。(2)通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等方法研究了聚酰三种全芳香胺磺酰胺的微观形态和结构,结果表明三种聚合物都有一定的孔结构,聚合物3的孔结构更为丰富;三种芳香族聚酰胺磺酰胺都属于非晶聚合物。(3)研究了三种全芳香聚酰胺磺酰胺对2,4-二硝基苯酚的静态吸附特性,在研究的温度及浓度范围内,三种材料对2,4-二硝基苯酚吸附的平衡数据符合Freundlich吸附等温方程,均对2,4-二硝基苯酚有一定的吸附;三种材料对2,4-二硝基苯酚的吸附动力学特性分别采用Lagergren一级动力学方程、Lagergren二级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,用准一级动力学方程和颗粒间内扩散方程均可以很好地描述整个吸附过程。(4)对不同微结构的全芳香聚酰胺磺酰胺材料的成膜性能和对Cr(Ⅵ)的吸附进行初步的探索,结果证明全芳香聚酰胺磺酰胺作为膜材料和重金属吸附材料均有一定的潜力空间。
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