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紫外接枝聚合聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯制备抗污染聚砜超滤膜

紫外接枝聚合聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯制备抗污染聚砜超滤膜
紫外接枝聚合聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯制备抗污染聚砜超滤膜

12-2506-05

聚砜材料因其耐高温、耐腐蚀、机械性能好、pH值应用范围广及价格低廉等优点,已被广泛应用于超滤膜的制备[1].由于材料本身的疏水性所造成的膜污染问题严重制约了聚砜超滤膜的应用.研究结果表明,提高膜表面的亲水性可以有效抑制膜污染的发生[2].目前,已报道的膜表面亲水化改性方法主要包括化学改性[3]、紫外辐射接枝[4]、γ射线接枝[5]及低温等离子体处理[6]等.其中,紫外辐射接枝法由于反应迅速、成本低、设备简单且易于工业放大而备受关注.此外,接枝反应主要发生在膜表面,不会显著影响膜的机械强度和分离性能.

聚乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)是一类水溶性高分子化合物,显电中性,分子链呈线型规整性螺旋结构[7].由于PEG链上的活性位点少,对蛋白质的附着位点少,因此是一种常用的生物修饰材料[8].当材料表面接枝的PEG达到一定的链长和密度时,会在膜表面形成一层分子链刷,可以有效地抑制污染物分子在膜表面的吸附沉积.因此,含有聚乙二醇结构的单体被广泛应用于超滤膜表面抗污染改性[9 11].由于聚乙二醇末端的羟基较为惰性,不利于化学反应的进行,因此,在表面改性中一般采用带有活泼基团的聚乙二醇衍生物,如端基为胺基和羧基的聚乙二醇等.

聚砜分子在紫外光的辐射下会产生自由基,引发乙烯类单体的表面接枝聚合反应.同时,聚砜分子链发生断裂,从而导致超滤膜分离层膜孔的扩大,影响超滤膜的分离性能和强度[12,13].根据文献[14]的报道,在紫外光辐射下,二苯甲酮(BP)的羰基可以夺取聚砜分子甲基中的H原子形成羟基,在聚砜膜的表面形成烷基自由基,可以引发单体在膜表面的接枝聚合.Ulbricht等[13]指出,在波长较长(λ﹥300nm)的紫外光辐射条件下,以二苯甲酮为光引发剂可以防止聚砜超滤膜膜孔的破坏,保留超滤膜的分离性能.

聚砜分子在紫外光辐射下的引发机理如Scheme1所示.

本文选用带有甲基丙烯酸酯基的聚乙二醇(PEGMA)为接枝单体,以二苯甲酮为光引发剂,在紫外光引发下制备抗污染的超滤膜.系统考察了改性条件对接枝度和膜表面亲水性的影响,并对改性前后膜的抗污染性能进行了对比研究.

收稿日期:2010-02-03.

基金项目:国家自然科学基金(批准号:20906086)资助.

联系人简介:曹义鸣,男,博士,研究员,博士生导师,主要从事膜分离应用及集成技术的研究.E-mail:ymcao@dicp.ac.cn

Scheme1Mechanism for UV-initiated grafting polysulfone(PSF)ultrafiltration membranes

性膜分离性能和纯水通量的影响.可见随着改性膜表面接枝度的增加,改性膜的纯水通量略有下降,而BSA 的截留率有所提高.与紫外光直接辐射的接枝聚合相比,采用BP 为紫外引发剂可以有效地防止由于聚砜主链的剪切所导致的BSA 截留率的降低

[14,16,17]

Table 1

Permeation and recycling property of control PSF membrane and membranes modified with different BP ,PEGMA concentrations and UV irradiation time

Membrane

PEGMA concentration /

(g ·L -1)

UV Irradiation time /min

BP concentration /(mol ·L -1)

Relative flux (J w1/J 0)*

Rejection ratio (%)

Grafting degree /(μg ·cm -2)

1000

1.0095.20

210300.100.9296.1133.3320300.101.0697.4215.4430300.101.0097.3287.2540300.100.8598.0369.2650300.100.7598.5415.4760300.100.6598.6435.9830100.100.9596.792.3930200.101.0097.1184.61030300.101.0097.6261.51130400.100.8597.7359.01230500.100.7897.8384.61330600.100.7298.2389.71430300.030.9596.5138.51530300.060.8797.1205.11630300.100.9598.4271.81730300.130.8098.6333.318

30

30

0.15

0.84

98.2

256.4

*J 0was the pure water flux of the membrane before modification.

2.2

膜表面全反射红外吸收光谱

采用全反射红外光谱(ATR /FTIR )对聚砜超滤膜的表面进行分析.谱图对照显示,在1729,

943

和Fig.1

ATR /FTIR spectra for the PSF membrane (a ),modifed membranes with a grafting degree of 215.38μg /cm 2(b )and 435.89

μg /cm 2

(c )

2880cm -1处出现新峰,分别对应PEGMA 中酯键的

特征峰和聚乙二醇的特征吸收峰[7]

.这也证实了PEGMA 被成功接枝到聚砜超滤膜的表面.由图1可以发现,随着改性聚砜超滤膜接枝度的提高,这

些特征吸收峰的强度也有相应的提高.

2.3改性条件对超滤膜接枝度和亲水性的影响由图2(A )可以发现,在固定BP 和PEGMA 浓度时,改性膜的接枝度随着紫外辐射时间的延长而增加,但增加的速率逐渐降低.这是由于随着紫外辐射时间的延长,聚砜超滤膜表面会产生更多的活性位点,从而增加改性膜的接枝度.随着紫外辐射时间的进一步延长,BP 和PEGMA 的消耗及膜表面

已接枝的分子链会阻碍反应的进一步进行,使接枝度的增加幅度逐渐减小.

从图2(B )可以看出,在BP 浓度和紫外辐射时间不变时,改性膜的接枝度随着PEGMA 浓度的增加而增加,但增加的幅度逐渐减小.随着辐射过程中PEGMA 浓度的增加,PEGMA 与膜表面自由基接触的机会增加,使改性膜的接枝度提高.但在接枝度较高时,接枝的单体会覆盖膜表面,从而阻止膜PEGMA 的进一步接枝,使接枝度增加的速率降低.

从图2(C )可以看出,在PEGMA 浓度和紫外辐射时间一定时,随着BP 浓度的增加,改性膜的接

枝度先增加后减小.在BP 浓度为0.13mol /L 时,改性膜的接枝度达到最大值(305μg /cm 2

).随着BP 浓度的增加,聚砜膜表面的自由基增加.在BP 浓度低于0.13mol /L 时,随着BP 浓度的提高,膜表面增加的自由基会促进PEGMA 在膜表面接枝聚合的发生;但在BP 浓度超过0.13mol /L 时,过量的自

8052高等学校化学学报Vol.31

一步接枝反应.图3(C)是PEGMA浓度为30g/L,紫外辐射时间为30min,引发剂浓度从0到0.15

0152高等学校化学学报Vol.31 mol/L时,改性超滤膜抗污染能力的变化.在BP浓度从0到0.13mol/L时,改性超滤膜的R

从0.486

ir

降低到0.107;而当BP浓度进一步增加时,改性超滤膜的R ir从0.107增加到0.154.这些结果与图2(C)中的接枝度和水接触角的变化规律一致.

