带磺酸基团聚酰胺6的制备及其应用研究

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本文通过5-磺基水杨酸(5SA)与己内酰胺的熔融共聚合成了系列带有磺酸基团的聚酰胺6(SPA6),通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)及差热扫描分析(DSC)测试分析了SPA6的化学结构及热稳定性。当5SA添加比例为2.5wt%时,SPA6样品的热稳定性最好。通过静电纺丝制得了SPA6纤维,正交试验确定最优纺丝条件:溶液浓度为15wt%,接收距离是21cm,电压30KV和推进速度为0.0005 mm/s,湿度40-60%,温度45℃。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)考察了5SA添加比例、电场方向及接收物质材质等因素对纤维形貌和直径分布的影响。静电纺纤维直径随着5SA添加比例的增大而增大,并且当5SA添加比例达到5wt%时,聚合物不可纺。与接收板接地相比,在喷嘴接地的电场方向下纤维毡接收面积明显减小,SPA6-2.5纤维形貌由粗细均匀状变为珠串状。与铝箔相比,接收物质为极性小的聚乙烯(PE)时纤维更弯曲、多分支。能谱(SEM-EDS)数据显示,PE收集面上的纤维比铝箔收集面上的纤维表面硫元素分布较少,说明极性小的收集物质降低了电场对对纺丝液中电荷的诱导作用。采用浸没沉淀法制备了SPA6平板膜,通过FT-IR和KRUSS动态接触角测定仪表征了其化学结构及亲水性。经压汞仪测定,PA6膜、SPA6-1.25膜及SPA6-2.5膜平均孔径分别为0.9805、0.4416、0.3179μm。5SA增多可制得窄孔径分布、小平均孔径和高孔隙率的膜。FE-SEM图像显示,膜由致密皮层和海绵状基质构成。随5SA添加量提高,膜的亲水性提高,动态抗污染能力增强;PA6膜、SPA6-1.25膜及SPA6-2.5膜的水接触角分别为89°、74°和66°;SPA6-1.25膜及SPA6-2.5膜的纯水通量分别为109.5、135.5L·m-2·h-1,同样制膜条件下PA6膜有破损。抗污染测试结果表明中,SPA6-1.25和SPA6-2.5的回复率分别为48%和62%,均优于纯PA6膜。
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