智能型高分子膜的制备及应用研究进展

摘要：膜材料的智能化是当今分离材料领域发展的一个新方向。讨论了智能型高分子膜材料的分类、制备方法及其环境响应特性等，分析了智能型高分子膜的应用现状及其应用前景，并展望了智能型高分子膜技术今后的研究和发展方向。

关键词：智能膜，智能高分子

Research process in preparation of intelligent polymer membranes and their application Abstract: the membrane material is the separation of intelligent material field in a new direction of development. Intelligent polymer film are discussed Material classification, preparation metho d and its environment, the response characteristics of intelligent polymer film and the application prospect of application situation and prospects of intelligent polymer membrane technology res earch and development direction.

Keywords: intelligent membrane, intelligent polymer

（一）引言膜的调研

膜是一种二维材料，是两相之间的选择性屏障。在自然界中，特别是在生物体内广泛存在，它与生命活动密切相关，是一切生命活动的基础，如能量转换、细胞识别、免疫激素、药物的作用和物质的传输等构成生命活动的基本问题，都与生物膜功能有关，而所有这些活动都是在界面上发生的，因此，研究膜及其界面具有重要的意义。近几年来，膜作为一种新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术，已经广泛应用于生产。但是，随着人民生活水平的不断提高和科学技术的不断进步，对膜的要求也越来越高。由于目前已应用于生产的和科学研究的膜材料并不能响应环境的变化，已经不能满足人们的需要所以一种新型的膜应运而生——智能膜，智能膜能够响应各种环境的变化，而逐渐成为近几年来人们开发和研究的热点之一。智能膜材是智能材料的一种，即可感知、响应外界环境细微变化与刺激而发生膨胀、收缩等相应的自身调节，并且有功能发现能力的膜用材料。目前应用主要是高分子材料，合成高分子和天然高分子材料。

智能型高分子膜

膜技术是一种高效的流体分离技术，与传统的分离技术（如蒸馏等）相比具有效率高、能耗低、操作简便、对环境无污染等特点，在节能降耗、清洁生产和循环经济中发挥着越来越重要的作用。在膜分离中，膜材料起着关键作用，目前人们对高分子膜材料的研究逐渐

从传统商品化膜材料向功能性、智能型膜材料的方向发展。与传统商品分离膜不同，智能膜中含有对外界刺激做出可逆反应的基团或链段，从而使膜的结构岁外界刺激变化而可逆地改变，导致膜性能（如孔径大小、亲/疏水性等）的改变，从而控制膜的通量，提高膜的选择性。目前，膜材料的智能化已经成为当今分离材料领域发展的一个新方向。智能高分子膜在控制释放、化学分离、生物医药、化学传感器、人工脏器、水处理等多个领域具有重要的潜在价值。

现状前景

智能高分子膜是近十年来膜研究的一个崭新的领域。随着高新技术的发展，它已经在很多方面取得了较大的进步，例如在物质分离，感应元件，药物释放系统和固定化酶等方面有了一定的研究和应用，逐步开发出了一些新型膜材如LB （langmuir-blodgett）膜,分子自组装膜，纳米自组装膜和具有可调纳米孔道的高分子薄膜等。但是，目前，我国智能膜材的研究与开发存在着不足，与世界先进水平相比尚有相当大的差距，制约着我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、

航海、船舶、军事等的进一步发展，因此，新世纪智能膜材会被更加广泛的应用，可以相信,随着研究和开发工作的进一步深入,智能高分子膜材最终将在膜工业和发展中取得重要的地位。

（二）智能高分子膜制备

智能高分子膜制备方法主要有成膜物质功能化法、表面改性法和共混法等。

2.1成膜物质功能化法

成膜物质功能化法主要是通过化学反应将功能性物质连接在成膜物质上，然后将其通过浇铸或相转化法直接成膜，这是制备整体智能膜的常用方法。美国的Gudeman等通过共混交联法制备了具有互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酸pH 响应型智能膜，该膜对尿素、愈创木酚甘油酯、L-色氨酸，VB12具有不同的选择渗透性。以聚偏氟乙烯（PVDF）为大分子引发剂，采用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备了PVDF-g-PNIPA平板智能膜。同时以碱处理法对PVDF粉末进行基体改性，以偶氮二异丁氰（AIBN）为引发剂，制备了PVDF-g-PNIPA共聚物，并通过相转移法制备了PVDF-g-PNIPA平板膜。这两种方法所得的PVDF-g-PNIPA平板膜均具有很好的温度敏感性。

2.2表面接枝法

表面接枝法是先通过化学（自由基引发剂、臭氧等）或物理手段（如紫外光、等离子体、高能辐照等）在已有商品聚合物膜表面生成反应活性中心，然后利用这些活性中心引发其他单体在膜表面聚合，从而生成“聚合物刷”。

接枝法根据自由基产生方式的不同又可分为化学接枝法、等离子体接枝法、光接枝法和高能辐射接枝法等。

化学接枝法：将PVDF中空纤维膜经碱处理后，将其浸入含有单体N-异丙基丙烯酰（NIPA）和溶剂的混合溶液中，然后将中空纤维膜放入一定比例的交联剂和引发剂的混合溶液中进行反应，制备了PVDF-g-PNIPA智能中空纤维膜。

采用氧化还原引发接枝-填充聚合，制备了具有pH响应的酚酞型聚醚砜（PES-C）分离膜。或以CuBr/HMTETA为催化体系，将甲基丙烯酸二甲胺乙酯（DMAEMA）接枝到PVDF微孔膜的表面，制备了具有良好抗污染性和环境响应型膜材料。尽管化学接枝法得到了很大的发展，但是对于常用的分离膜而言，大都是化学惰性的，功能性单体较难在其表面上进行接枝聚合生成“聚合物刷”，并且所使用的溶剂通常有毒有害，容易对环境造成污染，因此其应用受到了限制。

等离子体改性技术：在众多的膜表面改性方法中，等离子体改性技术是近年来发展较快的方法。运用该技术，分别将聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚-3-氨基甲酰-1-（对-乙烯基苄基）吡啶氯化物、聚谷氨酸酯、螺环吡喃的甲基丙烯酸酯链段引入膜表面，制得环境敏感型分离膜。或采用等离子体技术将L-谷氨酸-γ-苄酯羧酸酐接枝到聚四氟乙烯多孔膜上，然后经碱水解反应和水洗等步骤，制备了具有pH敏感的多肽聚合物刷膜。有报道指出，利用等离子体接枝聚合将N-异丙基丙烯酰胺和苯并-18-冠-6-丙烯酰胺的共聚物接枝到分离膜上，制得具有离子识别能力的膜。国内采用等离子体接枝填充聚合法将聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPA）接枝在多孔平板膜的膜孔中，得到了具有温敏性的膜。但是，等离子体接枝聚合用于膜表面改性还存在难以控制引发剂数量和种类的缺点，另外其表面聚合机理研究也有待完善。