参考文献

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[17]Teke A.B.,Baysal S.H..Process Biochem.[J],2007,42(3):439—443

Enhancing Antifouling Property of Polysulfone Ultrafiltration Membrane by Grafting Poly(ethylene glycol)Methyl Ether Methacrylate(PEGMA)via

UV-initiated Polymerization

YU Hai-Jun1,2,CAO Yi-Ming1*,KANG Guo-Dong1,ZHOU Mei-Qing1,LIU Jian-Hui1,YUAN Quan1(1.Dalian Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Dalian116023,China;

2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)

Abstract The poly(ethylene glycol)methyl ether methacrylate(PEGMA)was grafted onto polysulfone (PSF)ultrafiltration membrane using benzophenone(BP)as the initiator to improve the antifouling property.The polymer chain scission was suppressed by H-abstraction from methyl groups under long-wavelength UV irradiation(λ﹥300nm),which partly avoided the photodegradation of PSF ultrafiltration membrane.The effects of PEGMA concentration,UV irradiation time and BP concentration on grafting degree,contact angle (CA)and the improvement of membrane antifouling properties were investigated.Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy(ATR/FTIR)was used to characterize the change of chemical composi-tion.The flux of pure water decreased slightly after modification,while the rejection to bovine serum albumin (BSA)increased.The improvement of antifouling property for PEGMA-modified membrane was accordant with the increase of grafting degree.

Keywords Ultrafiltration membrane;Benzophenone;UV-irradiation;Antifouling

(Ed.:W,Z)

甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计设备选型与布置.doc

甲基丙烯酸甲酯生产工艺毕业设计-设备选型与布置

目录 1. 前言 0 1.1 MMA市场应用及前景 0 1.2 MMA生产工艺 (1) 1.2.1 丙酮氢醇(ACH)路线 (1) 1.2.2 合成气法 (2) 1.2.3 乙烯拨基化路线 (2) 1.2.4 丙炔法 (3) 1.2.5 异丁烯法 (3) 1.3 本文MMA生产工艺路线的确定 (4) 1.4 化工设备选型计算中使用的软件 (6) 1.4.1 Cup-Tower对塔设备的选型 (6) 1.4.2 智能选泵系统 (7) 1.4.3 Aspen与EDR联用设计换热器 (8) 1.4.4 化工设备布置图CAD设计 (8) 1.5 项目概况 (9) 1.5.1 项目名称 (9) 1.5.2 拟建地址 (9) 1.5.3 生产工艺 (9) 1.5.4 原料及产品 (9) 2. 工艺流程简介及模拟 (10)

2.1 流程概述 (10) 2.2 Aspen plus仿真模拟流程 (11) 2.2.1 MAL合成工段的模拟 (11) 2.2.2 MMA合成工段的模拟 (12) 3. 设备设计计算及选型 (13) 3.1 反应器的设计 (13) 3.1.1 MAL合成反应器(R101)的设计 (13) 3.1.2 MMA合成浆态床反应器(R201)的设计 (21) 3.2 塔设备的选型与设计 (26) 3.2.1 急冷喷淋塔简单设计计算 (26) 3.2.2 cup-Tower对脱水塔的选型 (29) 3.2.3 cup-Tower对吸收塔的选型 (32) 3.2.4 MMA精馏塔设计 (36) 3.3 换热器的选型 (51) 3.3.1 换热器设计选型示例(E201的选型) (51) 3.3.2 换热器选型结果汇总 (56) 3.4 泵的选型 (56) 3.4.1 泵的设计选型示例(P201的选型) (56) 3.4.2 泵的选型结果 (62) 3.5 储罐设计 (62) 3.5.1 主要储罐的设计 (62)

甲基丙烯酸甲酯(MMA)

化学品中文名称:甲基丙烯酸甲酯 化学品英文名称:methyl methacrylate 中文名称2:α-甲基丙烯酸甲酯 英文名称2:methacrylic acid methyl ester 技术说明书编码:309 CAS No.:80-62-6 分子式:C5H8O2 分子量:100.12 第二部分:成分/组成信息回目录 有害物成分含量CAS No. 甲基丙烯酸甲酯80-62-6 第三部分:危险性概述回目录 危险性类别: 侵入途径: 健康危害:本品有麻醉作用,有刺激性。急性中毒:表现有粘膜刺激症状、乏力、恶心、反复呕吐、头痛、头晕、胸闷,可有急识障碍。慢性影响:体检发现接触者中血压增高、萎缩性鼻炎、结膜炎和植物神经功能障碍百分比增高。 环境危害: 燃爆危险:本品易燃,具刺激性。 第四部分:急救措施回目录 皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入:饮足量温水,催吐。就医。 第五部分:消防措施回目录 危险特性:易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。在受热、光和紫外线的作用下易发生聚合,粘度逐渐增加,严重时整个容器的单体可全部发生不规则爆发性聚合。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。遇大火,消防人员须在有防护掩蔽处操作。灭火剂:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效,但可用水保持火场中容器冷却。

超滤膜的吸附污染研究

DOI:10.16159/https://www.wendangku.net/doc/a83258550.html, k i.i ssn1007-8924.1997.01.007 第17卷第1期膜 科 学 与 技 术V o l.17N o.1 1997年2月M EM BRAN E SCIEN CE AN D T ECHN O LO G Y Feb.1997 超滤膜的吸附污染研究* 陆晓峰 陈仕意 刘光全 王彬芳** (中国科学院上海原子核研究所,上海 201800) 摘 要 研究了五种不同材料、不同的亲水性、孔径相当的超滤膜及同种材料、四种 不同孔径的超滤膜受蛋白污染的情况.研究表明,亲水性好的膜受蛋白的污染小,孔 径小的膜抗污染性能好. 关键词 超滤 膜污染 分类号 TQ028.8 超滤膜技术正迅速进入工业化实用阶段,生化、食品等领域由于超滤技术的应用已收到巨大的效益,但随之而出现了人们最关注的膜污染、浓差极化等问题.膜污染引起透过膜的溶液量明显下降,由此导致设备成本上升,产品质量下降等一系列问题.目前有关超滤膜污染研究、抗污染超滤膜的研制等都已引起国内外有关专家的重视[1,2]. 本文着重研究对不同膜材料、不同膜孔径对吸附蛋白质的影响,以及蛋白质溶液的pH和温度变化对膜吸附的影响,从而探讨在蛋白质物质的超滤中膜的污染规律. 1 实验方法 1.1 超滤膜制备 用相转换法制膜,各类膜都由本所制备. 1.2 通量(f)测定 用杯式或循环式四串联超滤膜评价仪,平均压力0.2M Pa,预压30min后,收集一定时间内通过膜的纯水体积. f(m l/cm2h)=透过液体积/膜面积×时间 1.3 截留率(R)测定 用杯式超滤膜评价议,平均压力0.2M Pa,溶液分别为浓度为0.5g/L的牛血清白蛋白(BSA)、聚乙二醇(PEG).先平衡20min,再取样用TOC-10B总有机碳测定仪测定其浓度. R(%)=(1-透过液浓度/料液浓度)×100% 收稿日期:1996-04-16 *上海市自然科学基金资助项目 **华东理工大学 第一作者:男,43岁,高级工程师

