项目类别：国家自然科学基金面上项目
项目编号：51473163
参与人员：张所波 代磊 侯淑华 何庆一 杨延琴 朱建华 董雪
起止日期：2015.01-2018.12

项目简介：

本项目研究了分别由Ni(0)催化偶联聚合二氯萘酰亚胺、二酚与二氯萘酰亚胺缩聚、萘二酐与二胺缩聚反应制备聚萘酰亚胺的合成方法。采用邻位含取代基的二胺与萘二酐，制备了可溶解加工的聚萘酰亚胺。揭示了聚合的最佳反应条件是先加入酸催化剂，形成反式的异酰亚胺，然后，加入碱催化剂，反式异酰亚胺重排形成聚萘酰亚胺。聚萘酰亚胺的结构及取代基赋予了聚萘酰亚胺高的热稳定性、良好溶解与成膜性、改进的水解稳定性及良好的气体分离性能。所制备的六元环聚萘酰亚胺的CO₂透过性在37.2-151 barrer范围内，O₂透过性在7.16-24.9 barrer范围内，O₂/N₂选择性在3.91-4.97之间，CO₂/CH₄选择性在20.9-31.7之间。气体的透过性能高于商品化聚酰亚胺Matrimid 5218 (PO₂=1.46 barrer，PCO₂=8.7 barrer)。采用6FDA-DAM 聚酰亚胺作为母体聚合物，有机笼状化合物Noria和它的衍生物Noria-COtBu 作为填料，制备了混合基质气体分离膜。气体分离性能显示，引入Noria增加了CO₂/CH₄ 分离选择性，引入Noria-COtBu 增加了聚合物膜的自由体积，同时，增加了气体通量。以含有羧基的双酚单体酚酞啉 (PPH-COOH)和二氟二苯酮为原料，制备了主链含有羧基的聚芳醚酮(PAEK-COOH)。用非溶剂诱导的相转化法制备了致密超滤膜。由于聚合物PAEK-COOH含有羧基，所得超滤膜的水接触角为61.5°，说明膜具有良好的亲水性。PAEK-COOH 致密超滤膜具有水通量120 L m ^-2h^-1 和对刚果红染料 99.8% 的截流。膜的截流分子量为9260 Da ，而对NaCl有高的透过性。因此，PAEK-COOH 有潜力作为耐高温膜材料，用于废水处理、溶液脱色及染料回收。