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高分子材料与工程
一、选题的背景和意义
TPX化学名称是聚4-甲基戊烯-1，它是一种具有立体规整结构的结晶型透明聚烯烃。TPX的光学性能、机械性能、电学性能和耐高温性等性能非常突出。混合气体的分离、富集都是用高分子选择性分离膜，近年来取得重大进展。而TPX的透气性很好，对水蒸气和气体的渗透率为聚乙烯（PE）的10倍[2]。TPX薄膜具有分离N2/ O2的能力，它的透氧率为透氮率的4-6倍，所以可以作为空气分离的富氧膜，被广泛应用于气体分离与渗透蒸发[8]。此外也可以利用TPX膜的高透气性，研究它在水处理装置、人工肾脏透析方面的应用。
另外，解决水中的有机物污染也是环境保护的重要课题之一。利用有机液优先透过膜将含有少量有机液的水体进行处理，并将有机液进行回收利用，具有非常广泛的应用前景。而TPX均质膜在对氯代烃/水混合液的选择性分离中，表现为有机液优先透过[3]。
TPX膜疏水性膜，在水溶液中优先透过有机物。由于有机液优先透过膜发展比较晚，研究比较缓慢，目
前用做研究对象的膜材质大部分为表面能较低的有机硅类聚合物及含氟高分子，尤其是橡胶态有机硅聚合物[12]。此次课题研究旨在通过溶液法制备TPX薄膜，以简单的表征其机械性能和乙醇/水的选择性分离性能，研究不同溶剂对产品性能的影响，希望对有机液优先透过膜的研究提供新的依据。 二、研究目标与主要内容
1 研究目标
通过溶液法制备TPX薄膜，测定不同溶剂对膜的机械性能的影响。
此外，以简单的表征其液体透过性能，研究不同溶剂，膜厚以及不同的料液浓度对TPX膜的通量的影响。
最后，通过测定膜对乙醇/水混合液的透过率，研究TPX膜的选择性分离性能。
2 研究内容
(1)、简略介绍TPX薄膜的优越的机械性能，选择性分离性能；
(2)、通过溶液法制备不同溶剂的TPX薄膜，在万能试验机上测试薄膜的机械性能；
(3)、通过杯式滤器测定膜对乙醇/水混合液的通量，从而表征膜的选择性分离性能；
(4)、对实验数据进行比较，分析。
三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等
1．仪器设备及试剂
1.1仪器设备
①集热式磁力搅拌器；
②万能试验机；
③杯式滤器。
1.2试剂
⑴ TPX（聚4-甲基戊烯-1）：日本三井。
⑵环己烷，三氯乙烯，四氯乙烯均为分析纯试剂，混合溶剂为环己烷分别与三氯乙烯，四氯乙烯的不同比例的混合物。
2 实验步骤
2.1 制备步骤
将一定量的TPX分别加入到环己烷、三氯乙烯，四氯乙烯，环己烷/四氯乙烯及环己烷/三氯乙烯不同比例混合的溶剂中，加热搅拌溶解，配成浓度为2 g/100 mL的透明溶液。将溶液趁热浇铸在玻璃板上，使溶剂在室温下自然挥发，即可得到TPX的均质致密膜[4]。将膜置于60℃的烘箱中干燥30min，使残留溶剂充分逸出，即得到TPX均质膜。
塑料拖把头2.2 性能测定
（1）拉伸性能的测定：在万能试验机上测定膜拉伸强度，并探讨不同溶剂，以及同种溶剂的不同比例对膜的拉伸强度的影响。
（2）分离性能的测定：用简单的膜分离装置测定乙醇/水的通过量，研究不同溶剂，，膜的厚度以及不同料液浓度对膜的通量的影响，从而简单表征膜的选择性分离性能[5]。
3 数据处理方法
通过对膜的拉伸强度，断裂伸长率等数据的分析，探讨不同溶剂，同种溶剂的不同比例，对膜的拉伸强度的影响。此外，绘制标准曲线，通过测定乙醇/水透过膜的质量和
体积，分析不同溶剂，膜的厚度以及料液的浓度对膜的通量和分离因子的影响，从而简单表征膜的选择性分离性能[11]。
四、参考文献
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led压边机
35(2): 50~54.
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五、研究的整体方案与工作进度安排
1、20010年12月25日~1月5日
飞碟杯查阅文献、完成开题报告，文献综述和外文翻译，并开始实验。
2、2010年12月15日~2011年1月30日
完成所有实验，获得所必须的实验数据。
4、2011年2月1日~2011年2月18日
处理数据并完成论文初稿。
5、2011年2月19日~2011年4月20日
修改论文，并定稿。
六、研究的主要特点及创新点
目前为止，TPX膜的有机物/水混合液的选择性分离性能研究主要集中在分离挥发性有机物水溶液（如二氯甲烷，，吡啶等），而对于难挥发性有机物水溶液（如醇类，苯乙烯等）的分离研究很少，而且对TPX膜的机械性能没有做过系统的研究和测定。所以本论文将根据TPX优越的机械性能和
有机物/水混合液的选择性分离性能，通过溶液法制备TPX薄膜，并通过万能试验机测定不同溶剂对膜的机械性能的影响。另外，通过测定乙醇/水的混合液透过膜的质量和体积，研究不同溶剂，料液的浓度以及膜的厚度对TPX膜的液体透过性的影响，从而简单的表征TPX膜的选择性分离性能。为TPX膜的选择性分离性能的研究及应用提供新的依据。
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