甲基丙烯酸甲酯的精制

实验二十四甲基丙烯酸甲酯聚合物综合设计实验 实验24-1 甲基丙烯酸甲酯的精制 一、目的和要求 1、了解甲基丙烯酸甲酯单体的贮存和精制方法。 2、掌握甲基丙烯酸甲酯减压蒸馏的方法。 二、仪器、设备和材料 1、主要仪器 500ml三口瓶,毛细管(自制),刺型分馏柱,0~100℃温度计,接收瓶 2、主要试剂 甲基丙烯酸甲酯(AR)、氢氧化钠(CP) 三、实验原理 甲基丙烯酸甲酯为无色透明液体,常压下沸点为100.3~100.6℃。 为了防止甲基丙烯酸甲酯在贮存时发生自聚,应加适量的阻聚剂对苯二酚,在聚合前需将其出去。对苯二酚可与氢氧化钠反应生成溶于水的对苯二酚钠盐,再通过水洗即可除去大部分的阻聚剂。 水洗后的甲基丙烯酸甲酯还需进一步蒸馏精制。由于甲基丙烯酸甲酯沸点较高,加之本身活性较大,如采用常压蒸馏会因强烈加热而发生聚合或其他副反应。减压蒸馏可以降低化合物的沸点温度。单体的精制通常采用减压蒸馏。 由于液体表面分子逸出体系所需的能量随外界压力的降低而降低,因此降低外界压力便可以降低液体的沸点。沸点与真空度之间的关系可近似地用下式表示: LgP=A+B/T 24-1 式中,P为真空度;T为液体的沸点,K;A和B都是常数,可通过测定两个不同外界压力时的沸点求出。 甲基丙烯酸甲酯沸点与压力关系。见表24-1 注:1 mmHg=133.322Pa 四、实验步骤 1、将工业纯的甲基丙烯酸甲酯300ml置于500ml分液漏斗中,用10%的NaOH溶液洗2 ——3次,每次用量为50ml,洗至碱液无色透解,再用2%食盐水每次50ml洗2——3次至废水呈中性,然后将甲基丙烯酸甲酯放入试剂瓶中,加入(20%——25%按单位量)无水氯化钙放置30分钟,滤去干燥剂,为实验用精单体。 2、按图24-1安装减压蒸馏装置,并与真空体系、高纯氮体系连接。要求整个体系密闭。 开动真空泵抽真空,并用煤气灯烘烤三口瓶、分馏柱、冷凝管、接受瓶等玻璃仪器,尽量除去系统中的空气,然后关闭抽真空活塞和压力计活塞,通入高纯氮至正压。待冷却后,再抽空、烘烤,反复三次。

甲基丙烯酸甲酯生产现状及市场前景

甲基丙烯酸甲酯生产现状及市场前景 [摘要]本文介绍了目前国内外甲基丙烯酸甲酯的生产工艺、生产现状以及市场情况,对国内市场今后发展趋势进行了分析预测,并对我国甲基丙烯酸甲酯发展提出建议。 [关键词]甲基丙烯酸甲酯;技术;生产;市场 1、概述[1] 甲基丙烯酸甲酯(英文名称methyl methacrylate,简称MMA是一种重要的有机化工原 料,主要用来生产有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMM)也用来制造其它树脂、塑料、涂 料、粘合剂、润滑剂、木材和软木的浸润剂、电机线圈的浸透剂、纸张上光剂、印染助剂和绝缘灌注材料等, 用途十分广泛。近几年,亚洲市场对电子/电器/光学用品、显示标志、各 种照明设备和灯具需求旺盛,推动了MMA亍业的快速发展。在玩具、文具及其他物品等采用透明树脂需求继续大增的同时,LCD核心元件背光用光板和广告宣传标志牌等用途的需求量 也大有发展。 2、应用领域及需求预测 2.1 有机玻璃行业 MMA主要用于生产丙烯酸树脂和塑料,即有机玻璃,占其消费量的一半以上。有机玻璃在工农业和国防建设以及日常生活方面均有广泛的用途,透明有机玻璃具有优良的透光性和电绝缘性,是制造飞机、车船、仪器仪表透明件,光学镜片,医疗卫生、文教用品的好材料。珠光有机玻璃作为工商业装潢、工艺美术品、日常生活装饰点缀材料。有机玻璃作为建筑材料方面也有着广阔的应用市场。而特种玻璃的前景更为光明,如光学有机玻璃、防射线有机玻璃、光盘级有机玻璃等, 在我国尚属空白。最近韩国成功开发了用聚甲基丙烯酸甲酯(PMM)A 制造液晶显示器(LCD,在这一领域的开发应用,为PMMA亍业开阔了前景,同时也为原料MMA市场注入活力。在MMA供应充足、价格合理的情况下,我国有机玻璃市场还有较大的发展余地。预计到2005年,国内有机玻璃行业对MMA勺需求量为10~12万吨。 2.2 表面涂料行业 MMA在表面涂料行业消费份额较大,用以生产溶剂型涂料、水性涂料以及乳胶漆,广泛应用于汽车、家具、建筑等行业。随着我国居民生活水平的提高,对居住条件的要求越来越高,家庭装修成为人们生活必不可少的一部分,因此高档次的涂料、乳胶漆等用量会越来越大。我国过去在这一领域MMA肖费量较少,随着国内需求量的增加,势必带动表面涂料行业的发展。随着日本立邦、英国ICI 等国外跨国公司在我国独资、合资涂料企业的建立,高档涂料、新型配方涂料生产引入国内,MMA在表面涂料行业的用量将会大幅增长。预计到2005年,国内表面涂料行业对MMA勺需求量为万吨左右。 2.3PVC 改性剂 MMA在国内另一个重要的市场是PVC改性剂,包括ACR和MBS。我国是PVC树脂生产 和消费大国,随着人民生活水平的不断提高,PVC制品的需求增长很快,特别是近两年,国 内PVC市场全线飘红,各地相继扩产、新建PVC装置,这将会带动PVC改性剂的需求增长。 但是我国目前PVC改性剂的生产和发展落后,随着国家“十五”计划对PVC改性剂的重视, 目前吉化公司、齐鲁石化、兰化公司等大型石化集团均将ACR和MBS列为“十五”重点发展 项目。MBS是MMA丁二烯-苯乙烯的三元共聚物,是PVC和ABS的改性产品,可用于提高PVC 的冲击强度、透明性和光泽性,改进PVC的加工性能。目前吉化公司已经研究出制造MBS 自有技术,已经通过中试成功,并计划建设万吨级规模的装置。因此,对于MMA生产企业来

