功能高分子膜材料应用进展

功能高分子膜材料应用进展
功能高分子膜材料应用进展

功能高分子膜材料应用进展

张帅

(西安交通大学化学工程与技术学院, 陕西西安 710049)

摘要:本文主要概述了四种功能高分子膜材料,根据其主要功能将其分为:化学功能膜材料、物理功能膜材料、物理化学过渡膜、生理功能膜材料。对4种功能高分子膜材料进行了简单的介绍。通过对其简单的应用,大致了解膜材料在我国各行业的应用情况,其中有些膜材料的应用价值相当高,值得进行深入研究。认为我国应大力研究主要向高性能、低成本方向发展,发展新型绿色、环保的功能高分子膜材料以及绿色加工方法才是今后研究的主要方向。

关键词:功能高分子膜材料进展

Functional polymer membrane materials application progress

ZAHNG Shuai

(School of ChemicalEngineering and Technology , Xi’an Jiaotong University , Xi’an710049 , China) Abstract:This paper mainly summarizes the four kind of functional polymer film material, according to their main functions will be divided into: chemical functional membrane materials, physical functional membrane materials, physical and chemical transition film, physiological function of film materials.4 kind of functional polymer film material has carried on the simple introduction.Through the simple application, overview the membrane material industries in our country, the application of some of the membrane material is of very high application value, worthy of further research.Think our country should vigorously research to develop in the direction of high performance and low cost, the development of new green functional polymer film material, environmental protection and green machining method is the main direction of future research.

功能高分子膜材料其概念类似于功能高分子,功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能,是由于在其大分子链中结合了特定的功能基团,或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合,或者二者兼而有之。例如吸水树脂,它是由水溶性高分子通过适度交联而制得,遇水时将水封闭在高分子的网络内,吸水后呈透明凝胶,因而产生吸水和保水功能。高分子是在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。与此相同,将膜材料中一系列具有特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、

生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类膜统称为功能膜材料。功能高分子膜材料从功能上大致可分为四类:第一类是化学功能,包括离子交换、催化、光聚合、光分解、光降解等;第二类是物理功能,包括导电、热电、压电、超导、磁化、光弹性等;第三类是介于化学、物理之间的功能,包括吸附、膜分离、高吸水、表面活性等;第四类是生理功能,包括生理组织适应性,血液适应性等。下面重点概述一下这几类中膜材料的应用进展研究。

1 化学功能膜材料

1.1离子交换膜

离子交换膜是膜状的离子交换树脂,包括高分子骨架、固定基团及固定基团上的可移动离子3个主要部分,可根据其带电荷的种类不同主要分为阳离子交换膜和阴离子交换膜。阳离子交换膜能选择透过阳离子而阻挡阴离子的透过;阴离子交换膜能选择透过阴离子而阻挡阳离子的透过。最早关于离子交换膜过程的研究报道始于l890年OSTWALD研究半渗透膜性能时的发现:如果这种半渗透膜能够阻碍一种阴离子或者阳离子的通过,那么它就能阻碍这种阴离子或者阳离子组成的电解质的通过。为了解释这种现象,他提出了在膜和其周围的电解质溶液间存在一种界面,界面的“膜电势”导致了膜主体与溶液主体中离子浓度的差异。1911 年,DONNAN证实了这种界面的存在,并且建立了数学公式来描述这种现象,成就了后来的“ Donnan 平衡”【1】。

目前,利用盐度差发电的技术主要有压力延迟渗透 (pressure retarded osmosis,PRO ) 和反电渗析(reverse electrodialysis,RED)两种,每种方法有各自的优势和适用领域。PR O 过程适用于浓度较高的卤水和淡水之间盐差能的回收,而RED过程利用离子交换膜的选择性透过,将不同浓度盐溶液混合的化学能直接转换为电能,相比于PRO将不同浓度的水产生的渗透压差再通过水轮机转化为电能,RED更适用于江河入海口处的低盐度差发”,具有能量密度高和膜污染程度低的优势。世界上第一座全尺寸RED发电中试装置已经在意大利西西里岛的西海岸投入运行,显示出该技术巨大的发展潜力【2】。

