高性能聚酰亚胺氧气/氮气分离膜的设计与制备

摘要

以9,9-双(4-氨苯基)芴(FDA)、4,4′-(六氟异亚丙基)二邻苯二甲酸酐(6FDA)和均苯四甲酸酐(PMDA)为单体采用高温一步法制备了一种三元聚酰亚胺6FDA/PMDA-FDA.通过核磁和红外光谱验证了产物的结构.该聚酰亚胺具有良好的溶解性和热稳定性.通过使用非溶剂诱导相分离(NIPS)法控制相转化时间来调控不对称膜的活性层厚度,然后再在该膜表面涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层来制备复合膜.通过扫描电镜确定了活性层厚度,用EDS测试了PDMS涂层的厚度和分布.分别测试了聚酰亚胺基膜、各向异性膜和复合膜的氧气/氮气分离性能,结果表明,在30 s相转化时间得到的M3拥有最佳的气体渗透性,其氧气的通量达到了25 GPU,氧气/氮气选择性达到5.4,其复合膜的氧气通量达到17.8 GPU,氧气/氮气选择性达到7.0,在膜法富氧方面显示出应用前景.