超滤膜运行维护手册

超滤膜系统运行维护手册

目录 一、二、 中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理 2. 中空纤维超滤膜结构 3. 中空纤维超滤膜的优点 4. 中空纤维超滤膜的主要应用领域系统工艺描述 三、中空纤维超滤膜技术参数描述 四、超滤系统设备内容描述 五、系统控制描述 六、系统维护管理表 七、系统的维护及注意事项 八、安全注意事项 九、操作数据记录表 十、相关图纸及资料 一、中空纤维超滤膜系统简介 1. 中空纤维超滤膜概述及工作原理 中空纤维超滤膜是在较低的压差推动力作用下进行的筛孔分离过程,主要用于溶液中大分子物质、胶体、蛋白、微粒的分离和浓缩。超滤过程是在膜两侧产生一定的压力差后,溶剂、低分子物质和无机盐透过膜,而大分子物质、胶体等被半透膜所截留。超滤膜具有选择性表面层的主要原因是它具有一定大小和形状的孔,超滤膜的基本孔径为微米。

中空纤维超滤膜的分离机理主要有:1.溶质在膜表面和微孔内的吸附;2.粒径略小于膜孔的溶质在微孔中的停留,引起堵塞;3.粒径大于膜孔的溶质在膜表面的机械截留,即筛分。其中筛分是超滤过程的主要分离机理。 中空纤维超滤膜的操作方式可分为终端过滤和错流过滤。在终端过滤中,随着操作时间的延长,被截留的物质将在膜表面形成污染层,使过滤阻力不断增加,在操作压力不变的情况下,膜渗透速率将不断下降;而错流过滤,由于料液平行的流过膜表面,因此与传统的终端过滤相比,错流过滤可在较长的时间内维持较高的渗透通量。因此错流过滤目前已广泛的应用于超滤分离过程中。 中空纤维超滤膜组件的主要类型有管式、中空纤维和卷式三种。这三种膜组件的性能综合比较见表,在实际应用中应根据不同的处理对象加以选择。高污染的料液为避免浓差极化可选择组件流动状态好、对堵塞不敏感和易于清洗的组件,例如管式。但同时需考虑组件的造价、膜更换费和运转费。对于低污染和中等污染的料液则可选用中空超滤膜和卷式超滤膜。 表几种超滤膜组件的比较 为了保证一定的膜渗透通量和维持膜的使用寿命,必须对膜进行清洗。膜清洗频率与料液的污染程度和预处理措施的完善程度密切相关。膜清洗工艺可分为物理法和化学法两大类。物理法包括水力冲洗、气水混合冲洗、反冲洗。反冲洗是在膜组件中,将反向压力施加于膜渗透侧,弓I起渗透液的反向流动,以松动和去除膜进料侧表面的污染物。化学清洗所用的药剂和方法,需根据污染物进行决定。 2. 中空纤维超滤膜结构 中空纤维超滤膜组件是错流过滤系统的基础,制造方法是将具有微孔的纤维状膜束封装在膜壳中制成。超滤膜采用双皮层设计,不但能进行外压式操作,而且能进行内压式操作,从而使其应用领域得到大大的拓展。 超滤膜特性

甲基丙烯酸甲酯生产工艺及技术经济比较

甲基丙烯酸甲酯生产工艺及技术经济比较 摘要从技术性和经济性角度评述了甲基丙烯酸甲酯的生产工艺, 包括丙酮氰醇(ACH) 法、异丁烯/叔丁醇法、乙烯法和异丁烷氧化法, 认为异丁烯直接氧化工艺具有原料来源广泛、收率高、环境污染小的特点。 关键词甲基丙烯酸甲酯, 生产工艺, 技术经济比较 甲基丙烯酸甲酯(MMA)是一种重要的有机化工原料, 可在光热或催化剂存在下自聚或与其他单体共聚生成甲基丙烯酸甲酯树脂和塑料, 如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、MMA -苯乙烯(MS)树脂、MMA -丁二烯-苯乙烯(MBS)树脂等。聚合产品具有透明度高、耐候性好、光学性能优良等特点, 广泛用作广告牌、照明材料、建筑材料、汽车零件等。近来, 这些聚合产品在IT 行业相关领域如液晶显示屏光导板、DVD 光盘等的需求也快速增长。在物理性质上, MMA 具有低毒性, 且可以回收, 因而是有利于环保的材料。 据统计, 2002 年全球MMA 生产能力为2 477 kt/a , 其中北美765 kt/a ,占30 .9 %;南美29 kt/a , 占1 .1 %;东欧50 kt/a , 占2 .0 %;西欧705 kt/a ,占28 .5 %;日本535 kt/a , 占21 .6 %;不包括日本的亚洲其他地区393 kt/a , 占15 .9 %[1] 。同年全球MMA消费量共1970 kt ,其中北美占35 %,欧洲占27 %,日 本占19 %, 亚洲其他地区占15 %, 世界其他地区占4 %。预计至2006 年全球MMA 年均需求增长率为3 %~ 3.5 %,其中亚洲增长强劲, 为4 %, 北美为3 .1 %, 欧 洲为2 .4 %[2] 。2002年我国MMA生产能力约120 kt/a ,实际产量约90kt。同年中 国MMA 消费量约150 kt ,其中65 %用于有机玻璃的生产, 12 %用于塑料化工助剂, 11 %用于表面涂料, 12 %用于其他领域。预计未来5 年中国MMA 发展的主要市场 仍是有机玻璃、水性涂料和聚氯乙烯改性剂等[3] 。 1 传统MMA 生产工艺及其改进 丙酮氰醇(ACH)法是MMA 生产的传统工艺。1982 年日本开发了以异丁烯为原料的直接氧化法工艺以来, 已开发出多种生产工艺, 其中有的已实现工业化, 有的则尚在开发改进之中。MMA 主要合成路线如图1 所示[4] 。 目前在工业上,MMA 主要有5 种生产工艺。由于采取不同的原料,合成MMA 的催化反应收率也有高有低。各工艺装置的规模效益也不一样, 任何一项工艺没有绝对的优势。全球MMA 生产能力中80 %采用ACH 工艺。在MMA 三大生产地区, 北

