Influence of Rubbery versus Glassy Backbone Dynamics on Multiscale Transport in Polymer Membranes
Influence of Rubbery versus Glassy Backbone Dynamics on Multiscale Transport in Polymer Membranes
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橡胶状与玻璃状主链动力学对聚合物膜多尺度输运的影响
DOI：
10.1021/acs.macromol.8b01830
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
5.5
通讯作者：
Geise, Geoffrey M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chang, Kevin;Korovich, Andrew;Xue, Tianyi;Morris, William A.;Madsen, Louis A.;Geise, Geoffrey M.
为了确定聚合物主链动力学对水和盐在水净化膜中渗透的影响，我们研究了两个系列的化学相似的共聚物的基本传输和吸附性能：甲基丙烯酸酯为基础的共聚物，在室温下是玻璃状的和丙烯酸酯为基础的共聚物，在室温下是橡胶状的。水扩散测量作为扩散时间的函数，使用脉冲场梯度NMR扩散法提供了有关共聚物中亲水网络异质性的信息。这些时间依赖性的测量使我们能够解析曲折成两个制度，纳米到散装和微米到散装范围，提高洞察共聚物形态对散装运输的影响。结合NMR扩散法和水和盐的吸附和传输测量，我们发现，玻璃状的甲基丙烯酸酯共聚物表现出更大的水-盐的选择性比丙烯酸酯共聚物。这些差异可能是由于亚微米聚合物的形态和动力学差异，我们提出了多尺度模型在这些共聚物中的亲水网络的异质性。
To determine the effects of polymer backbone dynamics on water and salt permeation in water purification membranes, we investigate the fundamental transport and sorption properties of two series of chemically similar copolymers: methacrylate-based copolymers that are glassy at room temperature and acrylate-based copolymers that are rubbery at room temperature. Water diffusion measurements made as a function of diffusion time using pulsed-field-gradient NMR diffusometry provide information about hydrophilic network heterogeneity in the copolymers. These time-dependent measurements enable us to parse tortuosity into two regimes, the nanometer-to-bulk and micrometer-to-bulk ranges, enhancing insight into the influence of copolymer morphology on bulk transport. Combining NMR diffusometry and water and salt sorption and transport measurements, we find that the glassy methacrylate copolymers exhibit greater water–salt selectivity than the acrylate copolymers. These differences likely arise from sub-micrometer polymer morphological and dynamical differences, and we propose multiscale models for heterogeneities of the hydrophilic networks in these copolymers.
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通讯作者：
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DOI：
10.1021/i360039a015
发表时间：
1971
期刊：
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--
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Paul, Donald R.
DOI：
--
发表时间：
2006
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--
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通讯作者：
Toshio Masuda