含四芳基咪唑结构的热重排气体分离膜的制备与性能研究

作者：李品儒; 肖国勇^*; 陈元林; 鲁云华^*; 李琳; 王同华

来源：Acta Polymerica Sinica, 2023, 1-10.

• 四芳基咪唑结构
• 聚酰亚胺
• 热重排
• 气体分离膜

合成了一种新型含四芳基咪唑结构的二胺单体4,4’-(4,5-二苯基-(3-羟基-4-氨基苯氧基)苯基)咪唑(PMAPPP)，然后分别与5种二酐单体聚合，经热酰亚胺化处理得到含羟基聚酰亚胺(HPI)薄膜.接着，对这些薄膜进行450℃热处理，得到相应的热重排(TR)膜材料，并对薄膜进行了结构与性能表征.结果表明，刚性大体积四芳基咪唑结构的引入使HPI膜表现出优异的热性能和力学性能，玻璃化转变温度在263～361℃，拉伸强度在98.4～118.3 MPa.热重排后，TR膜的气体分离性能得到了显著提高.其中，TR(PMAPPP-6FDA)的气体渗透性能最佳，即H2 (269.31 Barrer)、CO2 (284.25 Barrer)、O2 (62.75 Barrer)和N2(10.67 Barrer),CO2/N2和O2/N2的理想选择性分别为25.24和5.88，且O2/N2的分离性能超过2008 Robeson上限.因此，将四芳基咪唑结构引入到HPI分子结构中，可以获得一类气体分离性能优异的TR膜材料.

• 单位
  辽宁科技大学; 大连理工大学; 精细化工国家重点实验室