1247甲基丙烯酸甲酯

甲基丙烯酸甲酯安全技术说明书 第一部分化学品标识 【中文名】:甲基丙烯酸甲酯;α-甲基丙烯酸甲酯;甲基败脂酸甲酯【英文名】:Methyl methacrylate;Methacrylic acid,methyl ester 【分子式】:C 5H 8 O 2 分子量:100.12 【CAS号】:80-62-6 【RTECS号】:OZ5075000 【UN编号】:1247 【危险货物编号】:32149 【IMDG规则页码】:3259 第二部分主要组分与性状 【物理状态】:无色易挥发液体。并具有强辣味 【主要用途】:用作有机玻璃的单体,也用于制造其他树脂、塑料、涂料、粘合剂、润滑剂、木材和软木的浸润剂、纸张上光剂等 第三部分健康危害 【侵入途径】:通过吸入和食入吸收进体内 【健康危害】:人对本品气味感觉阈浓度为85mg/m3,刺激作用阈浓度(暴露1分钟)为285mg/m3。中毒表现为乏力、恶心、反复呕吐、头痛、头晕、胸闷、伴有短暂的意识消失、中性白细胞增多症。慢性中毒:神经系统受损的综合症状占主要地位,个别可发生中毒性脑病。可引起轻度皮炎和结膜炎。接触时间长可致麻醉作用。IARC评价:3组,未分类物质。无人类资料,动物证据不充分IDLH:1000PPm 嗅阈:0.085ppm OSHA:表Z—1空气污染物健康危害(蓝色):2 【毒性】:为麻醉剂。麻醉浓度和致死浓度几乎相同,有弱的刺激作用。LD50:7872mg/kg(大鼠经口) LC50:3750ppm(大鼠吸入) 第四部分急救与防护措施 【眼睛接触】:立即翻开上下眼睑,用流动清水冲洗15分钟。就医 【皮肤接触】:脱去污染的衣着,用肥皂水及清水彻底冲洗。注意患者保暖并且保持安静。吸入、食入或皮肤接触该物质可引起迟发反应。确保医务人员了解该物质相关的个体防护知识,注意自身防护 【食入】:误服者给饮足量温水,催吐,就医 【吸入】:脱离现场至空气新鲜处。呼吸困难时给输氧。呼吸停止时,立即进行人工呼吸就医 【接触限值】:中国MAC:未制订标准前苏联MAC:10mg/m3 美国TLV—TWA:410mg/m3 美国TLV—STEL:未制订标准

超滤膜污染预防与控制技术

超滤膜污染预防与控制技术 发表时间:2019-04-19T15:02:55.820Z 来源:《基层建设》2019年第5期作者:谢鹏伟[导读] 摘要:以超滤技术为核心的组合工艺作为微污染水源水处理的一项新技术,引起了人们越来越多的关注,成为给水处理领域研究的热点,也大量应用于电厂锅炉补给水除盐系统中,但超滤膜污染一直是超滤技术在实际工程推广应用中所面临的一大障碍。 天津膜天膜科技股份有限公司 300000 摘要:以超滤技术为核心的组合工艺作为微污染水源水处理的一项新技术,引起了人们越来越多的关注,成为给水处理领域研究的热点,也大量应用于电厂锅炉补给水除盐系统中,但超滤膜污染一直是超滤技术在实际工程推广应用中所面临的一大障碍。总结了近年来超滤膜污染预防与控制方面的新进展,包括膜污染的成因及机理、膜污染防治以及膜清洗方法,为电厂除盐系统超滤膜污染预防和控制提供 思路。 关键词:超滤膜;污染预防;控制技术 1 引言 目前,超滤技术已被广泛应用于市政、工业、特种分离等领域的水处理系统中,也大量应用于火力发电厂的锅炉补给水除盐系统中。超滤膜是膜集成技术的重要组成部分,一般安装于反渗透装置的前级,它能非常有效地减少反渗透膜的污堵,保障反渗透装置的安全稳定运行,提高反渗透系统的产水率,减少浓水量。但在实际应用的过程中,超滤膜污染情况时有发生,如果处理不当就会严重影响制水量,甚至影响电厂机组安全运行。因此,掌握正确的预防、控制超滤膜污染的措施和清洗方法是电厂锅炉补给水除盐系统中非常重要的技术。 2 膜污染的形成 2.1膜污染定义 膜污染是指被处理物料中的微粒、胶体粒子和大分子溶质由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用,而引起的膜表面或膜孔内吸附、堵塞,使膜产生透过通量与分离特性的不可逆变化的现象。包括膜的孔道被大分子溶质堵塞引起膜过滤阻力增加;溶质在孔内壁吸附;膜面形成凝胶层增加传质阻力。组分在膜孔中沉积将造成膜孔减小甚至堵塞,实际上减小了膜的有效面积。组分在膜表面沉积形成的污染层所产生的额外阻力可能远大于膜本身的阻力,而使渗透流率与膜本身的渗透性无关。膜污染程度同膜材料、保留液中溶剂以及大分子溶质的浓度、性质、溶液的 pH 值、离子强度、电荷组成、温度和操作压力等有关,污染严重时能使膜通量下降80%以上。 2.2超滤膜污染的成因及机理 超滤膜污染过程一般可分为三个阶段:第一阶段,超滤开始过滤时,大颗粒物质在溶液不断透过膜的过程中被带至并吸附在膜的表面,使膜面的大颗粒物质浓度高于主体溶液的浓度形成浓差极化层,浓差极化层所引起的传质阻力较小,对膜的选择性和过滤影响不明显。第二阶段,随着大颗粒物质不断在膜表面吸附积累,边界层的浓度不断增加,当其浓度达到饱和浓度时形成凝胶层。这层污染层形成后,压力增加厚度增加,所增加的压力与增厚的凝胶层阻力相抵消,以致透水通量不再增加。第三阶段,小于膜孔径的颗粒污染物在孔道内吸附形成搭桥式堵塞,同时略大于孔径的颗粒物在压力作用下进入膜孔内形成堵塞,由此造成膜的孔隙率逐渐下降,超滤膜的过滤及分离特性严重被破坏。 3超滤膜污染的防控措施及清洗方法任何膜分离技术在应用中,纵使选择了较合适的膜和运行工艺,膜的污染问题也必定发生,就必须采取一定方法以去除膜表面或膜孔内的污染物,以达到恢复产水量,延长膜寿命的目的。本文以电厂常用的中空纤维超滤组件为例,展开分析。如提高进入超滤的进水水质,选择合适的膜组件,优化操作条件和运行工艺,从而有效防控膜污染。 3.1超滤膜污染的防控措施 3.1.1选择合适的膜组件 根据电厂产水特点,多选择结构紧凑的中空纤维超滤膜组件,其具有单位体积内膜的填装密度高,比表面积大,料液流动状态好,浓差极化倾向易于控制,能耗较低,投资费用相对较低的特点。中空纤维膜有单皮层和双皮层两种,目前单皮层好于双皮层中空纤维膜,单皮层空纤维膜外表面孔径比内表面孔径大几个数量级,透过内表面孔的大分子不会被外表面孔截留,因而抗污染能力强。 其次,超滤膜有外压组件和内压组件,通过应用对比,外压组件比内压组件有着更好的抗污染性能,尤其是原水为微污染的地表水,更适合选用外压超滤组件。 最后就是膜丝材质,现在超滤产品材质有PES、PS、PVC、PVDF等多种材质,由于PVDF的优异的抗污染性能和化学稳定性,已经成为了微污染水源条件下的较好选择。 3.1.2提高原水品质 原水在进入超滤前应进行足够时间的混合、絮凝、沉淀、粗过滤等预处理,以提高原水品质,减少污染物进入超滤膜。在采用超滤原水的试验中,发现在超滤前使用混凝可以提高渗透通量和延缓膜通量衰减;在使用高锰酸盐和加氯预处理对控制藻类污染的研究中发现,联合使用高锰酸盐和加氯可以降低超滤膜污染的速率。 3.1.3优化操作条件 在膜运行过程中采取一定的操作策略,如采用气水反冲洗的方式,反洗时在中空纤维超滤膜丝外侧采用连续切向空气流,在膜表面产生气/液两相流,可产生高剪切力和流体不稳定性,以减少颗粒物在膜表面上沉积,同时气泡的擦洗也使滤胶层膨松,即使在较低气体流速下超滤通量也会有明显提高。另外,对PVDF材质膜表面做垂直作用电场试验时,发现膜通量大大提高,在高pH值下,通量甚至超过纯水,随着电场强度的增加膜透过量也增加;此外,研究报道,利用超声波照射超滤膜组件也可一定程度上提高膜的透过性能。 3.2膜污染的清洗方法 膜污染的清洗方法包括物理清洗法和化学清洗法。物理清洗方法中最为常用的是水力清洗技术和气水冲洗联合技术,化学清洗法是指加入了药物辅助清洗的方法,包括加酸、杀菌剂等药剂。在选择清洗方法前,要弄清楚污染物的种类和性质,采取针对性的清洗方法。通常系统应设置合理的清洗方法,多用物理法冲洗,只有在物理法冲洗达不到理想效果时,再考虑用化学清洗法。当正常出力下,产水量减少,还会选择人工干预清洗的方法。 3.2.1物理清洗