1.2催化膜

具有催化作用的膜应用也是十分广泛,尤其是在工业生产过程中。利用乳液法制备出MnOx纳米颗粒,将其负载于微孔管式钛膜制得MnOx负载钛基电催化膜(MnOx/Ti).运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)等表征方法系统考察了不同焙烧温度下MnOx晶型结构、MnOx/Ti催化膜电化学性能以及催化氧化苯甲醇的变化规律.结果表明:随着焙烧温度的升高,MnOx的晶型由初始的Birnessite-MnO2逐渐转变为K0.27MnO2,再由Mn3O4最终转变为α-MnO2.所得MnOx/Ti膜中,α-MnO2晶粒尺寸小于30 nm,结晶度较高,颗粒分布均匀.同时,由于其含有不饱和配位的锰原子和氧空位以及与基体Ti之间存在键合作用,表现出优异的电化学性能和催化性能【3】。

1.3光聚合膜

近年来,光聚合技术发展迅猛,成为生活和生产中不可或缺的一部分。由于具有经济、环保、高效等特点,光聚合技术被广泛

的应用于一些传统行业和新兴领域,如涂料、粘合剂、油墨、齿科修复、三维精密机械加工、3D打印等。通过光聚合技术简单、快速制备了图案化聚合物基材,并得到图案化MOF膜,分辨率可达到微米级【4】。

2 物理功能膜材料

2.1导电膜

导电膜即具有导电功能的薄膜。导电薄膜的荷电载流子在输运过程中受到表面和界面的散射,当薄膜的厚度可与电子的自由程相比拟时,在表面和界面的影响将变得显著,这个现象称为薄膜的尺寸效应。它等效于载流子的自由程减小,因此与同样材料的块体相比,薄膜的电导率较小。采用水热法,以乙二醇(EG)作为还原剂和溶剂制备银纳米线,将得到的银纳米线用无水乙醇配制成1.0 mg/mL的分散液,在1 000 r/min下旋涂制备成膜,然后再以 4 000 r/min速率旋涂浓度为21 mg/mL的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的 1-甲基-2-吡咯烷酮溶液,可制备成具有良好附着性能、透明率为92.90%、方块电阻为12 (?/□)的透明膜【5】。

2.2压电膜

压电膜是一种柔软、质轻、高韧度塑料薄膜,可以根据需要制成各种形状,厚度的元件。与微电子技术结合,能制成多功能传感元件。压电传感器以其独特的性能在减振降噪、健康监测、形状自适应控制、损伤监测等方面发挥着重要作用【6】。

潘道胜通过热拉伸法制备了交联聚丙烯(XPP)压电驻极体薄膜。利用扫描电镜(SEM)技术观察了薄膜的微观结构,采用准静态法测量了该功能膜在不同拉伸比下的压电常数d33,并分析了材料结构对d33带来的影响。结果表明,样品获得压电效应的拉伸比阈值是70%,且随拉伸比的提高,样品的d33逐渐增强;当拉伸比为150%时,d33达到35 pC/N。对于所有经过热拉伸处理的样品,其d33在30 kPa的压强范围内都具有良好的线性度。样品表面结构对其压电效应亦有影响,选取粗糙面进行电晕充电更易于提高XPP膜的电极化效率,获得较高的压电系数【7】。

2.3超导膜

超导膜如同超导材料,是具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。超导材料的基本物理参量为临界温度(Tc),临界磁场(Hc)和临界电流(Ic)。

利用溶液法制备Mg(BH4)2前驱体,进而在衬底上涂抹粘稠的Mg(BH4)2乙醚溶胶(Mg(BH4)2·Et2O)制备MgB2厚膜的方法,也可称为溶胶凝胶法制备MgB2.运用此种方法制备出了10 μm级厚度、转变温度达到37 K的MgB2超导厚膜.这种方法设备简单、制膜所需温度低、原料便宜,并且无毒无污染【8】。

