【摘 要】
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当今,作为一种分离材料,阴阳离子交换膜不仅在工业上有很多应用而且生活中也用得到它。静电纺丝是一种制备超细纤维的简单高效技术,它能够制备出连续的直径在微米到纳米级的
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当今,作为一种分离材料,阴阳离子交换膜不仅在工业上有很多应用而且生活中也用得到它。静电纺丝是一种制备超细纤维的简单高效技术,它能够制备出连续的直径在微米到纳米级的纤维。所以,本文采用静电纺的方法来制备阴阳离子交换膜。一方面,通过静电纺制备的阴阳离子交换膜是由大量的超细纳米级纤维构成,纤维有较大的比表面积,这样就增大了交换膜与溶液接触面积,提高了离子交换效率；另一方面,与传统的离子交换膜制备方法相比,电纺法制备的离子交换膜没有使用有毒物质,能耗消耗低,对环境友好,符合可持续发展的方向。本论文主要集中在共聚物的合成与表征以及膜的制备与性能研究,并取得了如下进展：首先,选取两种起阴阳离子交换作用的单体,其中选择甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)为阴离子交换单体,对苯乙烯基磺酸钠(SSS)为阳离子交换单体。为了提高膜的机械强度,要有起交联作用的单元,所以选择甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为交联单体。通过探究条件,用溶液聚合的方法制备聚甲基丙烯酸二甲胺乙酯无规共聚甲基丙烯酸羟乙酯和聚对苯乙烯基磺酸钠无规共聚甲基丙烯酸羟乙酯,并用傅里叶变换红外、核磁对其进行表征,确定其已经共聚。其次,探究合理的溶剂来溶解共聚物,从而得到静电纺丝溶液。通过自制的静电纺丝装置对其进行电纺,设计正交实验,探究溶液浓度、电压、溶液流速、喷头与接收物间的距离等因素对纤维直径的影响。分析得到纤维直径较小,分布较均匀的电纺参数。在最优的条件下,分别电纺得到阴离子交换膜和阳离子交换膜。对其进行交联后研究了其含水率、机械强度、热稳定性以及选择透过性的性质。最后,在上述探究得到的最优电纺条件下,共轭电纺得到同时起阴阳离子交换作用的阴阳离子交换膜,并用TEM表征其结构。
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