甲基丙烯酸甲酯MMA市场监测及发展机遇研究报

甲基丙烯酸甲酯M M A 市场监测及发展机遇研 究报 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】

甲基丙烯酸甲酯(MMA)

什么是行业研究报告 行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等,为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。 企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场,但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。一个全面竞争的时代,不但要了解自己现状,还要了解对手动向,更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。 行业研究报告的构成 一般来说,行业研究报告的核心内容包括以下五方面:

行业研究的目的及主要任务 行业研究是进行资源整合的前提和基础。 对企业而言,发展战略的制定通常由三部分构成:外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。 行业与企业之间的关系是面和点的关系,行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间;企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。 行业研究的主要任务: 解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位 分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度 预测并引导行业的未来发展趋势 判断行业投资价值 揭示行业投资风险 为投资者提供依据

2016-2022年中国甲基丙烯酸甲酯(MMA)市场监测及发 展机遇研究报告 【出版日期】2015年 【交付方式】Email电子版/特快专递 【价格】纸介版:7000元电子版:7200元纸介+电子:7500元 【报告超链】 报告摘要及目录 甲基丙烯酸甲酯是一种有机化合物,又称MMA,简称甲甲酯[1] 。是一种重要的化工原料,是生产透明塑料聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃,PMMA)的单体。易燃,有强刺激性气味,有中等毒性,应避免长期接触。 报告目录: 第一章甲基丙烯酸甲酯(MMA)行业概述 15 第一节甲基丙烯酸甲酯(MMA)相关概念 15 一、甲基丙烯酸甲酯(MMA)定义 15 二、甲基丙烯酸甲酯(MMA)的性质 15 三、甲基丙烯酸甲酯(MMA)市场的政策化 16 第二节甲基丙烯酸甲酯(MMA)的用途 16 一、甲基丙烯酸甲酯(MMA)生产方法 16 二、甲基丙烯酸甲酯(MMA)产品用途 17 第二章甲基丙烯酸甲酯(MMA)行业市场运行分析 17

甲基丙烯酸甲酯应用

甲基丙烯酸甲酯应用(一) 2009-12-22 16:10:51 作者:admin来源:浏览次数:0 网友评论 0 条 2.5.1 PVC改性剂PVC冲击强度较低并难以加工,在使用中遇到一些实际困难,从而,必须加入一些改性剂,以提高其强度和改进其加工性能。目前所使用的改性剂有ACR(丙烯酸酯共聚树脂)、... 2.5.1 PVC改性剂 PVC冲击强度较低并难以加工,在使用中遇到一些实际困难,从而,必须加入一些改性剂,以提高其强度和改进其加工性能。目前所使用的改性剂有ACR(丙烯酸酯共聚树脂)、MBS(MMA/Bd/St共聚物)、EVA、ABS、CPE等。聚氯乙烯(PVC)改性剂一般分为部分相溶型和粒子分散型两种,EVA、CPE等属于前者,而MBS、ACR等属于后者。部分相溶型改性剂对加工条件依赖性较大,因与PVC部分相溶,改变了PVC原有的性能,其刚性、拉伸强度和耐热性均有所降低,并且与PVC折射率很难接近,不易制造透明PVC制品;而粒子分散型改性剂加入PVC中,可降低PVC的熔融流动指数,且可改善加工性能,提高冲击强度,而且不降低PVC原有的刚性,拉伸强度,耐热性,仍能保持其折射率,能够生产PVC透明或半透明的制品。 PVC树脂是通用塑料中的一大品种,仅次于PE,名列第二位。我国PVC总生产能力,于1995年已达1595kt/a,表观消费量为1704.2kt/a,至2000年产能将超过2000kt/a。国内PVC消费结构为:软制品、硬制品,从1988年的10:1至1997年的3:1。与国外软制品:硬制品=3:7相比,恰好相反。从而,我国PVC硬制品具有极大的潜在市场,随之而来的MBS、ACR等PVC改性剂,同时也会具有广泛的应用市场。 2.5.1.1 MBS改性剂 MBS树脂系甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丁二烯(Bd)和苯乙烯(St)三元接枝共聚物。目前世界MBS树脂生产能力已达350kt/a,其商品牌号有:日

