CN104084062B - 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法 - Google Patents

一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104084062B
CN104084062B CN201410358954.XA CN201410358954A CN104084062B CN 104084062 B CN104084062 B CN 104084062B CN 201410358954 A CN201410358954 A CN 201410358954A CN 104084062 B CN104084062 B CN 104084062B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dimethyl silicone
silicone polymer
aminopropyl dimethyl
end aminopropyl
diisocyanate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410358954.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104084062A (zh
Inventor
陈雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZIBO HUATIAN RUBBER & PLASTICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201410358954.XA priority Critical patent/CN104084062B/zh
Publication of CN104084062A publication Critical patent/CN104084062A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104084062B publication Critical patent/CN104084062B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

本发明公开一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法,其步骤为:将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯‑2,4‑二异氰酸酯混合溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡合成预聚体;然后将二苯基甲烷二胺加入到预聚体中,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液;再将基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液进行真空脱泡后在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于真空干燥,即得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。本发明工艺简单,生产成本低,对低浓度的丙酮/丁醇/水混合溶液具有较好的分离效果。

Description

一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于渗透汽化优先透过有机物的基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法,属于渗透汽化膜分离领域。
背景技术
受能源危机影响,石油价格上涨,作为新型生物能源的丁醇越来越受到重视。生物发酵法制备丁醇(ABE发酵)的产物中主要含丙酮、丁醇和乙醇,受产物丁醇的抑制作用,发酵液中总溶剂浓度只能达到约20gL-1,生产能力较低。为了解决上述问题,科学家尝试将一些分离方法,渗透汽化(PV)、吸附、液液萃取、气提和反渗透等,(Ezeji, T.C., N. Qureshi, and H.P. Blaschek, Butanol fermentation research: Upstream and downstream manipulations. Chemical Record. 2004. 4(5): 305-314)直接与发酵过程耦合以实现丁醇的原位分离,减轻丁醇对微生物的抑制作用,提高发酵强度和原料利用率。
众多分离方法中,渗透汽化(pervaporation,PV)能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统方法难于完成的分离任务,特别适于分离近沸点、恒沸点混合物及同分异构体的分离,对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除及废水中少量有机污染物的分离具有明显的技术上和经济上的优势。
目前应用于ABE发酵过程分离研究的渗透汽化膜主要有高分子聚合膜,无机膜以及液体膜。无机膜材料价格昂贵,且易收到微生物污染,液体膜稳定性较差等,相对而言,高分子聚合膜研究较多。主要应用于优先透醇的渗透汽化分离膜材料有有机硅聚合物(PDMS、PTMSP),如含氟类聚合物(PTFE、PVDF)和其他聚合物(PDMS/PVDF、PEBA)等,如Srinivasan用硅脂改性的PVDF膜对7.5wt%的丁醇溶液进行渗透汽化分离,50℃条件下,总通量为3.42 kgm-2h-1,分离因子为4.88(Srinivasan, K., K. Palanivelu, and A.N. Gopalakrishnan, Recovery of 1-butanol from a model pharmaceutical aqueous waste by pervaporation. Chemical Engineering Science. 2007. 62(11): 2905-2914)。Liu用PEBA制得厚度100μm的聚合膜对二元体系(丙酮-水、丁醇-水、乙醇-水)的分离效果为:分离因子α 丙酮=4.2、α 丁醇=8.2和α 乙醇=2.4,对应的总渗透通量分别为27.4 gm-2h-1、65.3 gm-2h-1和37.2gm-2h-1(Liu, FF; Liu, L; Feng, XS. Separation of acetone–butanol–ethanol (ABE) from dilute aqueous solution by pervaporation[J]. Sep. Purif. Technol. 2005, 42(3): 273-282)。有机硅聚合物虽分离效果较好,但自身成膜性、机械性能差,含氟类聚合物虽然因含氟原子而具有良好的憎水性,但选择性不好,且成本过高,复合膜制备工艺相对复杂。本发明采用的聚氨酯(PU)是一种重要的高分子材料,具有优良的机械强度,经过简单的改性即可提高其对有机物的选择性,成本低,工业化应用价值高,前景广阔。
发明内容
本发明的目的在于针对上述关键技术问题,提供一种优先通过丙酮/丁醇的基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法。
为实现上述目的,本发明所采取的技术方案是:该基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法包括以下步骤:
A. 在装有氮气保护、机械搅拌和冷凝回流的反应器中加入二甲苯作为溶剂,将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯-2,4-二异氰酸酯混合成混合体,后溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀, 75~80℃下反应2~3h后冷却至室温,合成预聚体;所述的端氨丙基聚二甲基硅氧烷平均分子量为2200~2700;所述的聚氧化丙烯二醇与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为0.5~1:1;所述的甲苯-2,4-二异氰酸酯与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为4~10:1;所述的混合体与二甲苯溶剂的质量比为1:0.5~4;所述的二月桂酸二丁基锡与端氨丙基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.0005~0.001:1;
B.按照端氨丙基聚二甲基硅氧烷与二苯基甲烷二胺摩尔比1:1~2.5称取二苯基甲烷二胺,并逐滴加入到预聚体中,升温至50~55℃反应1h,即得基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液;
C.将基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液进行真空脱泡,后将该铸膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于50~90℃真空烘箱中真空干燥8~12h,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。
与现有技术相比,本发明制备的聚氨酯膜以适量的端氨丙基聚二甲基硅氧烷为软段,对聚氨酯本身的力学性能影响较小,保证了膜的机械性能强,同时,有机硅良好的疏水性、耐高低温性,保证了膜对有机物选择性,不受发酵料液污染。本发明制备工艺简单、操作方便,原料成分低廉,应用前景广阔。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1:
A.在装有氮气保护、机械搅拌和冷凝回流的反应器中加入二甲苯作为溶剂,将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯-2,4-二异氰酸酯混合成混合体,后溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀,75℃下反应3h后冷却至室温,合成预聚体;其中端氨丙基聚二甲基硅氧烷平均分子量为2500;聚氧化丙烯二醇与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为0.5:1;甲苯-2,4-二异氰酸酯与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为4:1;混合体与二甲苯溶剂的质量比为1:0.5;二月桂酸二丁基锡与端氨丙基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.0005:1;
B.按照端氨丙基聚二甲基硅氧烷与二苯基甲烷二胺摩尔比1:1称取二苯基甲烷二胺,并逐滴加入到预聚体中,升温至50℃反应1h,得聚氨酯铸膜液;
C.将聚氨酯铸膜液真空脱泡后将该铸膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于50℃真空烘箱中真空干燥12h,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。
将本实施例所得的改性聚氨酯膜对丙酮/水、丁醇/水混合溶液进行渗透汽化分离实验,性能如表1所示:
表1
实施例2:
A.在装有氮气保护、机械搅拌和冷凝回流的反应器中加入二甲苯作为溶剂,将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯-2,4-二异氰酸酯混合成混合体,后溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀,80℃下反应2h后冷却至室温,合成预聚体;其中端氨丙基聚二甲基硅氧烷平均分子量为2500;聚氧化丙烯二醇与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为0.7:1;甲苯-2,4-二异氰酸酯与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为8:1;混合体与二甲苯溶剂的质量比为1:1;二月桂酸二丁基锡与端氨丙基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.0005:1;
B.按照端氨丙基聚二甲基硅氧烷与二苯基甲烷二胺摩尔比1:2称取二苯基甲烷二胺,并逐滴加入到预聚体中,升温至50℃反应1h,得聚氨酯铸膜液;
C.将聚氨酯铸膜液真空脱泡后将该铸膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于60℃真空烘箱中真空干燥11h,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。
将本实施例所得的改性聚氨酯膜对丙酮/水、丁醇/水混合溶液进行渗透汽化分离实验,性能如表2所示:
表2
实施例3:
A.在装有氮气保护、机械搅拌和冷凝回流的反应器中加入二甲苯作为溶剂,将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯-2,4-二异氰酸酯混合成混合体,后溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀,75℃下反应3h后冷却至室温,合成预聚体;其中端氨丙基聚二甲基硅氧烷平均分子量为2700;聚氧化丙烯二醇与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为1:1;甲苯-2,4-二异氰酸酯与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为10:1;混合体与二甲苯溶剂的质量比为1:4;二月桂酸二丁基锡与端氨丙基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.001:1;
B.按照端氨丙基聚二甲基硅氧烷与二苯基甲烷二胺摩尔比1:2.5称取二苯基甲烷二胺,并逐滴加入到预聚体中,升温至55℃反应1h,得聚氨酯铸膜液;
C.将聚氨酯铸膜液真空脱泡后将该铸膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于90℃真空烘箱中真空干燥8h,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。
将本实施例所得的改性聚氨酯膜对丙酮/水、丁醇/水混合溶液进行渗透汽化分离实验,性能如表3所示:
表3