3 物理化学过渡膜

3.1吸附膜

吸附膜adsorption film在气液、液液、

固液和固气界曲上,因发生体相中某组分的止吸附作用而形成的膜称为吸附膜。该膜的研究有助于了解吸附作用的性质、吸附分子在界面的状态及吸附分子间的相互作用。吸附膜的形成对于改变界面性质有重要意义,在乳状液和泡沫的稳定性、润湿、摩擦与润滑等方面有实际应用。

P VDF中空纤维吸附膜的研究较少,通过改性PVDF制备吸附膜去除废水中的重金属离子成为未来研究的热点。林立刚综述了PVDF中空纤维吸附膜的材料选择、制备和改性方法,探讨了影响吸附性能的因素及对废水中重金属离子的吸附状况【9】。

3.2高吸水膜

贺倩以丙烯酸(AA)接枝玉米淀粉(CS)(AAGS)为原料、一种自制的不饱和聚酯酰胺脲树脂(UPU)为交联剂,采用高效的紫外光固化方式作为成膜方法制备了一种兼具高吸水性和可降解性的功能膜,成膜过程中不需添加任何光引发剂。用FTIR和ESEM技术对功能膜的化学结构及微观形貌进行了表征;考察了m(AA):m(CS)、AA接枝CS的时间、硝酸铈铵(CAN)用量、AA中和度和m(AAGS):m(UPU)对功能膜吸水性能的影响,并考察了常温下功能膜在不同溶液中的降解性能。研究结果表明,在接枝反应时间3h、w(CAN)=0.1%(基于AA质量)、m(AA):m(CS)=6、AA中和度90%、m(AAGS):m(PUP)=200的条件下制备的功能膜在20min时吸水倍率可达456g/g,在蒸馏水中浸泡7d 后的失重率达85.25%【10】。王世梅把醋酸纤维素制成胶囊膜,并将高吸水树脂封入胶囊中,制成高吸水醋酸纤维素胶囊膜,此膜可以用来浓缩水中的脲酶或悬浮微粒【11】。

4 生理功能膜材料

4.1透析膜

血液透析( hemodia]ysiS,HD) 是将血液与透析液用半透膜隔开,通过物质交换清除代谢废物和积聚液体,以达到维持体液和酸碱平衡的重要治疗方法。对透析膜进行不断的改进和完善,使其在结构和功能上更接近生理肾脏,一直是血液净化领域重要的研究方向。既往大量研究主要集中于改善透析膜的生物相容性,血液相容性及膜的选择通透性。清除率和超滤系数(Kuf) 是评价透析器性能的2个主要参数,也是评价透析膜质量的关键指标。常见的合成膜材料包括聚砜( PS) 、聚醚砜膜( PES) 、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 、聚丙烯腈( PAN) 、乙烯一乙烯醇共聚物(EVOH) 、聚乙烯醇( PV A) 等。目前使用的透析膜材料,70%是由PS、PES组成。PS和PES膜材料均为非对称结构,性质相似,属于强疏水性材料,故在用作透析膜前,常引入聚乙烯吡咯烷酮( PVP) 对其进行亲水化处理。PES 膜材料不含双酚A,结构中不含脂肪族成分,相较PS膜材料,其耐热性、亲水性、耐压性更强,耐腐蚀性能更高,与强氧化剂接触时,不产生甲基自由基。PMMA膜是与PS结构相反的对称性膜材料,研究己证实其吸附能力,可以有效降低循环中2一微球蛋白,此外,相较PS膜能够清除更广泛的溶质,如轻链等大分子物质【12】。

5 总结与展望

本文对4种功能高分子膜材料进行了简单的介绍。通过对其简单的应用,大致了解膜材料在我国各行业的应用情况,其中有些膜材料的应用价值相当高,值得进行深入研究,比如在医药方面的透析膜,就是一个高附加值,高利用率的膜材料。随着城市化进程的不断推进,城市排水方面是一个值得注意的方面,雨水的增加,道路吸水功能跟建筑材料息息相关。如果将高吸水的膜材料应该用到城市建设方面,将会极大地解决城市中雨水形成洪涝的问题。

参考文献

【1】葛倩倩,葛亮.离子交换膜的发展态势与应用展望.化工进

展,2016,35(6);1774-1785

【2】邓会宁何云飞.反电渗析法盐差能发电用离子交换膜研究进展.化工进

展,2017,36(1);224-231

【3】田文杰,王虹,尹振等.纳米氧化锰负载钛基电催化膜制备及其苯甲醇催化氧化

性能[J].物理化学学

报,2015,31(8):1567-1574.DOI:10.3866/P

KU.WHXB201506171.

