滲透汽化膜材料擴鏈劑
與聚乙烯醇（PVA）等傳統滲透汽化膜材料相比，PU滲透汽化膜開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，而且從結構上看，其極性小于PVA，并不適合作為脫水膜材料使用，因此多數PU膜用于從水溶液中回收少量有機物（酚類(lèi)、酯類(lèi)和醇類(lèi)等）。
采用HTPB基PU膜從水中脫除酚類(lèi)物質(zhì)，研究通過(guò)調節二異氰酸根基團（NCO）與HTPB的羥基—OH以及滲透汽化膜材料擴鏈劑二胺的胺基—NH2的比例，滲透汽化膜材料擴鏈劑使PU得到適當的并聯(lián)。
已有研究表明，PU膜中軟段區域為膜分離過(guò)程中小分子的可滲透區域，因此疏水性和柔順性都很好的端羥基聚丁二烯（HTPB）成為應用最為廣泛的軟段材料。
結果發(fā)現，交聯(lián)膜對水中的苯酚（質(zhì)量含量3%）有很高的選擇性，在60 ℃時(shí)分離因子可以達到1000以上，但是通量較低，60 ℃時(shí)最大通量不超10 g/(m2·h)。其中交聯(lián)密度最高的PU膜對苯酚的選擇性最大。
值得注意的是，隨進(jìn)料溫度上升，膜的選擇性和滲透性均增加，交聯(lián)度最大的膜PUUSD50（—NCO/—OH/—NH2摩爾比為2/1/0.5）隨著(zhù)進(jìn)料溫度從30 ℃提高到60 ℃，分離因子上升幅度相當大，從87.4增加到1200左右，另一種交聯(lián)度稍低的膜PUUSD20（—NCO/—OH/—NH2摩爾比為2/1/0.2）的分離因子，也隨溫度的提高有相當大的增加。但該研究并沒(méi)有制備其它交聯(lián)度的膜作以對比，也未對此作更深入的分析。
Huang等在制備HTPB-PU時(shí)， 同樣采用調節NCO/OH 比例的方法調節交聯(lián)度和軟硬段的含量，但與上述滲透汽化膜材料擴鏈劑不同的是，其采用二醇作滲透汽化膜材料擴鏈劑。
研究發(fā)現隨NCO/OH比例提高，膜的熱穩定性、機械強度、接觸角都增加；將得到的膜用于乙醇-水和異丙醇-水的分離時(shí)，發(fā)現膜是親水性的，隨NCO/OH比例增加，分離因子增加，通量也略有增加。
化學(xué)名稱(chēng)：聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000
分子量：1238
CAS No.：54667-43-5
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯(P1000)性能及用途：
聚四亞甲基醚二醇雙對氨基苯甲酸酯,P1000為液體，因此可在室溫下與預聚體混合，澆注和硫化，它可作為T(mén)DI和MDI體系的擴鏈劑，也可作為環(huán)氧樹(shù)脂固化體系的柔性改性劑。應用領(lǐng)域包括澆注、涂料、黏合劑、密封劑和噴涂體系，由于它的易加工性，決定了它特別適用于現場(chǎng)加工。XYLINK P-1000的室溫硫化體系與MDI/二醇熱硫化體系相比，不僅操作工藝簡(jiǎn)單，而且性能優(yōu)于后者。另外在室溫下硫化所得到的彈性體的收縮率低，這也是該擴鏈劑的一大特點(diǎn)。
HTPB為憎水性的鏈段，研究中所得到幾種膜的接觸角數據也表明膜是憎水性的，這與PV操作中膜的優(yōu)先脫水性相矛盾，但是可由膜的親水化作用來(lái)解釋?zhuān)匆驗橐掖嫉耐榛鶗?huì )吸附至膜表面，而羥基則朝向料液側，導致了膜的親水化。
由以上兩個(gè)研究工作可以看出：
①PU膜材料可以通過(guò)聚合時(shí)改變NCO與—OH（或—NH2）的相對比例實(shí)現不同程度的交聯(lián)，比外加交聯(lián)劑的方法（比如聚酰亞胺的交聯(lián)）更為方便；而且交聯(lián)在成膜后熱處理時(shí)發(fā)生，不會(huì )導致反應過(guò)程的凝膠，減少了合成過(guò)程的不確定性，為解決線(xiàn)性PU膜在進(jìn)行有機物回收時(shí)的溶脹問(wèn)題提供了思路；
②PU膜的分離性能影響因素較為復雜，不僅僅取決于分子本身，還與硬段間氫鍵合情況、相分離程度甚至分離過(guò)程中料液小分子相關(guān)，因此分子結構與膜分離性能之間關(guān)系的研究將是一個(gè)更為復雜的過(guò)程。
從廣泛的應用領(lǐng)域來(lái)看，泡沫型的PU是比較常見(jiàn)的，但是PV膜分離過(guò)程通常采用無(wú)孔的致密膜實(shí)現，而多孔膜常用于超濾、微濾等膜過(guò)程。不過(guò)仍有研究借鑒了非對稱(chēng)膜的制備方法，用致孔劑得到了多孔PU膜。
Das等制備了多孔PU膜用于從水中分離苯酚和氯酚。研究采用HTPB為軟段，在合成過(guò)程中加入氯化鋰（LiCl）作為致孔劑，得到了多孔PU膜。
PU孔隙率可以通過(guò)調節LiCl的含量來(lái)控制。與未加LiCl的致密PU膜相比，多孔膜的綜合分離性能更好，滲透通量可提高44.3%，選擇性也略有增加；而且不論是致密或者多孔的PU膜，對酚類(lèi)都表現出很高的選擇性，分離因子達570到1760，但總的來(lái)看，膜的滲透通量較低，不超過(guò)80 g/(m2·h)。
Sinha等在研究中也發(fā)現多孔PU膜用于苯酚-水體系的分離時(shí)，會(huì )獲得比致密膜更高的通量，但是隨著(zhù)孔隙率的增加，分離因子有了明顯的下降。
文章版權：張家港雅瑞化工有限公司
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