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【2h】

Fabrication of Defect-Free P84® Polyimide Hollow Fiber for Gas Separation: Pathway to Formation of Optimized Structure

机译：用于气体分离的无缺陷P84®聚酰亚胺中空纤维的制造：形成最佳结构的途径

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摘要

The elimination of the additional defect healing post-treatment step in asymmetric hollow fiber manufacturing would result in a significant reduction in membrane production cost. However, obtaining integrally skinned polymeric asymmetric hollow fiber membranes with an ultrathin and defect-free selective layer is quite challenging. In this study, P84® asymmetric hollow fiber membranes with a highly thin (~56 nm) defect-free skin were successfully fabricated by fine tuning the dope composition and spinning parameters using volatile additive (tetrahydrofuran, THF) as key parameters. An extensive experimental and theoretical study of the influence of volatile THF addition on the solubility parameter of the N-methylpyrrolidone/THF solvent mixture was performed. Although THF itself is not a solvent for P84®, in a mixture with a good solvent for the polymer, like N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP), it can be dissolved at high THF concentrations (NMP/THF ratio > 0.52). The as-spun fibers had a reproducible ideal CO /N selectivity of 40, and a CO permeance of 23 GPU at 35 °C. The fiber production can be scaled-up with retention of the selectivity.
机译：消除不对称中空纤维制造中额外的缺陷修复后处理步骤将导致膜生产成本的显着降低。然而，获得具有超薄且无缺陷的选择层的整体蒙皮的聚合物不对称中空纤维膜是非常具有挑战性的。在这项研究中，使用挥发性添加剂（四氢呋喃，THF）作为关键参数，通过微调涂料的组成和纺丝参数，成功制造了具有高度薄（〜56 nm）无缺陷表皮的P84®不对称中空纤维膜。进行了广泛的实验和理论研究，研究了挥发性THF加入对N-甲基吡咯烷酮/ THF溶剂混合物的溶解度参数的影响。尽管THF本身不是P84®的溶剂，但在与聚合物的良好溶剂（例如N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP））混合的混合物中，它可以在高THF浓度下溶解（NMP / THF比> 0.52） 。初纺纤维在35°C时可再现的理想CO / N选择性为40，CO渗透率为23 GPU。可以在保持选择性的情况下按比例扩大纤维产量。

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