【4】赵文莉基于光聚合技术在制备多孔聚合物粒子及图案化Metal--Organic

Framework(MOF)膜方面的研究

【5】梁树华[1],卫文飞[2].银纳米线及其透明导电膜的制备.硅酸盐学

报,2016,44(5);707-710

【6】揭峰[1].浅谈压电膜传感器的应用.山东工业技术,2013,(12);188-188

【7】潘道胜[1],张晓青[1],王学文[1]等.交联聚丙烯压电膜的热拉伸法制备和压电

特性.压电与声光,2010,32(3);447-449 【8】郭峥山,陈艺灵,冯庆荣溶液法制备MgB2超导膜研究真空科学与技术学报【9】林立刚[1,2],叶卉[1,2],赵莉芝[1,2]等.

膜吸附和膜吸收研究进展.中国工程科

学,2014,16(12);59-66

【10】贺倩[1],郭文迅[1].淀粉基可降解高吸水性功能膜的制备及性能[J].石油化

工,2011,40(6):655-660.

【11】王世梅.高吸水醋酸纤维素胶囊膜的制备[J].纤维素科学与技

术,1996,4(3):36-42.

【12】朱冬冬(综述)[1].透析膜材料的应用进展[J].中国血液净化,2014,(4):325-328.

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。

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强,重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要:由于当今材料科学技术的快速更迭,高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天,光敏高分子材料的研究力度大大提升,逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括,以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索,高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中,都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下,太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下,光敏高分子材料的研究力度渐渐增加,也得到了许多理想的科研成果, 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料,是材料科学里一类主要的功能高分子材料,所触及范畴也较为普遍,如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能,可以分成如下四类:感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类,对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能,可以利用光交联反应或光聚合反应,使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后,光敏涂料会快速固化,获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂,从而降低了排放,提高了材料利用,保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联,使图层交联度更好,机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物,在紫外光的处理下,给电冰箱表面上漆,能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物,与光引发剂等结合后形成的混合型涂料,其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶(光致抗蚀剂) 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中,通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影,改变了其溶解性,其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质,氧化层表面留下不溶部分,从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解,被显影液所消融;而与之相反,在光照后,负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补,即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像,而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融,。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长,还可将其分为深紫外(i-线,g-线)光刻胶,远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

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。

功能高分子材料研究进展

功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料;功能高分子;功能材料; Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords:high polymer materials; functional polymer; functional Materials;

生活中的材料课题5几种高分子材料的应用练习1鲁科版选修10921142

1 解析:真毛皮含有蛋白质,焚烧时有烧焦羽毛的味道,而人造皮毛不含蛋白质,焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道,所以 B 选项错误。 答案:B 解析:尿不湿之所以具有强的吸水性,是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案:D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团,这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析:羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案:A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成,这两 种材料是( ) 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 ( ) A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案:A 2. 人造毛皮越来越以假乱真,下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 ( ) A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶

2 解析:电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成;尿素不属于高分子材料;橡胶属于高分子材料,故选择 答案:C 3.为配合“限塑令”的有效推行,许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施,已知生 产无纺布的主要原料为:聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析:生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案:B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是( ) A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析:丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案:A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似,可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料,这种材料的性质特别稳定,所以被称为 ( ) A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析:由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性, 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温,绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀,所以被称作是塑料王。 答案:D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 ( ) A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。

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!

