1、毕业论文开题报告 高分子材料与工程 选择性分离聚 4-甲基戊烯 -1（ TPX）薄膜的制备与性能表征 一、选题的背景和意义 TPX（聚 4-甲基戊烯 -1）是一种具有立体规整结构的结晶型透明聚烯烃材料。除了具有通用聚烯烃材料的特性外，它还具有十分突出的光学性能、机械性能、耐高温性以及电学性能等 1-2。因此， TPX 用来制备微孔材料 也 越来越 为 广泛，主要有微孔膜和泡沫材料 3。目前，日本三井石油化学公司是世界上的 TPX 提供者 ， TPX 平均年增长率超过 20%，主要用于实验室器皿、食品工业、医疗、电缆、工业用剥离纸等等 1。在国外 ， TPX 很早就是许多学者研究的热点 ， 对其
2、性能的了解也随之增加 ，伴随着研究的不断深入， 其应用范围也随之不断扩大。在国内 ， 目前对 TPX 的关注和研究 还 不是很多 ，主要依靠进口产品 ， 因此价格较高 ， 所以 使用 还不太普及 3。 以不同溶剂浇铸而成的 TPX 膜其结晶形态方面的差异将会对膜的透过行为产生一定程度上的影响。由此可见 ,选用合适的成膜溶剂及条件 ,以便控制膜的形态结构 ,以充分发挥选择分离膜材质对有机液的 PV 性能 6。 尽管现在对各种成膜方法的原理、条件和过程有了一定的认识，但在制膜的控制上仍需进一步研究。例如 如何通过控制反应条件，以便根据实际需要选择合适的成膜方法，制备出所要求的膜材料，还有许多工作要
3、做。本课题 对 可用于选择性 分离的 TPX 薄膜的制备方法 进行研究 ， 简单介绍了几种工业上常见的几种制备 TPX 的方法， 重点 介绍 了溶液浇铸成膜法，用环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷、四氯甲烷以上五种溶剂 配以 不同配比溶解 TPX， 从而浇铸成膜。 研究 材料 在这些溶剂中溶解的难易程度及 溶剂 对最终成膜性能的影响， 并 对 膜的结构和相关 性能 进行研究和 分析。 二、研究目标与主要内容 通过用 环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷、四氯甲烷 等 五种溶 剂 溶解 TPX，通过调节溶剂的组成和比例，用浇铸成膜法制备 TPX 薄膜。通过对薄膜的结构和相关性能分析，寻找出最佳
4、溶剂和最佳配比的溶剂，并浅析溶剂的改变对薄膜结构性能的影响。 1 1. 实验 方法 ： 在用溶液浇铸成膜法制备 TPX 膜的过程中，溶剂对 TPX 的相对溶解能力以及挥发速度的不同使得成膜过程中形成的 TPX 的结晶形式和结晶密度有所区别；同时，不同溶剂所形成膜的表面形态也不尽相同，这些结构上的差异最终都会影响到膜的透过行为，如透过性能与机制、渗透汽化（ PV）过程中的分离系数和通量。 2. 实验步骤： 1) 将 TPX 分别加入到上述溶剂 中，加热溶解成透明溶液 （ TPX 浓度为 1g/50ml） 。 2) 将溶解好的溶液浇铸在干净玻璃板上， 10 下使溶剂自然挥发一段时间，待溶液的自然延
5、展性和流动性稳定后放入 60 真空干燥箱中，烘干 后 半小时取出。 3) 小心剥落玻璃片表面的薄膜，即可得到 TPX 的均质致密膜。用自封袋装好，贴好标签。 3. 实验结果分析： 红外光谱检测其结构 DSC 检测其结晶性能和玻璃化转变温度 万能试验机进行拉力实验，测试其结晶性能对膜的强度的影响 4. 实验结论： 通过实验结果的分析得出实验结论，得出最佳制膜的溶剂和最佳配比的溶剂，及不同溶剂对膜性能的影响 。 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 研究方法和研究手段 : 用环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷、四氯甲烷以上五种溶剂 配以 不同配比溶解 TPX， 采用溶液浇铸法浇铸
