作者：Yu Zhang, et al.
关键字：Polyimides Structural isomerism Tr¨oger’s Base Gas transport
论文来源：期刊
具体来源：Polymer, 2022, 239: 124412
发表时间：2022年

由异构单体制备的含朝格尔碱基聚酰亚胺(PI-TBs)的物理及气体传输性能鲜有报道。在本研究中，我们通过两种含醚键异构二酐[4,4''''-氧二邻苯二甲酸酐(4,4''''-ODPA)/3,4''''-氧二邻苯二甲酸酐(3,4''''-ODPA)]及两种异构联苯二酐[3,3'''',4,4''''-联苯四甲酸二酐(4,4''''-BPDA)/3,4''''-联苯二甲酸酐(3,4''''-BPDA)]，与两种二胺[2，5-二甲基-1,4-苯二胺(DPD)或2,6-二氨基甲苯(DAT)]制备了一系列含朝格尔碱基异构聚酰亚胺。研究了不同异构二酐单体制备的 PI-TBs 的溶解度、微孔性、链段堆积、机械性能、热性能以及气体传输性能。由DPD和合适的二酐制备的聚酰亚胺比相应的DAT二胺制备的聚酰亚胺具有更好的溶解性、成膜性、机械性能以及更高的透气性。此外，基于不同异构二酐的聚酰亚胺均表现出良好的溶解性、机械性能、高热稳定性和高达400 ℃的玻璃化转变温度。异构二酐的化学结构对PI-TBs的链堆积和气体分离性能有显着影响。具有刚性 3,4''''-/4,4''''-BPDA二酐的 PI-TBs 具有明显的微孔特性，它们具有较高的比表面积：235.2-324.9 m2/g。与由4,4''''-BPDA制备的PI-TB膜相比，含3,4''''-BPDA的 PI-TB膜显示出更高的气体透气性和选择性（H2/CO2、H2/CH4、CO2/CH4）。相反，与相应的含4,4''''-ODPA的PI相比，由3,4''''-ODPA制备的PI-TB 膜具有更低的透气性和更高的气体选择性。在六种基于朝格尔碱基的异构聚酰亚胺膜中，PI-TB-7膜在所有气体对的渗透性和选择性方面具有更好的整体性能，特别是对于H2/CO2和H2/CH4分离 [P(H2)=211.3Barrer，α(H2/CO2)=1.89，α(H2/CH4)=38.58]。