高分子膜材料

高分子膜材料 姓名:*** 指导老师:** 专业:高分子材料2011年6月8号

摘要:高分子膜材料具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文介绍高分子膜材料的分类、性能以及高分子膜材料在工业、农业以及日常生活中的应用,主要是论述高分子膜材料的研究进展以及发展前景等。 前言:高分子膜材料虽然很早就出现,但是对它的研究还是近些年来才开始。在上世纪20年代,由于石油工业的发展促进了三大合成材料品种的不断增多,高分子膜材料的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始,在30年代已经将纤维膜应用于超滤分离;40年代则出现了离子交换膜和点渗析分离法;50年代出现了饭渗透法膜分离技术;60年代又加拿大和美国学者分别成功的制造出了高效能膜和超过滤膜,总之,国外高分子膜材料技术的发展是迅速的。近年来,我国的科研工作者也开始重视这方面的研究,膜的汇总类及应用范围在不断扩大,其中用量最大的是选择性分离膜,如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等等。目前已应用的领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的孩子早、医药、食品农药、化工等各个方面。

众所周知,进入二十一世纪以后,环境已经成为制约各国发展的重要因素,各种各样的工业废水、废气以及工业垃圾对环境造成了巨大破坏。而高分子膜材料以其独特的微处理性可以很好的清除废水、废气以及工业垃圾中所含有的有毒重金属、有机物和矿物质等物质,因而在新世纪高分子膜材料必然迎来新的发展。

目录 第一节:高分子膜材料的研究分类 (2) 第二节:各种高分子膜材料的的介绍 (3) 第三节:高分子膜材料的发展前景 (5) 第四节:高分子膜材料的性能 (6) 第五节:高分子膜材料的应用 (8) 参考文献 (11)

生物功能材料的研究进展

生物功能材料的研究进展 随着人民生活水平的提高,人们对于医疗保健方面的要求也越来越强,使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况,综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 生物功能材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”, “功能化”的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料分合成和天然两大类,下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。 ﹙1﹚天然生物材料 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维,从海藻植物中提取的海藻酸盐,从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性,在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势,已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如:迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质,海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质(chitin),广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中,是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖,用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖(chintosan)。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷,能从血液中分离出血小板因子,增加血清中H-6水平,促进血小板聚集或凝血素系统,作为止血剂有促进伤口愈合,抑制伤口愈合中纤维增生,并促进组织生长的功能,对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是一种优质的生物医学材料,具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道,由于天然高分子医用材料的独特临床效果,它的应用前景相当广阔。﹙2﹚合成生物材料 由于天然材料的有限,人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比,合成高分子材料具有优异的生物相容性,不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用,在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂,改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性,从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前,使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料,如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年,其标志是医用级有机硅

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、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。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。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。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和热塑性塑料;按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。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,添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同,分为涂料、天然树脂涂料和。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、高分子和医用、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、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、和涂料等。其中,被称为现代高分子的塑料、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 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、浓度梯度或差为动力,使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比,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、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、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会效益。例如,利用交换膜电解可减少污染、节约能源:利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小;利用从中富集氧可大大提高回收率等。

高分子分离膜材料综述

《功能材料》课程论文考核表

高分子分离膜材料的研究进展 应用化学1005410220 袁强 摘要:高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史,重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。 关键词:高分子材料;高分子分离膜;分离;材料 1.高分子分离膜概述 高分子分离膜(polymeric membrane for separation),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。 2.高分子分离膜的起源和发展史 2.1.国外高分子分离膜发展史 1849年,德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。 1920年,麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。 1930年,人们将纤维素膜用于超滤分离。 1940年,离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。 1950年,加拿大学者萨利拉简研究反渗透。 1960年,洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜,为该法奠定了基础。 1970年以来。超滤膜、微滤膜成功开发和应用,有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。 2.2.国内高分子分离膜发展史 我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的,六十年代进入开创阶段。1965年着手反渗透技术的探索。1967年开始全国的海水淡化会战。大大促进了我国膜技术的发展。70年代进入开发阶段。这时期,微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来,80年代跨入推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他膜的开发阶段。 3.高分子分离膜所用到的材料 最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来,又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯(见氟树脂)、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物(见聚合物)也越来越多地被用于制分离膜,使