表面光接枝聚合：表面光接枝聚合由于具有易控制、产物纯净等特点，已经广泛地用于材料的表面改性中。采用紫外光引发将甲基丙烯酸接枝到聚乙烯多孔膜

上，制备了带有pH敏感性聚合物刷的膜材料，同时还采用顺序光接枝技术在聚乙烯（PE）微孔膜接枝了N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯的共聚物，获得了具有多重温度响应的PE多孔膜。此外，研究人员采用光接枝技术分别将N-异丙基丙烯酰胺、聚4-乙烯基吡啶和聚甲基丙烯酸等引入大孔或微孔膜表面，制得具有可控渗透性的智能膜。

另外，利用高能射线辐射使膜材料表面产生自由基，引发单体接枝聚合也是一种有效的表面改性手段。通过γ射线辐照将N-异丙基丙烯酰胺接枝到PVDF 微孔膜表面，制备了具有温度响应的膜材料。用Co射线源辐照浸入N-异丙基丙烯酰胺溶液的聚酯（PET）膜和聚丙烯膜，得到温敏型核孔膜材。将高密度聚乙烯膜（HDPE）在N2保护下与辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）和丙烯酸（AAc）,制备了既具有温度敏感性又兼具pH敏感性的水凝胶。此外，在常温下采用预辐照引发接枝的方法，在四氟乙烯-2-乙烯共聚物（ETFE）上接枝丙烯酸（AAc）合对苯乙烯磺酸钠（SSS）制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的湿敏膜。然后将该膜制成电阻型湿度传感器，发现在相对湿度（RH）从5%变化到98%时，传感器电阻线性变化范围接近4个数量级，具有响应速度快、湿度小等特点。

用Co射线源辐照浸入N-异丙基丙烯酰胺溶液的聚酯（PET）膜和聚丙烯膜，得到温敏型核孔膜材。将高密度聚乙烯膜（HDPE）在N2保护下与辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）和丙烯酸（AAc）,制备了既具有温度敏感性又兼具pH 敏感性的水凝胶。此外，在常温下采用预辐照引发接枝的方法，在四氟乙烯-2-乙烯共聚物（ETFE）上接枝丙烯酸（AAc）合对苯乙烯磺酸钠（SSS）制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的湿敏膜。然后将该膜制成电阻型湿度传感器，发现在相对湿度（RH）从5%变化到98%时，传感器电阻线性变化范围接近4个数量级，具有响应速度快、湿度小等特点。

由此可见，接枝法是制备智能型分离膜的强力工具，近年来得到了很大的发展。但是接枝法也存在自身难以克服的缺点，即膜表面聚合物链段的分子质量和聚合物链段在膜表面的接枝密度难以控制，导致膜表层结构不规整，从而影响了膜的分离。另外，接枝法成本较高，设备复杂，不容易实现规模化工业生产。

2.3共混法

共混改性是近年来制备智能高分子膜的新方法，共混法由于结合了各共混材料的性能，因此具有很大的优势。共混应该注意的问题是各共混材料之间的相容性，其优点是：改性与成膜同步进行，工艺简单，不需要繁琐的后处理步骤，极易实现材料的工业化，改性剂能同时覆盖膜表面和膜孔内壁，不会引起膜结构的破坏。共混法在制备亲水性多孔膜方面获得了很大的进步，但在智能膜研制方面才刚刚开始。

例如：以PVDF为主链、聚甲基丙烯酸（PMAA）为侧链的两亲性梳状聚合物，通过与PVDF共混制备了具有pH响应性的多孔膜。研究发现，共混膜的通量具有可逆的pH响应性，在pH范围为2-8时，共混膜通量的变化达到1个数量级。通过活性自由基聚合技术分别合成了具有温度和pH响应性的两亲性共聚物PES-g-PAA和

PES-g-PNIPA，然后分别将其作为膜添加剂用于膜的改性，得到了具有环境响应性的膜材料。

此外，采用共混法可制备压力响应型膜，该类膜多采用具有良好形状记忆功能的聚氨酯（PU）为基相来制备。用熔融共混的方法，经熔体纺丝制得PU/PVDF

及PU/CaCO3中空纤维膜，并就所得聚氨酯系中空纤维膜的压力响应性能进行研究。

（三）智能高分子膜的响应性

3.1 温度敏感膜

所谓温度敏感膜，即是指当高分子膜所处的环境或溶液温度发生变化时，膜的形状、性能等随之发生敏锐响应，即发生突跃性变化的分离膜，表现在膜的吸水量或吸溶剂量在某一温度有突发性变化，膜的溶胀比（吸水量与干膜质量的比）在这一温度会突然变化。此时温度称为最低临界溶解温度（LCST）。聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）是最常用的温敏高分子膜材。PNIPAm在32℃显示LCST，当低于32℃时，它在水中溶解，32℃附近则急剧凝聚而析出。也就是说，在32℃附近它可以响应很小的温度变化而迅速产生亲水性和疏水性结构的转变，表现为分子链的伸展与折叠，利用这一特性，PNIPAm及其共聚、接枝聚合物等已被广泛用于温度敏感分离膜材。如PNIPAm通过γ射线照射接枝到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)表面和孔中制成温度响应型高分子复合膜，这种复合膜在其表面和孔壁上存在一可以流动的高分子链，它可以在哪怕是温度轻微变化时改变分子构象从一种形态到另一种形态，从而有效地控制膜的扩散分离，起到温控阀门作用。此外，除了PNIPAm与PET接枝外，温控膜材还有很多，如PNIPAm与聚偏氟乙酸（PVDF）接枝；PNIPAm与聚酰胺胶囊膜接枝；聚酯+酪蛋白制备交联的聚凝胶复合膜；丙烯酰脯氨酸甲酯与双烯丙基碳酸二甘醇酯6：4的比例共聚等等。

3.2 PH值敏感膜

PH值敏感膜是膜的体积以及膜的渗透速率能随环境PH值、离子强度变化的高分子分离膜,即在不同的PH值和离子强度的影响下，智能膜的膜通量会有显著的变化。由于PH敏感膜材中含有大量的易水解或质子化的酸碱基团（如羧基、氨基等），由于这些基团的存在，膜的结构会随溶液的PH值变化而改变，从而影响介质的渗透能力，同时由于离子的存在，离子强度的变化也影响膜的渗透能力。