Claims (1)

1.一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
A. 在装有氮气保护、机械搅拌和冷凝回流的反应器中加入二甲苯作为溶剂,将端氨丙基聚二甲基硅氧烷、聚氧化丙烯二醇与甲苯-2,4-二异氰酸酯混合成混合体,后溶于二甲苯溶剂中,并加入催化剂二月桂酸二丁基锡,搅拌均匀, 75~80℃下反应2~3h后冷却至室温,合成预聚体;所述的端氨丙基聚二甲基硅氧烷平均分子量为2200~2700;所述的聚氧化丙烯二醇与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为0.5~1:1;所述的甲苯-2,4-二异氰酸酯与端氨丙基聚二甲基硅氧烷摩尔比为4~10:1;所述的混合体与二甲苯溶剂的质量比为1:0.5~4;所述的二月桂酸二丁基锡与端氨丙基聚二甲基硅氧烷的质量比为0.0005~0.001:1;
B.按照端氨丙基聚二甲基硅氧烷与二苯基甲烷二胺摩尔比1:1~2.5称取二苯基甲烷二胺,并逐滴加入到预聚体中,升温至50~55℃反应1h,即得基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液;
C.将基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯铸膜液进行真空脱泡,后将该铸膜液在聚四氟乙烯板上流延成膜,常温下自然晾干后,置于50~90℃真空烘箱中真空干燥8~12h,得到基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜。
CN201410358954.XA 2014-07-27 2014-07-27 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法 Active CN104084062B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410358954.XA CN104084062B (zh) 2014-07-27 2014-07-27 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410358954.XA CN104084062B (zh) 2014-07-27 2014-07-27 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104084062A CN104084062A (zh) 2014-10-08
CN104084062B true CN104084062B (zh) 2016-09-07

