乙基纤维素三甲硅基衍生物膜的结构表征与氧氮渗透行为

第�期��年!月高分子学很∀#∃∀%&∋()∗+,#人−,.,#∀./。�∀012,��·研究简报·乙基纤维素三甲硅基衍生物膜的结构表征与氧氮渗透行为3杨薇蔓施孝适朱本占汪汉卿4中国科学院兰州化学物理研究所,兰州,邮政编码56!7。。&8关锐词乙基纤维素、气体渗透性、结构表征、富氧膜气体分离膜是近年发展起来的应用前途广阔的一个领域。一近年来由于非对称膜技术的开发,美国和日本已开始用硅橡胶涂复在多孔聚枫上制成一%9):一%:复合膜;�一!�2%9)−是透气量最高而稳定的膜材料,但氧氮分离系数仅为<;’=2乙基纤维素4∗#8具有机械强度高、抗热、耐寒和稳定性好等优点,是一种具有潜力的优秀膜材料2其中取代基的位置和含量对膜的性能有较大的影响2日、美等国科学家利用∗#对氧氮的良好分离系数制成了中孔纤维材料富氧器囚、∗#涂复在聚二甲基硅氧烷>聚丙烯支撑材料上的复合膜囚,∗#与其它材料共混的富氧膜切2(0.?1?:≅等合成了∗#>聚二烷基硅氧烷接枝共聚物,并测定了对氧氮的渗透性能囚2但对上述膜材料的结构表征报道得很少。本文采用上海试荆二厂的∗Α为原料制成∗Α膜和真衍生物∗Α一:Β)≅,膜Χ对真进行结构表征2纤维素是由几千个椅式构型的葡萄塘基通过=,�夕一贰键联结的夫然线性高分子化合物。通过不同的反应它能生成各种衍生物,一川。由于乙基取代葡萄糖基上的位置和数量不同,而直接影响∗#膜的物化和渗透性能;�Χ�2从∗#膜的’Δ和‘℃的.)+谱上得知取代乙基主要在#5和#!位上,而#‘位相对比较少2本文采用∗#为二取代型,已知乙基含量为!Ε拓4实际上,即使三取代纤维素衍生物中,葡萄糖环上还剩余部分的。Δ基ΦΒ<�28说明葡萄糖环上有相当部分的。Δ尚未被取代2将该∗#与−,)≅!#,反应,得到衍生物∗#一:Β)≅,,再制成膜,溶解在∃ΔΓ一Η2中进行.)+测试,从=Δ谱图4=8中看出,#5、Α,和Α‘位上的ΑΔ5峰基本不变,但在72�<和。2�!%ΦΙ处增加了两组单峰,明显地归属于:Β一)≅!峰2显然这些:Β一)≅!是直接连在葡萄糖环上未被取代的&Δ基上,并有两种类型2图4ϑ8为∗#一:Β)≅!膜在∃ΔΓ一Η。中的‘℃.)+谱,其表征列人表�2在高场部分,沙为�Κ2�,�Κ2Ε和�Ε2&%Λ处分别为#!,Μ和Μ位取代乙基中的#乓的共振吸收峰,另外在�2Ε和�21%Λ处同时出现两组Κ�一)≅!峰,也证实了前面所提的两种类型−ΒΝ)≅!的看法。因在室温下测试,所以同一个:Β上三个#Δ,是分辨不开的,则两种类型的:Β一)≅,只可能是由于它所处葡萄糖环上两种不同的位置所致。根据结构判断,Κ�一)≅,在3�Ο年�<月��日收到2今ΚΟ高分子学报��年<277�2Ο7�,��《��2�7�2<7�27772Ο772Ε772�772<7727一72<咨4%%Λ8图�∗Α一:Β)≅5膜在∃ΔΓ一Η。中宜Δ一.)+谱中#Δ,峰=一�7Ε工77匀Κ7ΟΚΟ76Κ句ΕΚΕ7ΚΚΚ7�Κ�7!Κ!7<Κ<7诬。Π/Κ7咨4%%Λ,图<∗#一−,)≅,膜在∃ΔΓ一Η5中‘!#一.)+谱表�∗Α一:Β)≅5膜在∃ΔΓ一Η2中‘!#一.)+谱化学位移表征曰∋、信号位置截ΘΘΛ8化合物中基团5555−,)≅54取代基8−,)≅,�Κ。呼!�Κ。ΕΚ4取代∗Ρ中8ΔΣ##ΑΔ54取代∗Φ中8ΑΔ54Ε位86一6Κ675556ΚΤΟ7Ο7ΤΟΚ�7�#Δ4<,!,,位8#Δ4�位8≅Δ4�位8<位和Ε位上可能性大些2溶液中分子间距离比较大,而实际的固态膜分子间距离小,为此采用固态∗#膜和∗#一−,)≅!膜样品做’℃.)+,为了提高分辨率采用交叉极化和魔角旋转4简称#%)∀:8�期杨蔽蔓等5乙基纤维素三甲硅基衍生物膜的结构表征与氧氮渗透行为�<7�77Ο7Ε7�7<7Π4%%Λ8图!∗Α膜ΑΘ)∀:”#一.)+谱4固体8Π4ΘΘΛ8图咯∗#一−,)≅5膜#%)∀−,,#一.)+谱4固体8农<∗Α膜和∗Α一:Β)≅,膜固态ΑΘ)∀−‘,Α一.)+谱化学位移表征占Τ�Κ2Ο7%%ΛΕΕ。�76Κ。ΟΚΟ!。ΚΚ�7<。Ο<7。Ο得到图4!8和图4�82结果与溶液谱一致2它们的表征列人表<2比较图4!8和图4�8,相同之处为除葡萄糖基外均出现取代乙基2不同之处为图4�8比图4!8增加了一组Κ�一)≅,峰24占一。2Ο%Λ82同时当Κ�一)≅!接上去之后,由于磁环境的变化,对葡萄糖环上诸#Δ均有不同程度的轻微影响,表现在化学位移变化4△的的不同键上2由此线索也提供了判断:Β一)≅!所取代的位置2此外,还可从∗Α一:Β)≅!膜的’Δ一.)+谱图4=8可知,取代乙基中#氏的相对含量为<72<�而:Β一)≅!中#Δ』的相对含量为�2Υ2因为原料∗#中乙氧基的含量为!Ε拓,则可计算出∗#一:Β)≅5膜中