如筏义人等将聚丙烯酸（PAA）接枝于经低温等离子体辐射处理的聚碳酸酯膜上。这种方法制成的膜，当水透过PAA接枝膜时，过滤速率在中性和碱性条件下，与溶液的PH值关系不大；但当在酸性条件下，在一定的接枝密度下与PH 值密切相关。在原子力显微镜下观察结果表明,它的分子阀特性是由于接枝聚合物响应介质的PH值变化,从而调节膜孔道开-关（“智能阀”）以调控膜的过滤特性，以实现膜的智能化。

此外还有许多PH值敏感膜材，例如聚丙烯酸，壳聚糖，聚乙烯基吡啶等。利用这些膜材可以制得各种形式的PH值敏感膜，将丙烯酸、交联剂及光引发剂的混合溶液通过喷射法或浸渍法浇铸在PET或聚碳酸酯多孔膜上,经紫外光照射制成pH敏感膜；以聚丙烯为基础，将聚-4-乙烯基吡啶接枝在膜空内而形成复合膜；将直孔聚碳酸酯膜材与丙烯酸接枝共聚，在膜的微孔周围引入聚丙烯酸接枝长链，可以得到微孔膜等。

3.3 电场敏感膜

电场敏感膜是指膜的特性受电场影响而改变的高分子分离膜。可作为电场敏感膜材的高分子主要有以下几类：

3.3.1 交联的聚电解质

这类膜材是分子链上带有可离子化基团的凝胶。高分子链上的离子与其对离子在电场下受到相反方向的静电作用，由于高分子离子被固定在网络上，不能在

电场下移动，低分子离子则在电场下带动周围水合的水分子移动至电极附近，并由于电化学反应变成中性，而水和分子则从凝胶中释放从而使凝胶脱水收缩，膜发生形状变化。这种膜是实验中经常用到的。

利用凝胶在电场下能收缩这个现象,Osada等设计了一种“化学阀”。将多孔性凝胶膜的边缘固定在一个圆形环上,当施加电场时膜就会收缩，由于它的边缘被固定，膜的孔径因此变大，通过调节电场的大小，凝胶膜的孔径能被正确控制，从而可自由选择不同大小粒子的通透，达到分离不同大小溶质混合物的目的。

3.3.2 导电高分子

这种膜是依据导电高分子的电导率、可逆的氧化还原作用以及电活性等特性来作为能够响应外界环境刺激的膜材。主要有聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔等。这些高分子在进行电化学掺杂-去掺杂或化学掺杂时，聚合物的构象会发生变化，从而导致其体积的收缩与膨胀而影响膜的致密度。

3.3.3 液晶膜

又称电场敏感液晶膜。液晶态具有低粘性、高流动性、易膨胀性和有序性的特点，特别是在电、磁、光、热、力场等改变时，液晶分子将发生取向和其他显著变化，使液晶膜具有很大的气体、水、有机物和离子透过通量和选择性。将其制成膜材,这些具有液晶态特征的介晶性基团在电场作用下,即可改变渗透剂分子经膜渗透的曲折途径，从而控制膜的通透性能，使膜成为一种电场驱动的智能膜材。

这种膜最大的优点就是，当加一定的电压后，膜的通量迅速显著增加，而当撤掉电压，膜通量可以迅速降到原来水平。例如溶致性主链型液晶高分子聚谷氨酸苄酯的溶液在电场下可发生从胆甾相到向列相的转变，由此制得电场控制的通透膜材。当对聚谷氨酸苄酯膜施加大于30V直流电压后，有机物通透量增加到55%，撤去电场后不久，通透量可下降到原来的低水平。

（四）智能膜的研究

温度响应性聚合物膜由于环境条件容易控制，成为人们研究最多的只能膜材料。有人将PNIPA接枝于商品膜上制备了温度响应性智能膜，并将其用于膜的亲、疏水吸附分离实验，发现该类膜材料表现出良好的表面自清洁特性。利用膜的这种特性，日本最先将温度响应性智能膜制备成膜组件，用于水处理领域，取得了较好的应用效果。压力响应膜是近年来国内研发成功的一种新型智能膜材料，该类材料由于具有“压力自感知”的分离功能，可通过调控工作压力，改变中空纤维膜孔的孔径和孔隙率，以解决常规中空纤维膜孔道内嵌入式污染物清洗的问题，对提高中空纤维膜的使用寿命、简化清洗流程、降低成套设备运行成本等具有显著作用。目前基于压力响应性聚偏氟乙烯中空纤维膜的成套水处理装臵和应用技术，已经成功应用于纺织、化工、食品、电力等行业废水和生活污水处理与回用，年处理各类水体超过1000万吨，回用率大于80%，年节约用水800万吨以上，产生了很好的社会效益和经济效益。

总之，智能高分子膜仍是一种发展中的新型膜技术，具有广阔的前景，其应用领域还需要人们不断去探索。

（五）结语

环境响应性智能膜是基于仿生材料而发展起来的一类新型功能膜，是膜材料今后发展的方向。智能膜在物质的分离提纯、药物控制释放、水处理、化学传感器和仿生科学等领域均具有潜在的应用前景，被认为是21世纪膜科学与技术领域的重要发展方向之一。

（六）参考文献

[1]李琳（译）.膜技术基本原理，1998，7：8 [2]陈莉.智能高分子材料，2005，7：210

[3]张胜兰，沈新元，杨庆.膜科学与技术，2000，20（6）：42~45 [4] Yoshihito Osada. Conversion of chemical into mechan ical energy by synthetic polymers [J].Adv in Polym Sci,1987,8 2：1~46

[5]Ito Y, Kotera S, Inaba M, et al. Polymer, 1990, 31：2157 [6] 宋爱宝. 液晶热敏膜的研究[J]. 化学世界, 1993, (9)：398~400 [7] 吴明红, 陈捷, 同瑞敏, 等. 辐射制备热敏水凝胶及控制释放[J]. 辐射研究与辐射工艺学报, 1997, 15(1) ：53~55

