聚酰亚胺分离膜性能的分子动力学模拟研究文献综述

 2022-11-08 15:46:36

文献综述

1 聚酰亚胺

1.1聚酰亚胺的简介

聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物,其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。这类聚合物虽然早在20世纪初就已有报道,但那时聚合物的本质还未被充分认识,所以没有受到重视。直至20世纪40年代中期才有一些专利出现,但真正作为一种高分子材料而发展则开始与50年代。当时杜邦公司申请了一系列专利,并于60年代中期,首先将聚酰亚胺薄膜(Kapton)及清漆(Pyre ML)商品化,由此开始了一个聚酰亚胺蓬勃发展的时代。

1.2聚酰亚胺综合性能[1]

对于全芳香聚酰亚胺,根据热重分析,起开始分解温度一般都在500℃左右。有联苯二酐和对苯二胺合成的聚酰亚胺,热分解温度达到600℃,是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。

聚酰亚胺可耐极低温度,如在热力学温度4K的液氦中仍不会脆裂。

聚酰亚胺具有很好的机械性能。未填充的塑料的抗张强度都在100MPa以上,均苯型聚酰亚胺的薄膜(Kapton)为250MPa,而联苯型聚酰亚胺薄膜(Upilex)达到530MPa。作为工程塑料,弹性模量通常为3~4GPa。据理论计算,由均苯二酐和对苯二酐合成的聚酰亚胺纤维其弹性模量可达500GPa,仅次于碳纤维。

聚酰亚胺对稀酸较稳定;但一般的品种不耐水解,尤其是碱性水解。这个看似缺点的性能却能给予聚酰亚胺有别于其他高性能聚合物的一个很大特点,即可利用碱性水解回收原料二酐和二酸,对于Kapton薄膜,其回收率可达到90%。改变结构也可以得到相当耐水解的品种,如经得起120℃下500h水煮。但聚酰亚胺与其他芳香聚合物一样,不耐浓硫酸、浓硝酸及卤素。

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