含氟聚酰亚胺的气体渗透性研究

在玻璃态聚合物中引入立体侧基,能够降低主链堆叠,增加自由体积,提高聚合物的气体渗透性.提出利用立体结构的六氟三苯二胺(BABTFMM),同六氟二酐(6FDA)进行缩聚制备具有高气体渗透性的含氟聚酰亚胺,采用巨正则蒙特卡罗(GCMC)和分子动力学(MD)方法预测了其气体渗透分离性能.分子模拟结果表明,二胺单体中的六氟二甲苯侧基通过空间位阻和主链构型限制,增加了含氟聚酰亚胺的主链间距,降低了堆积密度,增加了自由体积,可以提高含氟聚酰亚胺的气体渗透性.制备了6FDA-BABTFMM和6FDA-ODA两种含氟聚酰亚胺的均质膜进行气体渗透性能测试.结果表明,气体渗透性能测试结果同分子模拟结果一致,6FDA-BABTFMM较6FDA-ODA型聚酰亚胺的渗透性大幅增加,O_2、N_2、CH_4和CO_2渗透速率分别为25.1×10~(-9)、6.8×10~(-9)、5.7×10~(-9)、103.8×10~(-9 )mol/(m~2·s·Pa).