[8]Shtanko N I, Ya Kabanov V,et al. J. Membrane. Sci.,20 00, 179：155~161

[9]王改云.智能膜材.化工进展，2002，（8）：612~613

[10]安树林. 膜科学实用教程，2005，1（12）：265~266

动态膜分离技术研究进展

文章编号:1007-8924(2007)04-0091-05专题综述动态膜分离技术研究进展李晓波,胡保安,顾　平 (天津大学环境科学与工程学院,天津300072) 摘　要:介绍动态膜分离技术的概念,着重讨论影响动态膜分离性能的相关因素以及动态膜在污水处理中的应用效果,指出动态膜技术具有良好的应用前景,但目前仍处于试验阶段,尚需深入研究. 关键词:动态膜;污水处理;研究进展中图分类号:TQ028.8 文献标识码:A 膜分离技术是当今水处理领域研究的热点,国内外均做了大量的研究工作[1-5],然而,膜污染及膜组件昂贵的价格是阻碍膜技术广泛应用的主要原因.动态膜分离技术采用大孔径材料制作膜组件,降低了膜组件的造价;同时,已有研究表明,动态膜的渗透性能更佳、抗污染能力显著提高[6-8].因此,动态膜作为一项新型的特殊膜分离技术正越来越多地受到国内外水处理技术研究者的关注[9-13]. 1　动态膜分离技术动态膜作为一种分离技术,包含动态膜的载体及动态膜分离层本身.动态膜的载体指用来承载动态膜的大孔径材料,一般价格低廉、易得,常见的有不锈钢丝网、普通筛网、工业滤布、筛绢等多孔材料和一些高分子材料,如烧结聚氯乙烯管等.动态膜分离层是动态膜分离技术的主体,指依附于动态膜载体之上、执行分离功能的滤饼层或污泥层.它是通过错流过滤或死端过滤的方式将某种固体或胶体微粒沉淀在载体表面上形成的.用于形成动态膜的粒子种类较多,有粘土类矿物、粉状活性炭(PAC )、ZrO 2、MnO 2、聚乙烯醇(PVA )等,也可用被处理的废液中的某种物质作为成膜物质沉淀在载体上形成动态膜,如自生生物动态膜的成膜物质为污水中的活性污泥.目前国内外关于动态膜分离技术的研究主要集中在影响动态膜分离性能的因素及操作参数的优化方面. 2　影响动态膜分离性能的因素 2.1　pH 的影响 p H 对ZrO 2动态膜和MnO 2动态膜的影响较为明显,这是由于MnO 2动态膜和大多数ZrO 2动态膜都是通过化学反应来生成膜粒子的. ZrO 2粒子的形成有两种方法:一种是提高含Zr 4+溶液,如无水ZrCl 4的水溶液的p H 来形成[14], 另一种是将ZrOCl 2加入到硫酸溶液中而形成[15].Zr 的水合氧化物在不同p H 下的特性不同,其粒子大小也不同.p H 较低时所生成的粒子粒径较小,随着p H 升高,粒径也逐渐升高.由于小颗粒需要更长的时间堵塞载体的孔隙,所以形成动态膜所需的时间也更长.Altman 等[16]的研究表明,动态膜的形成时间从p H 为3.5时的120min 减少到p H 为6时的45min ;Rumyantsev 等[16]的研究结果则分别是100min 和小于45min.蛋白质的截留率与p H 的关系不是很明显,p H 为3.5、5和6时形成的动态膜的截留率大于p H 为4时的动态膜. MnO 2是KMnO 4的还原产物,其反应式为4KMnO 4+6HCOONa =4MnO 2↓+2K 2CO 3+ 3Na 2CO 3+3H 2O +CO 2↑ 收稿日期:2005-09-06;修改稿收到日期:2006-01-17 作者简介:李晓波(1970-),男,河南省人,博士生,主要从事水污染治理技术的研究. 第27卷　第4期膜　科　学　与　技　术 Vol.27　No.4 2007年8月MEMBRAN E SCIENCE AND TECHNOLO GY Aug.2007

高分子材料在各领域的应用与前景

200810230129 许莎莎08材化(一)班(材料合成与加工课程论文) 高分子材料在各领域的应用及前景 1高分子材料的发展现状与趋势高分子材料作为一种重要的材料, 经过约半个世纪的发展巳在各个工业领域中发挥了巨大的作用。从高分子材料与国民经济、高技术和现代生活密切相关的角度说, 人类已进人了高分子时代。高分子材料工业不仅要为工农业生产和人们的衣食住行用等不断提供许多量大面广、日新月异的新产品和新材料又要为发展高技术提供更多更有效的高性能结构材料和功能性材料。鉴于此, 我国高分子材料应在进一步开发通用高分子材料品种、提高技术水平、扩大生产以满足市场需要的基础上重点发展五个方向：工程塑料，复合材料，液晶高分子材料，高分子分离材料，生物医用高分子材料。近年来,随着电气、电子、信息、汽车、航空、航天、海洋开发等尖端技术领域的发展和为了适应这一发展的需要并健进其进?步的发展, 高分子材料在不断向高功能化高性能化转变方面日趋活跃,并取得了重大突破。 2 高分子材料各领域的应用（1）高分子材料在机械工业中的应用高分子材料在机械工业中的应用越来越广泛, “以塑代钢”、

“塑代铁”成为目前材料科学研究的热门和重点。这类研究拓宽了材料选用范围,使机械产品从传统的安全笨重、高消耗向安全轻便、耐用和经济转变。如聚氨酉旨弹性体，聚氨醋弹性体的耐磨性尤为突出, 在某些有机溶剂如煤油、砂浆混合液中, 其磨耗低于其它材料。聚氨醋弹性体可制成浮选机叶轮、盖板, 广泛使用在工况条件为磨粒磨损的浮选机械上。又如聚甲醛材料聚甲醛具有突出的耐磨性, 对金属的同比磨耗量比尼龙小, 用聚四氟乙烯、机油、二硫化钥、化学润滑等改性, 其摩擦系数和磨耗量更小, 由于其良好的机械性能和耐磨性, 聚甲醛大量用于制造各种齿轮、轴承、凸轮、螺母、各种泵体以及导轨等机械设备的结构零部件。在汽车行业大量代替锌、铜、铝等有色金属, 还能取代铸铁和钢冲压件。 2 高分子材料在燃料电池中的应用高分子电解质膜的厚度会对电池性能产生很大的影响, 减薄膜的厚度可大幅度降低电池内阻, 获得大的功率输出。全氟磺酸质子交换膜的大分子主链骨架结构有很好的机械强度和化学耐久性, 氟素化合物具有僧水特性, 水容易排出, 但是电池运转时保水率降低, 又要影响电解质膜的导电性, 所以要对反应气体进行增湿处理。高分子电解质膜的加湿技术, 保证了膜的优良导电性, 也带来电池尺寸变大增大左右、系统复杂化以及低温环境下水的管理等问题。PEFC的发展离不开新材料的发现及其在燃料电池中的应用, 今后随着高性能、低成木的高分子材料开发研究, 有希望促进实现商业应用, 成为

