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PU膜用擴(kuò)鏈劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-3-15 17:54:50 |
與聚乙烯醇（PVA）等傳統(tǒng)滲透汽化膜材料相比，PU滲透汽化膜開發(fā)時(shí)間較短，而且從結(jié)構(gòu)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(shù)PU膜用于從水溶液中回收少量有機(jī)物（酚類、酯類和醇類等）。
已有研究表明，PU膜中軟段區(qū)域?yàn)槟し蛛x過程中小分子的可滲透區(qū)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(yīng)用最為廣泛的軟段材料。
Gupta等采用HTPB基PU膜從水中脫除酚類物質(zhì)。研究通過調(diào)節(jié)二異氰酸根基團(tuán)（NCO）與HTPB的羥基—OH以及PU膜用擴(kuò)鏈劑二胺的胺基—NH2的比例，使PU得到適當(dāng)?shù)牟⒙?lián)。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，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(dá)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）隨著進(jìn)料溫度從30℃提高到60 ℃，分離因子上升幅度相當(dāng)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(dāng)大的增加。但該研究并沒有制備其它交聯(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(diào)節(jié)NCO/OH 比例的方法調(diào)節(jié)交聯(lián)度和軟硬段的含量，但與上述PU膜用擴(kuò)鏈劑不同的是，其采用二醇作PU膜用擴(kuò)鏈劑。
研究發(fā)現(xiàn)隨NCO/OH比例提高，膜的熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)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(xiàn)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。
HTPB為憎水性的鏈段，研究中所得到幾種膜的接觸角數(shù)據(jù)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解釋，即因?yàn)橐掖嫉耐榛鶗?huì)吸附至膜表面，而羥基則朝向料液側(cè)，導(dǎo)致了膜的親水化。
由以上兩個(gè)研究工作可以看出：
4,4'-雙仲丁氨基二苯基甲烷(MDBA)產(chǎn)品用途
4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可應(yīng)用于硬泡、軟泡、涂料、膠粘劑、密封劑、彈性體、典型的使用量為多元醇的1-5%。4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA還可應(yīng)用于噴涂聚脲、及多種用于金屬和混凝土修補(bǔ)的化合物。
軟泡：大塊泡沫 - 在標(biāo)準(zhǔn)的TDI和高回彈泡沫組合料中,加入3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高泡沫的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和承載性能,在多數(shù)情況下,這些優(yōu)點(diǎn)在降低泡沫密度得以實(shí)現(xiàn)在聚酯泡沫中,同樣比例的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以顯著提高撕裂強(qiáng)度和承載性能,而不影響泡沫的其他性能。冷模塑泡沫 - 在商業(yè)應(yīng)用中已經(jīng)證實(shí),加入1-2php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 可降低密度、軟化泡沫,從而使泡沫性能得以優(yōu)化。還可以增強(qiáng)拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和延伸率,縮短脫模時(shí)間。
硬泡：聚氨酯硬泡 – 在有水或無水硬泡體系中使用3-5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA, 可明顯提高泡沫的壓縮強(qiáng)度及尺寸穩(wěn)定性,同時(shí)降低易脆性,提高閉孔率,降低導(dǎo)熱系數(shù)。聚異氰脲酸酯硬泡 - - 在系統(tǒng)中加入5php的4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可以提高壓縮強(qiáng)度100%,在高比例水發(fā)泡或全水發(fā)泡中,尺寸穩(wěn)定性顯著改善。
涂料/膠粘劑/密封劑/彈性體：涂料 - - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于TDI和MDI的涂料的室溫熟化.配合適當(dāng)?shù)拇呋瘎┕彩旎瘎?可以生產(chǎn)用于噴涂、澆鑄法的組合料系統(tǒng)。用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA作熟化劑的配方,可以提高粘著性和表面質(zhì)量。
膠粘劑 - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA使得基層更好地潤濕,熟化后的聚合物與涂敷的表面更好地粘著。硬彈性體- - 4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA可用于MDI半預(yù)聚物的熟化,以生產(chǎn)一系列硬度高的彈性體。
軟彈性體 – 使用4,4’-雙仲丁氨基二苯基甲烷-MDBA 作熟化劑可以延長釜中壽命,從而生產(chǎn)用作工業(yè)密封材料的軟彈性體。
①PU膜材料可以通過聚合時(shí)改變NCO與—OH（或—NH2）的相對比例實(shí)現(xiàn)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(dǎo)致反應(yīng)過程的凝膠，減少了合成過程的不確定性，為解決線性PU膜在進(jìn)行有機(jī)物回收時(shí)的溶脹問題提供了思路；
②PU膜的分離性能影響因素較為復(fù)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程中料液小分子相關(guān)，因此分子結(jié)構(gòu)與膜分離性能之間關(guān)系的研究將是一個(gè)更為復(fù)雜的過程。
從廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域來看，泡沫型的PU是比較常見的，但是PV膜分離過程通常采用無孔的致密膜實(shí)現(xiàn)，而多孔膜常用于超濾、微濾等膜過程。不過仍有研究借鑒了非對稱膜的制備方法，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孔隙率可以通過調(diào)節(jié)LiCl的含量來控制。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，對酚類都表現(xiàn)出很高的選擇性，分離因子達(dá)570到1760，但總的來看，膜的滲透通量較低，不超過80 g/(m2·h)。
Sinha等在研究中也發(fā)現(xiàn)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，但是隨著孔隙率的增加，分離因子有了明顯的下降。
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