甲基丙烯酸甲酯的制备

甲基丙烯酸甲酯聚合物综合设计实验 甲基丙烯酸甲酯的精制 一、目的和要求 1、了解甲基丙烯酸甲酯单体的贮存和精制方法。 2、掌握甲基丙烯酸甲酯减压蒸馏的方法。 二、仪器、设备和材料 1、主要仪器:500ml三口瓶,毛细管(自制),刺型分馏柱,0~100℃温度计,接收瓶 2、主要试剂:甲基丙烯酸甲酯(AR)、氢氧化钠(CP) 三、实验原理 甲基丙烯酸甲酯为无色透明液体,常压下沸点为100.3~100.6℃。 为了防止甲基丙烯酸甲酯在贮存时发生自聚,应加适量的阻聚剂对苯二酚,在聚合前需将其出去。对苯二酚可与氢氧化钠反应生成溶于水的对苯二酚钠盐,再通过水洗即可除去大部分的阻聚剂。 水洗后的甲基丙烯酸甲酯还需进一步蒸馏精制。由于甲基丙烯酸甲酯沸点较高,加之本身活性较大,如采用常压蒸馏会因强烈加热而发生聚合或其他副反应。减压蒸馏可以降低化合物的沸点温度。单体的精制通常采用减压蒸馏。 由于液体表面分子逸出体系所需的能量随外界压力的降低而降低,因此降低外界压力便可以降低液体的沸点。沸点与真空度之间的关系可近似地用下式表示: LgP=A+B/T 24-1 式中,P为真空度;T为液体的沸点,K;A和B都是常数,可通过测定两个不同外界压力时的沸点求出。 甲基丙烯酸甲酯沸点与压力关系。见表24-1 沸点/℃10 20 30 40 50 60 70 80 90 100.6 压力/mmHg24 35 53 81 124 189 279 397 543 760 注:1 mmHg=133.322Pa 四、实验步骤 1、将工业纯的甲基丙烯酸甲酯300ml置于500ml分液漏斗中,用10%的NaOH溶液洗2 ——3次,每次用量为50ml,洗至碱液无色透解,再用2%食盐水每次50ml洗2——3

超滤膜污染的机理和控制_张原

研究与探索 超滤膜污染的机理和控制 张 原 (深圳市自来水集团有限公司,广东 深圳 518031) 摘要 文章介绍了超滤膜污染的机理和模型,然后试验证明引起膜污染的主要因素包括:膜材料的性能、膜材料与所处理液的相互配合、处理液的浓度与流速等。通过改善膜材料的性能、合理处理好膜与所处理液之间的各种参数匹配,可以有效地解决膜的污染问题。 关键词 超滤膜 范德华力 双电层 吉布氏吸附方程 弗雷德里希方程 Mechanism and Control of the Pollution of Ultrafiltration Membrane Zhang Yuan (Shenzheng Water S upply (Group )Co .Ltd .,Guangdong Shenzheng 518031) A bstract In this paper ,mechanism and model of the pollution of ultra -filtration membrane are in -trouduced and then the main facto rs including the characteristics of the materials membrane m ade of ,m atching of the membrane and the liquid to be treated ,make the mem brane polluted were approved .To improre the char -acteristics of the membrane and match well the parameters related to the membrane may be solved . Keywords ultra -fillration membrane van der weals force electric double layer Gibb 's adsorption e -quation freundlich isotherm 1 膜技术在给排水行业的应用 由于在给排水领域内,超滤膜应用较广,而系统在运行过程中,特别是废水处理领域内,因膜污染而引起的过滤阻力不断增加,膜过滤通量严重衰减,是阻碍该项技术应用推广的关键所在。本文拟通过对超滤膜污染的实验,总结污染的控制因素,提高膜技术在给排水领域内有效应用的认识。2 超滤膜污染机理与模型2.1 污染的机理与模型 从宏观理论上讲,溶液在膜表面的吸附过程比 较复杂,因为在吸附过程中,溶质和溶剂之间,或者吸附剂混合物(膜)各组分之间始终存在着竞争吸附,所以溶液的吸附等温线必须在测量表观等温吸附线后,加上适当的蒸气吸附数据进行计算才能得到。但在实际上,从定性的角度可以认为,膜对溶质的吸附与两者之间的极性密切相关,极性材料的膜倾向于强烈的吸附极性物质,对非极性物质的吸附就弱得多。相反,非极性材料的膜则更容易吸附非 另据试验表明,2%浓度的稳定性ClO 2,由于浓度低,活化后转化率不高,ClO 2含量低,如能采用高纯ClO 2发生器(如上海技源科技有限公司的产品),ClO 2转化率在95%以上,效果更佳。 参考文献 1 王升坤:《Cl O 2用于油田采出水处理的研究》,工业水处理,1999,3. 2 陈雷等:《石油开采废水处理技术的现状与展望》,中国给水排水, 1999,11. 3 唐晓东等:《含硫气油水的综合治理技术》,工业水处理,1999,4.4 李佐东等:《稳定性ClO 2在油田解堵中的应用》,资料,1999,4.5 李超等:《关于大庆地区净化水处理中应用稳定性ClO 2的可行性 研究》,资料,1997,5. 6 陆柱、郑士忠等:《油田水处理技术》,石油工业出版社,1990,2. 第一作者简介:项成林 上海吴泾化工有限公司副总工程师,教授级高级工程师,上海市净水技术学会副理事长,中国工业水处理学会理事 收稿日期:2001年7月 11  净水技术Vol .20NO .42001

超滤膜污染的原因危害及处理办法

超滤膜污染的原因危害及处理方法 一、超滤膜污染的原因分析 超滤膜的污染主要是内膜材料及溶液溶质的化学特性所导致的,膜与溶质之问相互作用而产生的后果。无论是在何种应用场合,超滤处理所分离的对象大多为溶解态或胶体态的大分子量有机物质,当这些物质和由人工合成的有机高分子材料制成的超滤膜相接触时,在溶质与膜材料之间会产生较为强烈的附着、吸附乃至结合的倾向,从而在膜表面上形成吸附污垢层,造成膜的污染。此外,膜的污染还包括料液中悬浮物在膜表面的沉积。 超滤膜一旦被污染,将引起膜透水通量的下降,并且这种通量的衰减通常是不可逆的,这样就会导致超滤过程无法进行较长时间的稳定操作,影响超滤效率的充分发挥。 二、膜污染的控制措施有: ①通过有效的清洗将膜的透水性能得到恢复; ②采取过滤、混凝沉降等措施对料液进行预处理; ③增加膜面的切向流速,降低边界层厚度,提高传质系数; ④选择适宜的操作压力,避免增加沉淀层密度及厚度; ⑤研制开发具有较优抗污染性能的制膜材料。 三、如何选择超滤膜的清洗 膜的清洗效果在规定的操作条件下,超滤膜的使用寿命通常为12~18个月。由于超滤过程中溶质与超滤膜之间的相互作用,会使膜表面形成吸附积淀层而导致膜的污染,因而必须对膜进行定期的清洗,以恢复和保持膜的透水通量,延长膜的寿命。膜的清洗方法有水力清洗、药剂清洗和机械清洗等方式,通常应根据膜及处理料液的性质以及膜组件的形式进行确定。 由于超滤工艺中处理对象多为大分子和胶体溶液,膜极易被污染,超滤膜需要定期清洗。清洗溶液的配方一般根据膜的性质和污染物的种类来确定。例如加洗剂对蛋白质、多糖类及胶体污染有较好的清洗效果;乳化油废水,例如机加工企业的冷却液、羊?加工行业的洗废水,多采用表面活性剂和碱性水溶液对膜面进行清洗;乳胶污染常采用低分子醇及丁酮;纤维油剂污染除用温水清洗外,还定期用工业酒精清洗;用膜工艺处理生活污水时常采用次氯酸钠溶液等。如果有现成的资料,其清洗配方和清洗周期需通过试验确定。