高分子功能膜材料

第八章高分子功能膜材料膜是一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料，在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜，膜也可以人工制作，如高分子合成膜。膜可以是均相的，也可以是非均相的；可以是对称的，也可以是非对称的；可以是固体的，也可以是液体的；可以是中性的，也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。随着科学的发展，越来越多的人工合成膜相继被开发出来，应用到各个行业中，起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员，在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能，并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理，并以主要的分离膜为代表，介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类高分子分离膜是具有分离功能，即具有特殊传质功能的高分子材料，又称为高分子功能膜。其形态有固态，也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多，不可能用单一的方法来明确分类，现有的分类既可以从被分离物质的角度分，也可以从膜的形状、材料等角度分，目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类根据固态膜的形状，可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类从膜材料的来源来看，分离膜可以是天然的也可以是合成的，或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等，而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一．主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物，很多都可以用于制备气体分离膜，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良，被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰（亚）胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表，常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布，芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料，用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜，具有良好的分离与透过性能，且耐高压、耐高温、耐溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料，缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等，是高机械强度的工程塑料，具有耐酸、耐碱的优点，多用于超滤膜和气体分离膜的制备，较少用于微滤，可在80℃下长期使用，缺点是耐有机溶剂的性能较差。

新型膜分离技术研究进展

新型膜分离技术研究进展摘要:膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法(蒸发、萃取或离子交换等)相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。 1膜分离技术的分离原理和特点 1.1纳滤纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200-1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻-孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量;与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。余跃等[1]废水进行了去除COD和脱色的研究。结果表明，纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD。 1.2超滤超滤的截留相对分子质量在1000-100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留(筛分)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。徐超等[2]在中试中采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，设备费用降低了。 1.3微滤微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0.05-10μm之间，可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。微滤分离的实质是利用膜的“筛分”作用来进行的。即:比膜孔大的颗粒的机械截留、颗粒间相互作用及颗粒与膜表面的吸附、颗粒间的桥架作用这三种方式来实现的。 1.4反渗透反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。学界对于反渗透分离机理的解释主要流行以下理论:溶解一扩散模型、优先吸附一毛细孔流理论、氢键理论。自从上个世纪90年代邓宇发明了非加压吸附渗透海水淡化法以来，反渗透用于海水淡化的研究得到了极大发展[3]。在重金属废水处理领域，美国芝加哥API工艺公司采用B一9芳香族聚酞胺中空纤维膜组件处理镀镍漂洗水，废水中Niz+的分离率为92%[4]。 1.5电驱动膜

高分子材料加工技术

实训1 海带中海藻酸钠的提取 1.实训目的 1.1巩固常用基本仪器的操作 1.2巩固几种常用溶液的配制 1.3巩固EDTA标准溶液的配制与标定方法 1.4掌握EDTA测定溶液中钙离子的测定 1.5掌握茚三酮溶液与蛋白质颜色反应的原理和方法 1.6掌握从虾壳中提取甲壳素的原理和方法 2.实训原理甲壳素的提取方法主要有酸碱法、EDTA脱钙法和酸碱交替法等，其中酸碱交替法具有可提高反应温度、反应时间短，无需脱色处理等优点而为本文采用。原理：盐酸处理溶去其中的碳酸钙；碱煮处理去除与甲壳素共价交联的蛋白质；虾壳中含有的虾红素在碱煮过后，仍有大部分存在，故甲壳素显现红色，须用氧化还原的方法来处理虾红素。 3.实训原料、仪器、药品 3.1实训材料虾壳、蟹壳 3.2实训仪器序号名称规格数量备注 1 烧杯100、250 、500 mL 10、5、5个按顺序 2 锥形瓶250mL 6个 3 移液管5、10、25、50mL 各一支

4 容量瓶100、250mL 各3个 5 酸性滴定管25mL 一支 6 数显恒温水浴箱一台 7 电子天平 8 电热恒温烘干箱 9 玻璃棒数支 10 滤纸若干 11 量筒10、50、100mL 各一支 3.3实训药品序号名称规格数量备注 1 浓盐酸（体积百分数为35~38%） 2 NaOH 3 30％过氧化氢 4 高锰酸钾 5 亚硫酸氢钠 6 酸性络蓝K K—B指示剂的 7 萘酚绿B 配制 8 EDTA EDTA的配制与 9 ZnO 滴定 10 氨水（1:1） 11 1%的铬黑T（EBT） 12 茚三酮配制1%茚三酮 13 氯化亚锡溶液

新型膜分离技术的研究进展

收稿日期：2011－04－18 作者简介：陈默（1986—），硕士研究生，从事含能化合物的合成研究；王建龙，教授，博士生导师，通讯联系人，主要从事含能化合物合成及炸药中间体的制备、应用及开发。新型膜分离技术的研究进展陈默，曹端林，李永祥，王建龙（中北大学化工与环境学院，山西太原030051）摘要：膜分离技术是一项新兴的高效、快速、节能的新型分离技术。作为一种新型分离技术，在多种领域得到了广泛的应用。综述了反渗透、电渗析、纳滤、微滤、超滤、气体分离、渗透汽化和膜反应器等各种膜分离技术的分离原理、特点，在工业中的应用以及目前存在的问题。最后展望了膜技术的应用前景。关键词：膜分离；原理；应用；进展中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1008－021X （2011）05－0031－03 Research Progress of Membrane Technology CHEN Mo ，CAO Duan －lin ，LI Yong －xiang ，WANG Jian －long （College of Chemical Engineering and Environment ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ）Abstract ：The membrane extraction technique is a new type extraction technique with high efficiency ，high speed and saving energy．Membrane separation technology is applied widely as a new kind of separation technology．The separation mechanism and characteristics of different kinds of membrane technologies were introduced ，including electrodialysis ，reverse osmosis ，nanofiltration ，ultrafiltration ，microfiltration ，gas separation ，pervaporation ，membrane reactor．Further more ，the application and current problems of different membrane technologies were extensively summarized．Finally ，application prospect of membrane separation technology was presented．Key words ：membrane separation ；principle ；application ；progress 膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，没有相变，最适宜对热敏性物质和生物活性物质的分离与浓缩，具有高效、节能，工艺过程简单，投资少，污染小等优点，因而在化工、轻工、电子、医药、纺织、生物工程、环境治理、冶金等方面具有广泛的应用前景。1膜分离技术的分离原理和特点1．1 纳滤纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200 1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤膜的分离机理模型目前的看法主要是空间位阻－孔道模型。与超滤膜相比，纳滤膜有一定的荷电容量；与反渗膜相比，纳滤膜又不是完全无孔的。纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种膜分离技术，是国内外研究的热点。余跃等［1］对纳滤技术处理印染废水进行了去除COD 和脱色的研究。结果表明，纳滤技术可有效地去除印染废水中的色度和COD 。Salzgitter Flachstahl 电镀厂采用膜技术处理镀锌废水，回收其中的Zn 2+ 和H 2SO 4，其结果达到了设计要求［2］。常江等［3］在完成用新型纳滤膜处理模拟含Ni 2+ 废水实验室研究的基础上，进行了电镀镍漂洗废水的纳滤膜处理及镍和水回收利用的工业试验，为大规模工业应用提供了参考数据。杨青等［4］研究报道将DK 型与NF90型纳滤膜组合可适用于治理高浓度、高盐分的吡啉农药废水污染。1．2 超滤超滤的截留相对分子质量在1000 100000之间。超滤过程的分离机理一般认为是压力驱动的筛孔分离过程，是膜表面上的机械截留（筛分）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附三种形式。徐超等［5］在中试中采用浸没式超滤膜代替传统砂滤工艺处理浊度较低的滦河水，取得较好的处理效果，设备费用降低了。罗涛等［6］采用混凝沉淀－超滤工艺对微污染原水进行试验，结果表明，组合