6、成膜制备 TPX 薄膜，表征 TPX 薄膜的各项性能。本课题完善了溶剂按不同比例对 TPX 的溶解性能研究，创新采用三氯甲烷、四氯甲烷作为溶剂浇铸成 TPX 薄膜。并比较三氯乙烯、四氯乙烯与三氯甲烷、四氯甲烷作为溶剂制出薄膜各项性能，从而找到最优配比溶剂。 实验方案、技术路线： 将一定量的 TPX 分别加入到环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、三氯甲烷、四 氯甲烷配成浓度为 2g/100mL 不同比例混合的溶剂中 ,加热搅拌溶解为透明溶液。将溶液趁热浇铸在玻璃板上 , 将膜置于 60真空干燥箱中 30min，使溶剂在室温下自然挥发 , 使残留2 溶剂充分逸出，即可得到 TPX 的均质致密膜。所得膜厚在
7、 11-15 m之间。 通过溶液浇铸法得到按照不同配比的溶剂溶解 TPX 薄膜。通过利用不同的专业仪器分析得到的薄膜的各项性能，并进行比较分析。 四、中外文参考文献目录 1 张素霖 . 展望 TPXJ. 塑料工业 , 1984, 2: 54-56. 2 李建中 . 4-甲基 -1-戊烯的 生产和应用 J. 辽宁化工 , 1993, 4: 25-34. 3 陶海俊 , 张军 . 聚 4-甲基戊烯 -1（ TPX）的加工和应用 J. 合成材料老化与应用 , 2006, 35(2): 5053. 4 罗本喆 , 张军 , 王晓琳 . 热 致 相分离法制备聚烯烃微孔膜研究进展 J. 高分子通报 , 2
8、005, 6: 4045. 5 勤旭东 , 王燕 , 宋洪强 , 李正西 . 4-甲基 -1-戊烯的合成技术 J. 精细化工原料及中间体 , 2007, 5: 39-43. 6 蒋晓钧 , 曾一鸣 , 施艳荞 , 陈观 文 . 成膜溶剂对聚 4-甲基戊烯 -1 膜的形态结构 及渗透汽化特性的影响 J. 功能 高分子学报 , 2001, 14(2): 135137. 7 张世民 . 成膜溶剂对聚 4-甲基戊烯 -1 膜的形态结构和透过行为的影响 J. 高分子学报 , 1989, 6: 684689. 8 蒋晓钧 , 曾一鸣 , 施艳荞 , 陈观文 . PTMSP 与 PMP 膜渗透汽化分离性能的
9、研究比较J. 功能高分子 , 2001, 14(2): 151157. 9 陶海俊 , 张军 , 王晓琳 . 聚 4-甲基 -1-戊烯微孔膜的研究进展 J. 化工进展 , 2006, 25(3): 275280. 10 张建国 , 罗小娟 . 膜的制备方法及其应用研究 J. 山东化工 , 2004, 33: 1621. 11 刘益 , 吴世见 , 申开智 , 刘亚龄 . 聚烯烃材料的自增强研究及其现状 J. 中国塑料 , 2001, 6: 1420. 12 刘响 , 王建民 , 咸贵军 , 益小苏 . 聚烯烃材料的断裂韧性研究 J. 现代塑料加工应用 , 1998, 10(1): 710. 1
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11、romolecules, 1997, 3 30: 17521757. 五、研究的整体方案与工作进度安排 （内容、步骤、时间） 序号 时间 内容 1 2010.11.222010.12.1 确定论文课题 2 2010.12.12010.12.15 下达任务书 3 2010.12.152010.12.25 查阅文献，并开始准备实验 4 2010.12.252011.1.5 完成文献综述、外文翻译、开题报告，并开始实验 5 2010.12.152011.1.30 完成所有实验，获得所必须的实验数据 6 2011.2.12011.2.18 完成论文初稿 7 2011.2.192011.2.20 实验中期检查 8 2011.2.192011.4.20 修改论文，并定稿 六、研究的主要特点及创新点 以不同溶剂浇铸而成的膜其结晶形态方面的差异将会对膜的透过行为产生一定的影响。由此可见 , 想要控制膜的形态结构 ,以充分发挥这种膜材质对有机液的 PV性能，故要选用适宜的成膜溶剂及条件是十分必要的。 本研究中采用比较成熟的溶液浇铸法来获取性能比较优越的 TPX 薄膜。利 用改变不同的溶剂和不同配比的溶剂 ，弥补了 单一溶剂制膜的 不足。通过优化参数，提高了TPX 膜的相关性能尤其是膜的气透性 。
