2022Effect of structural isomerism on physical and gas transport properties of Tr?ger''''''''s Base-based polyimides
writer：Yu Zhang, et al.
keywords：Polyimides Structural isomerism Tr¨oger’s Base Gas transport
source：期刊
specific source：Polymer, 2022, 239: 124412
Issue time：2022年
由異構單體制備的含朝格爾堿基聚酰亞胺(PI-TBs)的物理及氣體傳輸性能鮮有報道。在本研究中，我們通過兩種含醚鍵異構二酐[4,4''''-氧二鄰苯二甲酸酐(4,4''''-ODPA)/3,4''''-氧二鄰苯二甲酸酐(3,4''''-ODPA)]及兩種異構聯苯二酐[3,3'''',4,4''''-聯苯四甲酸二酐(4,4''''-BPDA)/3,4''''-聯苯二甲酸酐(3,4''''-BPDA)]，與兩種二胺[2，5-二甲基-1,4-苯二胺(DPD)或2,6-二氨基甲苯(DAT)]制備了一系列含朝格爾堿基異構聚酰亞胺。研究了不同異構二酐單體制備的 PI-TBs 的溶解度、微孔性、鏈段堆積、機械性能、熱性能以及氣體傳輸性能。由DPD和合適的二酐制備的聚酰亞胺比相應的DAT二胺制備的聚酰亞胺具有更好的溶解性、成膜性、機械性能以及更高的透氣性。此外，基于不同異構二酐的聚酰亞胺均表現出良好的溶解性、機械性能、高熱穩定性和高達400 ℃的玻璃化轉變溫度。異構二酐的化學結構對PI-TBs的鏈堆積和氣體分離性能有顯著影響。具有剛性 3,4''''-/4,4''''-BPDA二酐的 PI-TBs 具有明顯的微孔特性，它們具有較高的比表面積：235.2-324.9 m2/g。與由4,4''''-BPDA制備的PI-TB膜相比，含3,4''''-BPDA的 PI-TB膜顯示出更高的氣體透氣性和選擇性（H2/CO2、H2/CH4、CO2/CH4）。相反，與相應的含4,4''''-ODPA的PI相比，由3,4''''-ODPA制備的PI-TB 膜具有更低的透氣性和更高的氣體選擇性。在六種基于朝格爾堿基的異構聚酰亞胺膜中，PI-TB-7膜在所有氣體對的滲透性和選擇性方面具有更好的整體性能，特別是對于H2/CO2和H2/CH4分離 [P(H2)=211.3Barrer，α(H2/CO2)=1.89，α(H2/CH4)=38.58]。