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合和有机玻璃的制备

甲基丙烯酸甲酯的本体聚合和有机玻璃的制备(化学122班) 一、实验目的 1.了解自由基本体聚合的特点和实施方法。 2.熟悉有机玻璃柱的制备方法,了解其工艺过程。 二、实验原理 甲基丙烯酸甲酯在过氧化苯甲酰引发剂存在下进行如下聚合反应: CH 2C CH 3 COOCH 3n CH 2C CH 3COOCH 3n () 本体聚合是指单体仅在少量的引发剂存在下进行的聚合反应,或者直接在热、光和辐照作用下进行的聚合反应。本体聚合具有产品纯度高和无需后处理等优点,可直接聚合成各种规格的型材。但是,由于聚合后期体系粘度大,聚合热难以散去,反应控制困难,导致产品发黄,出现气泡,从而影响产品的质量。 本体聚合进行到一定程度,体系粘度大大增加,大分子链的移动困难,而单体分子的扩散受到的影响不大,链引发和链增长反应照常进行,而增长链自由基的终止受到限制,结果使得聚合反应速度增加,聚合物分子量变大,出现所谓的自动加速效应。更高的聚合速率导致更多的热量生成,如果聚合热不能及时散去,会使局部反应“雪崩”式地加速进行而失去控制,出现爆聚现象。因此,自由基本体聚合中,控制聚合速率使聚合反应平稳进行是获取无瑕疵型材的关键。 聚甲基丙烯酸甲酯为无定形聚合物,具有高度的透明性,因此称为有机玻璃。聚甲基丙烯酸甲酯具有较好的耐冲击强度与良好的低温性能,是航空工业与光学仪器制造业的重要材料。有机玻璃表面光滑,在一定的曲率内光线可在其内部传导而不逸出,因此在光导纤维领域得到应用。但是,聚甲基丙烯酸甲

酯耐候性差,表面易磨损,可以使用甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯等单体共聚来改善耐磨性。 有机玻璃是通过甲基丙烯酸甲酯的本体聚合制备的。甲基丙烯酸甲酯的密度小于聚合物的密度,在聚合过程中出现较为明显的体积收缩。为了避免体积收缩和有利于散热,工业上往往采用二步法制备有机玻璃。在过氧化苯甲酰引发下,甲基丙烯酸甲酯聚合初期平稳反应,当转化率超过20%之后,聚合体系粘度增加,聚合速率显著增加。此时应该停止第一阶反应,将聚合浆液转移到模具中,低温反应较长时间。当转化率达到90%以上后,聚合物也已成形,可以升温使单体完全聚合。引发剂的使用量应视制备的制品厚度而定。 三、仪器和试剂 仪器:100mL圆底烧瓶、回流冷凝管、磁力搅拌恒温水浴锅、玻璃瓶 试剂: 甲基丙烯酸甲酯(MMA)、过氧化二苯甲酰(BPO) 四、实验步骤 1. 准备:取试管一支,用洗液、自来水、蒸馏水依次洗涤干净,烘干备用。 2. 制浆(预聚):在干净、干燥的100mL圆底烧瓶中加入40ml甲基丙烯酸甲酯,准确称取0.04g BPO,混合均匀,使过氧化苯甲酰完全溶解,在该圆底烧瓶上安装回流装置并用水浴加热。磁力搅拌下于80~85℃加热预聚合,观察反应的粘度变化至形成粘性薄浆(似甘油状或稍粘些,反应需0.5~1小时),迅速冷却到40℃停止聚合反应。 3. 成型(有机玻璃棒材的制备):将上述制得的预制物,小心灌入提前准备好的玻璃瓶中然后将灌好的模具放入50℃的烘箱中,保持24h。然后升温至70℃,保持半小时。最后升温至95℃,保持半小时。取出模具,冷却后将模具砸碎,得以透明光滑的有机玻璃制品。 五、实验结果和数据记录 实验结果:得到透明无色的固体有机玻璃柱。 六、思考题 1.本体聚合与其他聚合方法比较有何特点?

添加剂种类及保存条件对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响

添加剂种类及保存条件 对聚醚砜超滤膜过滤分离性能的影响 一. 实验目的 1、了解超滤膜的制作过程; 2、掌握超滤膜的性能评价标准及方法; 3、对比不同铸膜液组成对聚醚砜超滤膜性能的影响; 4、对比不同保存条件对聚醚砜超滤膜性能影响。 二. 实验研究的提出 对于本实验研究的提出,我们从以下两方面进行考虑: ●PES膜材料的特性 1、具有较好的成膜特性 2、具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性 3、膜通量较高,是制备超滤和微滤膜的理想材料 ●PES膜材料的局限性 1、 膜材料本身具有憎水性 2、 亲水性改性存在问题 A. 添加剂的加入会影响铸膜液组成和特性,进而对膜结构造成极大的影响,进而影响膜的选择透过性 B. 亲水性添加剂易流失,造成膜在后处理和使用过程中亲水性不同程度地丧失 综合以上两点,我们确定了本实验研究的内容: 1、考察不同亲水性添加剂对膜性能的影响 2、考察膜的保存方法对不同添加剂改性的膜的性能的影响 3、旨在通过比较,筛选出亲水性和亲水稳定性较优的添加剂。 三. 实验原理 (一) 膜分离 膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层、在膜的两侧存在一定量的能量差作为动力,允许某些组分透过而保留混合物中其他组分,各组分透过膜的迁移率不同,从而达到分离目的的技术,是一种属于传质分离过程的单元操作。膜可以是固态或液态,所处理的流体可以是液体或气体,过程的推动力可以是压力差、浓度差或电位差。 膜分离过程有多种,不同的分离过程所采用的膜及施加的推动力不同。上表列出了几种

工业应用膜过程的基本特性及适用范围。 与传统分离技术相比,膜分离技术具有以下特点: 1、在常温下进行 有效成分损失极少,特别适用于热敏性物质,如抗生素等医药、果汁、酶、蛋白的分离与浓缩; 2、无相态变化 保持原有的风味,能耗极低,其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3‐1/8; 3、无化学变化 典型的物理分离过程,不用化学试剂和添加剂,产品不受污染; 4、选择性好 可在分子级内进行物质分离,具有普遍滤材无法取代的卓越性能; 5、适应性强 处理规模可大可小,可以连续也可以间隙进行,工艺简单,操作方便,易于自动化。 (二) 超滤膜 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。它的孔径为0.05μm~1nm。超滤膜的主要分离对象是胶体和大分子物质。 主要机理有:1、在膜表面及微孔内被吸附(一次吸附);2、溶质在膜孔中停留而被去除(阻塞);3、在膜面被机械截留(筛分)。一般认为物理筛分器主导作用。 超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业

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