高分子膜材料的制备方法

高分子膜材料的制备方法 xxx级 xxx专业xxx班学号：xxxxxxx xxx

高分子膜材料的制备方法 xxx （xxxxxxxxxxx，xx）摘要：膜技术是多学科交叉的产物，亦是化学工程学科发展的新增长点，膜分离技术在工业中已得到广泛的应用。本文主要介绍了高分子分离膜材料较成熟的制膜方法（相转变法、熔融拉伸法、热致相分离法），而且介绍了一些新的制膜方法（如高湿度诱导相分离法、超临界二氧化碳直接成膜法以及自组装制备分离膜法等）。关键词：膜分离，膜材料，膜制备方法 1.引言膜分离技术是当代新型高效的分离技术，也是二十一世纪最有发展前途的高新技术之一，目前在海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产、医药、食品、电子领域等得到广泛应用，并将成为解决人类能源、资源和环境危机的重要手段。目前在膜分离过程中，对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域；随着膜过程的开发应用，人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重要性，在此对膜材料的制备技术进行综述。 2.膜材料的制备方法

2.1 浸没沉淀相转化法 1963年，Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法，从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值，自此以后，相转化制膜被广泛的研究和采用，并逐渐成为聚合物分离膜的主流制备方法。所谓相转化法制膜，就是配置一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三维大分子网络式的凝胶结构。相转化制膜法根据改变溶液热力学状态的物理方法的不同，可以分为一下几种：溶剂蒸发相转化法、热诱导相转化法、气相沉淀相转变法和浸没沉淀相转化法。 2.1.1 浸没沉淀制膜工艺目前所使用的膜大部分均是采用浸没沉淀法制备的相转化膜。在浸没沉淀相转化法制膜过程中，聚合物溶液先流延于增强材料上或从喷丝口挤出，而后迅速浸入非溶剂浴中，溶剂扩散进入凝固浴（J2），而非溶剂扩散到刮成的薄膜内（J1），经过一段时间后，溶剂和非溶剂之间的交换达到一定程度，聚合物溶液变成热力学不稳定溶液，发生聚合物溶液的液-液相分离或液-固相分离（结晶作用），成为两相，聚合物富相和聚合物贫相，聚合物富相在分相后不久就固化构成膜的主体，贫相则形成所谓的孔。浸入沉淀法至少涉及聚合物/溶剂/非溶剂3个组分，为适应不同应用过程的要求，又常常需要添加非溶剂、添加剂来调整铸膜液的配方以及改变制膜的其他工艺条件，从而得到不同的结构形态和性能的膜。所制成的膜可以分为两种构型：平板膜和管式膜。平板膜用于板

高分子材料应用技术专业建设方案

“高分子材料应用技术”专业建设方案一、行业背景与建设基础 1、行业背景从中国塑料工业协会公布的数据可知：我国塑料工业产量逐年递增，年均增长率超过10%，利润率和利税均保持两位数增长，塑料树脂表观消费量已经突破4000万吨，在世界各国塑料制品产量排名中名列第2位，年销售收入在500万元以上的规模企业过万家，成为名副其实的塑料生产大国和消费大国。江苏是我国塑料加工业大省，05年塑料制品产量列全国第三，其中，泡沫塑料和塑料合成革产量为全国第一。作为江苏塑料工业主力军的常州市，地处沪宁线中段，有着颇具实力的工业基础和得天独厚的区域优势，现代制造业基地建设已初见成效。国内最大塑化市场——江苏国际塑化城落户常州，将为常州实现产业结构的战略调整和塑化行业的加快发展增添新活力。由于塑料加工业是集材料、机械、模具、电子、计算机控制于一体的复合型制造业。塑料工业的进步，是科学技术各领域交叉复合的结果。它标志着一个国家或地区工业发达程度与科学技术的先进程度。技术要进步，人才是关键。具有一批高素质、高技能的高分子材料应用技术专业人才，是现代塑料工业企业迫切的需求。 2、现有基础和优势 “高分子材料应用技术”专业（原为“塑料成型工艺及设备”，“高分子材料与工程”）是我院的重点骨干专业，该专业创办于1978年，1996年成为江苏省第一批五年制高职试点专业，2003年被评为江苏省五年制高职示范专业，2006

