聚醚液晶与非离子表面活性剂复配及吸附性能研究

摘要

螯合树脂是一类含有配位基团的功能高分子材料，已广泛用于冶金、无机、废水处理、海洋化学等领域。在聚醚型螯合树脂的配位原子上连接一些体积较大的介晶基团，使聚醚有一定的硬度和形状，同时可通过高分子的液晶有序性来提高螯合树脂的吸附能力。 本论文以4-氰基-4′-羟基联苯为介晶基团与聚醚主链进行接枝改性反应，合成了一种侧链含介晶基团的螯合树脂。<'1>H NMR验证其结构与预期相符合，计算了侧链在O-H键上的取代度为62.5％。差示扫描量热测试结果显示树脂产物具有双向性液晶性能，但因其侧链介晶基团取代度低，液晶相稳定性比较差。偏光显微镜照片观察到向列相纹影织构进一步证实树脂具有液晶性。部分亲水性树脂对贵、重金属离子及有机污染物有较好的吸附性能，该聚醚树脂侧链端基是疏水基团-CN，通过与表面活性剂复配以期改善亲水性，使其具有两亲性，从而使该类树脂在金属离子吸附等生产生活领域得到更广泛的应用。非离子型表面活性剂与树脂以质量比0.5％-4％复配，对比复配前后树脂表面性能，结果表明复配后树脂的表面能先降低后增加，表面活性剂添加量为1％时，表面能最低。复配后该树脂的亲水性明显增强，表面活性剂添加量为2％时亲水性最好。 介晶基团本身的液晶行为对液晶高分子的液晶行为影响较大。复配后树脂液晶性消失，熔点降低。X射线衍射曲线图在θ=20°左右均呈现多个衍射峰，表明聚合物树脂存在晶性。树脂复配后晶型发生改变，随着表面活性剂添加量的增加，树脂的结晶形态变得更加复杂。 采用静态吸附法研究聚醚树脂对金属离子Hg(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能。吸附测试结果表明，复配前树脂对Co(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力一般；复配后的树脂对Co(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的吸附量明显增大，可能与表面活性剂改善了树脂的亲水性有关，使得树脂更易于与水中金属离子作用。对于Pb(Ⅱ)复配对树脂的吸附能力几乎无影响，因为它属于弱酸，与强碱型树脂聚醚树脂搭配不稳定，吸附效果不理想。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1高分子的液晶态

1.1.1液晶高分子的基本概念

1.1.2液晶研究发展简史

1.1.3高分子液晶分类

1.1.4液晶高分子合成的研究进展

1.1.5聚醚型侧链液晶高分子研究进展

1.2螯合树脂

1.2.1螯合树脂的基本概念

1.2.2螯合树脂的应用

1.2.3聚醚在螯合树脂上的应用

1.3表面活性剂

1.3.1表面活性剂的基本概念

1.3.2润湿

1.3.3表面活性剂与聚合物的相互作用

1.3.4表面活性剂与聚合物作用及其优越性

1.4选题的目的意义及拟开展的工作

1.4.1选题的目的、意义

1.4.2拟开展的工作

第2章侧链含介晶基团聚醚的合成与表征

2.1前言

2.2合成路线

2.3实验部分

2.3.1试剂

2.3.2合成与制备

2.3.3测试与表征

2.4结果与讨论

2.4.1核磁谱图分析

2.4.2 DSC热分析

2.4.3偏光显微镜

2.4.4 X射线衍射

2.4.5表面能接触角分析

2.5小结

第3章聚醚型螯合树脂复配前后的吸附性能测定

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1合成路线

3.2.2仪器与药品

3.2.3溶液的配制

3.2.4最大吸附容量的测定

3.3结果与讨论

3.4小结

第4章结论及展望

参考文献

致谢

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