丙烯腈-丙烯酰胺-苯乙烯三元共聚超滤膜材料的制备和表征

Vol.32No.22006202华东理工大学学报(自然科学版)JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)收稿日期:2005208212基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(05JJ30148)作者简介:邢健敏(19812),男,湖南慈利人,硕士研究生,研究方向:功能高分子材料。通讯联系人:李芬芳,E2mail:lfflqq@mail.csu.edu.cn文章编号:100623080(2006)0220209203丙烯腈�丙烯酰胺�苯乙烯三元共聚超滤膜材料的制备和表征邢健敏,李芬芳,梁逸曾(中南大学化学化工学院,长沙410012)摘要:以偶氮二异丁腈为引发剂,采用溶液聚合法制备了丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯三元共聚物,并用红外光谱(IR)、示差扫描量热(DSC)、热重分析(TG)等手段对共聚物进行了结构和性能表征。结果表明:苯乙烯的加入使得参加环化反应的氰基和酰胺基的数目减少,保留了更多作为功能基团的酰胺基。用相转化法制备得到超滤平板膜,膜的渗透通量为2.63mL�(cm2·h),对聚乙二醇20000(PEG20000)的截留率为96.95%。关键词:丙烯腈;丙烯酰胺;苯乙烯;超滤膜;共聚中图分类号:O631文献标识码:ASynthesisandCharacterrizationoftheUltrafiltrationMembraneMaterialsofPoly(acrylonitrile-acrylamide-styrene)XINGJian2min,LIFen2fang,LIANGYi2zeng(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410012,China)Abstract:Poly(acrylonitrile2acrylamide2styene)waspreparedbymeansofsolutionpolymerization,using2,22AZO2bis2iso2butyroaitvileasinitiatorandN,N2Dimethylacetamideassolvent.StructuresandpropertiesofthecopolymerwereinvestigatedbyIR、DSC、TGandsoon.Theresultshowsthat:ioniccy2clizationreactiondecreaseswithincreasingstyrene.Ultrafiltrationmembraneofcopolymerswerepreparedwithphaseinversionmethod,thewaterfluxofmembraneis2.63mL�(cm2·h)andretentionis96.95%forPEG20000.Keywords:acrylonitrile;acrylamide;styrene;ultrafiltrationmembrane;copolymerisation膜分离是利用天然或人工制备的具有选择性能的薄膜对多组分体系进行分离、分级、提纯、富集的过程,效果的好坏与膜材料的性能密切相关。然而,随着膜技术发展和应用范围的扩大,原有的材料难以满足需要,特别是在新发展起来的生物催化剂的固定、分子印迹、血液渗透、中草药现代化等学科方面的应用中,聚丙烯腈材料具有耐一般溶剂、不易水解、抗氧化性、化学稳定性和耐细菌侵蚀好、易改性等优点,受到膜科学和材料工作者的关注,显示了广阔的应用前景[1～7]。但由于丙烯腈分子链中含有强极性的氰基,因此,聚丙烯腈存在链间的作用力强、柔韧性小、机械强度低等缺点。为了制备性能优良的膜,通常采用表面接枝改性、共聚和共混等手段对聚丙烯腈材料进行改性。本文采用溶液聚合法制备了丙烯腈�丙烯酰胺�苯乙烯三元共聚物,对聚合物进行了结构和性能表征,并制备了超滤膜。9021实验部分1.1主要试剂丙烯腈(AN):化学纯,使用前常压精馏,取78°C馏分;丙烯酰胺(AM):化学纯;苯乙烯(St):化学纯,使用前减压蒸馏纯化;偶氮二异丁腈(AIBN):分析纯;聚乙二醇:分析纯,使用前60°C下干燥4h,除去水分;N,N2二甲基乙酰胺(DMAC):分析纯;实验用水为去离子水。1.2丙烯腈�丙烯酰胺�苯乙烯三元共聚物的制备将AN、AM、St、AIBN按一定的比例(详见图中标识)溶于DMAC溶剂中,充分溶解,反复通氮气驱除空气,密封。在60°C恒温水浴中搅拌反应6h。反应结束后,将产物倒入去离子水中沉淀,用水洗去DMAC和残余单体,再于60°C真空烘箱中干燥,除去微量水,得到共聚