年被评为江苏省高等学校特色专业建设点。1998年7月，国家轻工业局在我院建立了中国塑料加工行业职工培训中心，2000年5月，江苏省劳动厅批准在我院设立了江苏省塑料加工行业国家职业技能鉴定所，学院还是全国轻工行业塑料专业指导委员会主任单位与秘书长单位。自98年开始，学院在本专业试行“双证书制”，学生毕业时除获得毕业证书外还需获得与本专业相关的职业资格证书，如塑料注塑工（中级）、塑料挤出工（中级）等。2000年以来，我院“高分子材料应用技术”专业，依托江苏省塑料加工行业国家职业技能鉴定所，广泛开展对学生的职业技能培训，并参加由省技能鉴定中心组织的鉴定考核，取得中级以上职业资格证书的比例为99％以上。本专业1996年开始招收五年制高职学生，2002年招收高中后三年制高职学生，2005年面向外省招生，至2006年已有高职毕业生575人，目前在校生641人。本专业现有专任教师25人，非专任教师6人。在专任教师中，具有高级职称的9人；双师型教师19人；具有硕士学位的8人。在非专任教师中，具有高级职称的4人。目前，该专业曾有2名教师被评为全国优秀教师，1名教师是教育部高职高专轻化类教指委委员。近年来，专任教师共编著出版教材、专著19部；发表教研论文15篇；发表科研论文39篇；承担省级及以上教学课题研究5项；进行纵横向科研课题研究15项；获省级及以上教学成果奖3项。本专业建有化学基础课教学实验中心和塑料加工实训中心，其中，化学基础课教学实验中心是省级教学实验中心建设点。实验实训中心内的仪器设备先进，实验室装备条件良好，教学、科研仪器设备总价值400余万元，实验、实训场

高分子材料的应用

高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！

高分子分离膜在污水处理中的应用

高分子分离膜在水处理中的应用早在20世纪初已有用天然高分子或其衍生物制透析、电渗析、微孔过滤膜。1953年，美国C.E.里德提出了用致密的醋酸纤维素制的膜将海水分离为水和盐，当时由于水的透过速度极小而未能实用。1960年S.洛布和S.索里拉金成功地开发了各向异性的不对称膜的制备方法。由于起分离作用的活性层极薄，流体通过膜的阻力小，从而开拓了高分子分离膜在工业上的应用。之后出现了中空纤维膜，使高分子分离膜更适于工业用途。70年代以来，气体分离膜、透过蒸发膜、液体膜以及生物医学用膜的研究，开拓了高分子分离膜应用新领域。高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。分离膜只有组装成膜分离器，构成膜分离系统才能进行实用性的物质分离过程。一般有平膜式、管膜式、卷膜式和中空纤维膜式分离装置。以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。反渗透膜应用现状在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20％；据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2000年和2010年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。反渗透膜最新进展超低压膜由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点，自1999年以来超低压膜的应用比重日益增大，这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用最为突出，大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势，目前使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨/小时。低污染膜膜污染是反渗透应用中的最大危害。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。

高分子材料按应用分类

高分子材料按应用分类高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②高分子纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC②杂链高聚物：分子主链由C、O、N等原子构成。如：聚酰胺、聚酯③元素有机高聚物：分子主链不含C 原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶新型高分子材料高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代工程技术的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和生物化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。高分子分离膜高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社

生物化工及膜分离技术研究进展

动态与信息专题报道生物化工及膜分离技术研究进展现代生物技术是新兴高技术领域中的重要技术之一,是21世纪高新技术的核心。它在生物学、分子生物学、细胞生物学和生物化学等基础上发展起来,是以重组DNA技术和细胞融合技术为基础,基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大先进技术所组成的新技术群。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点,目前最具代表性的应用领域是生物医药和农业。生物技术与化学工程相结合而形成的生物化工技术已成为生物技术的重要组成部分。生物化工技术为生物技术提供了多种高效率的反应器、新型分离介质、工艺控制技术和后处理技术,从而可以促进生物技术不断更新和提高;因而新兴的生物化工技术已经成为当今世界高技术竞争的重要焦点之一。生物化工产品的分离技术也被称为生物技术的下游加工术,是整个生物技术的重要组成部分,它的成功与否,是决定生物技术成果能否转变为具有实用价值和竞争力的产品的重要因素。生物化工产品的分离与化学物质的分离相比具有一定的特殊性,产品大多要求高纯度并具有一定的生物活性,因其易受化学、物理和生物等外界环境因素的破坏而发生变性,因而生化分离过程一般要求在快速、低温、洁净的条件下进行。总之,生物化工产品的分离技术具有一定特殊性。 1　生物化工分离过程的重要性及一般步骤生物化工分离过程是生物化学工程的重要组成部分,一般指的是从发酵液或酶反应液中分离生物产品,它是生物技术转化为生产力过程中不可或缺的重要环节。生物产品一般是从杂质含量远远高于产物的悬浮液中进行分离的,而且产品要求纯度较高,只有经过分离加工过程,才可以制得符合规定要求的产品,因此分离是生物化工工业化的必需手段。与此同时,进行生化分离过程十分困难,这是由于产物原料液的含量极低与产物的高纯度要求之间的差异造成的,而且分离的方法复杂,因此,开发新的分离工艺手段也是提高经济效益的手段。由于生物化工产品不同(如酶或代谢产物),所采用的分离方法也不同。但大多数生物化工分离过程常采用4个分离步骤:1)对发酵液或酶反应液预处理,进行固液分离。在这个步骤中过滤和离心是常用的基本单元操作。在过滤操作中有时为了减少过滤介质的阻力,采用了膜分离技术。但该过程对产物的含量改善作用很小。2)进一步分离。此步骤使产物的含量增加。常用的分离方法有吸附、萃取等,如合成ATP 时用颗粒活性炭作吸附剂。3)高度分离。在这个步骤中分离技术对产物具有一定的选择性,典型方法有层析、电泳等。4)精制,先进行结晶析出再干燥即可。合成ATP时,用离子交换树脂进行浓缩,最后用五氧化二磷干燥器进行减压干燥,可得ATP成品。生物化工过程中常用的分离方法如蒸馏、萃取、过滤、结晶、元操作过程,而另一些则为新近发展的分离技术,如细胞膜破碎技术(包括球磨破碎和化学破碎等)、膜分离、色层分离等。在此着重介绍膜分离技术。 2　膜分离技术概述膜分离技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途,甚至会导致一次工业革命的高新技术之一,成为当今世界各国研究热点。膜分离作为一种新发展的高新分离技术,其应用领域不断扩大,广泛应用于化工、食品、水加工业、医药、环境保护、生物技术、能源工程等领域,并发挥了巨大的作用。我国对膜分离技术的研究是从20世纪60年代对离子交换膜的研究开始的。从60年代的反渗透技术到90年代的渗透汽化技术,我国的膜分离技术得到了迅速的发展。经过几十年的努力,目前我国在膜分离技术研究开发方面已成功地研制出一批具有实用价值、接近或达到国际先进水平的成果,如无机膜反应分离技术等。 3　膜分离技术的原理及优点膜分离是指用半透膜作为障碍层,借助于膜的选择渗透作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。利用膜分离技术来进行分离具有如下优点:膜分离过程装置比较简单,同时操作方 032化　学　试　剂2008年3月

