[發(fā)明專利]基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011512772.5
• 申請(qǐng)日: 2020-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112521605A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬小華;李凱華;董昊;程博聞;朱芷楊;吉文慧;李磊;厲宗潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/10
• 分類號(hào): C08G73/10;C08L79/08;C08J5/18;B01D53/22
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 王夢(mèng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺及其制備方法，該聚酰亞胺由一種或兩種含鹵原子取代的二氨基三蝶烯與一種或兩種四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一種或兩種含鹵原子取代的二氨基三蝶烯衍生物與一種或兩種四羧酸二酐聚合而成的共聚物；共聚物的聚合度取值范圍為1～10000；該聚酰亞胺具有優(yōu)異的氣體分離性能，其制備成膜后可作為氣體分離薄膜在沼氣分離應(yīng)用中能夠有效從CH₄和CO₂的氣體混合物中分離出CH₄；由該種聚合物制備的膜材料可以在氣體分離領(lǐng)域中有巨大的應(yīng)用價(jià)值。例如，可以從空氣中分別分理處N₂和O₂；在天然氣的純化過(guò)程中除去CO₂，得到高純度的CH₄，在合成氨領(lǐng)域用于H₂的回收。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體分離膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺及其制備方法。

背景技術(shù)

分離工業(yè)在現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)發(fā)展過(guò)程中扮演著越來(lái)越重要的角色，廣泛應(yīng)用于化工、能源及材料領(lǐng)域。膜分離技術(shù)不僅具有高效分離的優(yōu)點(diǎn)，能夠在溫和的環(huán)境條件下工作，膜分離過(guò)程沒(méi)有相變的發(fā)生，具有較低的能耗并且對(duì)環(huán)境友好，在現(xiàn)代分離工業(yè)技術(shù)中具有獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，如空氣中的富氧富氮，氫氣回收等，使用膜分離的方法，其投資成本可節(jié)省50％以上，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

目前，氣體分離膜材料面臨的重大挑戰(zhàn)是現(xiàn)有的商業(yè)化聚合物對(duì)氣體透過(guò)率較低。鹵原子取代由于鹵素原子直徑大，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，能夠增加聚合物的比表面積從而提高氣體在聚合物膜材料中的透過(guò)率，而且取代改性能夠保持聚合物對(duì)氣體較高的選擇性。例如，全氟化聚合物Heflon AF，Hyflon AD，Cytop，Poly(PFMMD) 等，是特殊的氣體分離聚合物膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異的氣體分離性能的基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺的制備方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種采用上述基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺制備的氣體分離膜。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種基于含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物制備的氣體分離用聚酰亞胺，其為由一種含鹵原子取代的二氨基三蝶烯與一種四羧酸二酐聚合而成的共聚物，或由一種含鹵原子取代的二氨基三蝶烯衍生物與一種四羧酸二酐聚合而成的共聚物。

該共聚物的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

其中，表示四羧酸二酐；表示含鹵原子取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；共聚物的聚合度n的取值范圍為1～10000；優(yōu)選，共聚物數(shù)均分子量為50000～150000；

所述含鹵原子取代的二氨基三蝶烯及其衍生物為鹵原子一取代的二氨基三蝶烯或其衍生物、含鹵原子二取代的二氨基三蝶烯或其衍生物或鹵原子三取代的二氨基三蝶烯或其衍生物；其具體化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

其中，Ar是取代或者未取代的芳香族化合物，具體為苯、苯的衍生物、萘、萘的衍生物；X為Cl、Br或I；