Family

ID=51631879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410358954.XA Active CN104084062B (zh) 2014-07-27 2014-07-27 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104084062B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109077344A (zh) * 2018-09-01 2018-12-25 王婧婧 一种奶味香精的制备方法
CN111388355A (zh) * 2020-04-06 2020-07-10 华中科技大学同济医学院附属协和医院 一种用于阻隔病原体接触的皮肤防护剂及其制备方法
CN112063001B (zh) * 2020-09-11 2022-07-01 徐州工程学院 一种类流体界面、构建方法及其抗污应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480582A (zh) * 2008-12-25 2009-07-15 浙江大学 一种基于端羟基聚丁二烯聚氨酯膜的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101480582A (zh) * 2008-12-25 2009-07-15 浙江大学 一种基于端羟基聚丁二烯聚氨酯膜的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"氨基硅油改性聚醚型聚氨酯";陈精华等;《应用化学》;20040630;第21卷(第6期);第629-632页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN104084062A (zh) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104151585B (zh) 一种疏水纳米碳酸钙填充聚氨酯渗透汽化膜的制备方法
Li et al. Preparation of PDMS membrane using water as solvent for pervaporation separation of butanol–water mixture
Wang et al. MCM-41@ ZIF-8/PDMS hybrid membranes with micro-and nanoscaled hierarchical structure for alcohol permselective pervaporation
CN104117297B (zh) 一种疏水改性纳米碳酸钙填充渗透汽化复合膜的制备方法
Huang et al. Low-energy distillation-membrane separation process
CN104084052B (zh) 一种硅橡胶复合中空纤维膜的制备方法
CN104084059B (zh) 一种疏水改性纳米碳酸钙填充硅橡胶复合膜的制备方法
CN102000516B (zh) 一种pdms/pvdf复合中空纤维膜的制备方法
CN102188914B (zh) 一种优先透醇硅橡胶复合膜的制备方法
CN108619921B (zh) 离子液体改性氧化石墨烯/聚合物复合膜及其制备与应用
CN103342631B (zh) 一种双膜耦合技术分离丙二醇单甲醚水溶液的工艺
CN104084062B (zh) 一种基于端氨丙基聚二甲基硅氧烷聚氨酯膜的制备方法
Li et al. Roll-coating of defect-free membranes with thin selective layer for alcohol permselective pervaporation: From laboratory scale to pilot scale
CN104138717B (zh) 一种pdms/pan渗透汽化中空纤维膜的制备方法
Hu et al. Improving pervaporation performance of PDMS membranes by interpenetrating polymer network for recovery of bio-butanol
Zhou et al. Phase separation of an acetone–butanol–ethanol (ABE)–water mixture in the permeate during pervaporation of a dilute ABE solution
CN102350233A (zh) 一种优先透过碳酸二甲酯的渗透汽化膜的制备方法
CN102161768A (zh) 一种聚硅氧烷-聚苯醚交联嵌段共聚物、制备方法及应用
Si et al. Recovery of ethanol via vapor phase by polydimethylsiloxane membrane with excellent performance
CN102489190A (zh) 金属有机化合物填充交联聚硅氧烷渗透汽化膜及其制备方法
Lu et al. Preparation and characterization of perfluorosulfonic acid nanofiber membranes for pervaporation-assisted esterification
Cheng et al. Spray‐coated PDMS/PVDF composite membrane for enhanced butanol recovery by pervaporation
CN102743982B (zh) 改性聚氨酯渗透汽化苯酚/水分离膜的制备方法
Contreras-Martinez et al. High-flux thin film composite PIM-1 membranes for butanol recovery: Experimental study and process simulations
CN104138718B (zh) 一种改性丁羟聚氨酯渗透汽化膜的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190424

Address after: 255000 Goli Avenue, Guoli Town, Huantai County, Zibo City, Shandong Province

Patentee after: ZIBO HUATIAN RUBBER & PLASTICS SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 246008 No. three, No. three, Fong Nan Cun, Changfeng Village, Yingjiang District, Anqing, Anhui

Patentee before: Chen Xiong

TR01 Transfer of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A preparation method of polyurethane film based on aminopropyl polydimethylsiloxane

Effective date of registration: 20200924

Granted publication date: 20160907

Pledgee: Zibo Xinrun financing Company limited by guarantee

Pledgor: ZIBO HUATIAN RUBBER & PLASTICS SCIENCE AND TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Registration number: Y2020980006400

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20211104

Granted publication date: 20160907

Pledgee: Zibo Xinrun Financing Guarantee Co., Ltd

Pledgor: Zibo Huatian rubber and Plastic Technology Co., Ltd

Registration number: Y2020980006400

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right