2019高分子材料应用技术专业就业方向与就业前景

2019高分子材料应用技术专业就业方向与就业前景 1、高分子材料应用技术专业简介高分子材料应用技术专业要求学生掌握高分子材料成型加工工艺设计能力，高分子材料成型设备操作能力，高分子材料分析检测能力，车间生产管理能力。高分子材料应用技术专业培养掌握化学工艺、材料科学方面的的基本理论知识和专业技能，在高分子材料成型加工领域从事生产、应用、开发及生产管理的高级技术应用性专门人才。 2、高分子材料应用技术专业就业方向本专业毕业的可以进涂料、粘接剂、塑料、纤维等企业，也可以进一些生物医用材料、光线等公司。工资不是很高，但是工作比较容易找。高分子材料应用技术专业毕业生主要面向煤炭深加工产品中的高分子材料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等）生产和应用企业，可从事产品设计、工艺操作、中央控制、质量检测、理化分析、成型加工等岗位工作，也可在电子电器材料、功能材料、环保材料、汽车材料、包装材料等生产企业从事产品开发与生产、质量检测与控制、技术管理与市场营销等工作。从事行业：毕业后主要在石油、新能源、原材料和加工等行业工作，大致如下：

1石油/化工/矿产/地质 2新能源 3原材料和加工 4机械/设备/重工 5汽车及零配件从事行业：毕业后主要在研发工程师、工艺工程师、材料工程师等行业工作，大致如下： 1研发工程师 2工艺工程师 3材料工程师 4高分子材料工程师 5技术研发工程师工作城市：毕业后，上海、广州、杭州等城市就业机会比较多，大致如下： 1上海 2广州 3杭州 4北京 5深圳 3、高分子材料应用技术专业就业前景怎么样高分子材料应用技术专业很多都是和化学相关的，专业难度不小，不过认真学习的话，就业不成问题。专科生毕业之后很少

高分子纳米材料及其应用

高分子纳米材料（论文）题目：高分子纳米材料及其应用化工学院学院高分子材料与工程专业学号0502110202 学生姓名指导教师二〇〇一四年十一月

高分子纳米材料及其应用摘要：高分子纳米材料是一门新兴并且发展迅速的一门科学。其具有很多独特的性质，应用前景非常广阔。本文主要介绍了高分子材料的性质，同时介绍了高分子纳米复合材料常见的制备方法及其在各个领域的应用。关键词：性质；纳米复合材料；制备方法；应用 Abstract: Polymer nano-materials is an emerging and rapidly developing research direction. It has many unique properties and broad application. This paper describes the properties of polymer materials, and also introduced preparation method of the polymer nano-composite materials .The paper also introduces its application in various fields. Key words:Properties; Nano-composite materials; Preparation method; Application 1 引言纳米材料科学是一门新兴的并正在迅速发展的材料科学。由于纳米材料体系具有许多独特的性质，应用前景广阔，而且涉及到原子物理、凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学和表面、界面科学等多种学科，在实际应用和理论上都具有极大的研究价值，所以成为近些年来材料科学领域研究的热点之一，被誉为“21世纪最有前途的材料”。[1, 2] 纳米作为一个材料的衡量尺度，其大小为1 nm (纳米) =10~9 m (米)，即十亿分之一米，大约是10个原子的尺度。最初定义的纳米材料仅仅是指1~100 nm 尺度范围的纳米颗粒及由他们构成的纳米固体和薄膜。目前，在广义上定义的纳米材料是指三维空间尺度里至少有一维是纳米尺寸或者由它们作为结构基本单元的材料；根据定义按照空间维度可以将纳米材料分为三类：(1) 维度为零的纳米材料，是指纳米颗粒、原子团簇等三维空间尺度均在纳米尺寸的材料；(2) 维度为一的纳米材料，是指纳米线、纳米管等三维空间尺度中有两维是纳米尺度的材料；(3) 维度为二的纳米材料，是指纳米膜、超晶格等三维空间尺度中仅有一维是纳米级的材料；[3] 2 纳米材料的性质[4, 5] 物质的尺寸一旦与原子尺寸在同一量级时，其表面电子结构和晶体结构就会发生变化，导致纳米材料会具备一些表面效应、小尺寸效应等优异特性。 (1)量子尺寸效应。量子尺寸效应又称量子限域效应，当粒子尺寸下降到一定程度时，金属费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级，以及能隙变宽现象均为量子尺寸效应。材料或物质的物理性质在很多方面都是由材料的电子结构决定的，当材料尺寸小

高分子膜材料

高分子膜材料高分子材料是材料领域中的新秀，它的出现带来了材料领域中的重大变革。目前高分子材料在尖端技术、国防建设和国民经济各个领域得到广泛的应用，已经成为现代社会生活中衣、食、住、行、用各个方面所不可缺少的材料。高分子材料不仅成为工农生产及人们日常生活中不可缺少的材料，也成为发展高新技术所需要的高性能结构材料、高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。自从20世纪20年代高分子科学建立以来，功能高分子就随之发展起来。至今已成为高分子科学中的一重要部分，新型功能高分子材料更是在材料科学领域中充满活力。例如特种高分子材料、分离功能高分子材料、高分子微球材料、导电高分子材料、光学性能高分子材料、医用高分子材料等等。这些新材料将成为高分子材料的希望。膜技术是当代高校分离新技术，与传统分离技术相比，它具有分离效率高、能耗低、占地面积小、过程简单、操作方便、不污染环境、便于与其他技术集成等非常突出的优点。在当今世界能源、水资源短缺，水和污染日益严重的情况下，膜分离科学得到了世界各国的重视，成为实现经济可持续发展的的重要组成部分。世界著名化学与膜科学专家黎念之院士在访问我国时说：“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工业的未来。”因此，膜技术的发展将有力地推动我国相关行业的发展。一、高分子膜的分类 1、按膜的材料分按置备膜的材料种类来分，可将高分子分离膜分为纤维素脂类和非纤维素脂类。 2、按膜的分离原理及适用范围分根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 3、按膜断面的物理形态分根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为对称膜、不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等。 4、按功能分类按高分子膜的按功能分类分为离子膜（包括气体分离膜、液体分离膜、液体分离膜、离子交换膜、化学功能膜）、能量转化功能膜（包括浓差量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜电能转化膜、导电膜）、生