生物医用高分子材料研究进展及趋势

JI A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 学院名称:材料科学与工程 专业班级:金属1302 学生姓名:钱振 指导教师姓名:王宝志 2016年10 月

生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号:63 班级:金属1302 材料科学与工程学院 摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,分子材料在各领域得到了显著应用,在医用领域应用更多,本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件,概述了医用高分子材料的研究现状及其用途,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:生物材料,生物医用高分子材料,现状,应用,展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,它是生物学、医学、化学、物理学和材料学交叉形成的边缘学科,是用于人工组织或器官制备、高性能医疗器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料,简称生物材料(BiomaterialS),是一类具有特殊性能或功能,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等)。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域,生物医用高分子材料取得了长足的进展,目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来,由于生物医学工程、材料科

谈谈高分子材料在现代生活中的应用

谈谈高分子材料在现代生活中的应用 高分子材料是以高分子化合物为基础的材料,由相对分子质量较高的化合物构成。高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成,高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外,还具有许多特殊的结构特征。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态,所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构,也称一级结构,包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构象,也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的部结构,包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况,统称为三级结构。 一高分子材料在生活中的应用简介 高分子按来源分为天然、半合成(改性天然高分子材料)和合成高分子材料。天然高分子是生命起源和进化的基础,我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官等。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料,并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成

织物,用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期,进入天然高分子化学改性阶段,出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂,标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代,高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同,成为科学技术、经济建设中的重要材料;高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。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 一般将高分子材料按特性分为五类,即橡胶、纤维、塑料、胶粘剂、涂料。 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。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯;合成橡胶的主要品种有丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。天然橡胶因其具有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点,广泛地运用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面,如交通运输上用的各种轮胎;工业上用的运输带、传动带、各种密封圈;医用的手套、输血管;日常生活中所用的胶鞋、雨衣、

高分子高能材料研究进展

高分子高能材料研究进展材料化学091班 091304131 洪荣

摘要: 系统地介绍了几类新一代功能高分子材料,旨在为进一步的研究开发与应用。提供有价值的参考方法,在分析现有功能高分子材料结构特征的基础上着重阐述了几种新一代功能高分子材料的性能特点、功能原理及发展动态。介绍了几种新型功能高分子材料的发展及应用,包括二氧化碳功能高分子材料、形状记忆功能高分子材料、糠醛系功能高分子材料、导电高分子材料、生态可降解高分子材料等,并展望了功能高分子的未来。 关键词:功能高分子材料;进展;导电;医用;复合;生物降解;智能;展望。 功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料,有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。其于20 世纪60 年代迅速发展起来的新型高分子材料,内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料。功能高分子材料分为两类:一类是在原来高分子材料的基础上,使其成为更高性能和功能的高分子材料,另一类是具有新型功能的高分子。而功能高分子材料又分为:化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、高分子液晶等。新型功能高分子材料因为其特殊的功能而受到人们广泛关注。

二氧化碳功能高分子材料 CO2 是污染环境的废气,不活泼且难以利用,作为一种配位能力较强的物质,它具有与金属形成种种络合物的能力,故CO2 有很多机会被活化而参加某些化学反应,在一定条件下CO2 能插入到金属、碳、硅、氢等元素组成的化学键中,反应过程中CO2的碳或与被插入键较贫电子的一端连接。它与其他共聚单体轮流与催化剂金属络合物而插入金属杂原子键中。这种插入反应是制备各种羧酸或羧酸盐、氨基甲酸酯、碳酸酯、有机硅、有机磷化合物的基础,作为可聚合单体, 利用CO2 可得到许多有机物。 自 1969 年, Inoue S.等报道二氧化碳与环氧丙烷(PO)共聚制备高交替的聚丙撑碳酸酯(PPC)以来,以二氧化碳作为单体合成全降解脂肪族聚碳酸酯已成为各国化学家研究的热点之一。在此领域,研究最为广泛的是二氧化碳与PO共聚合成PPC 和二氧化碳与环氧环己烷(CHO)共聚合成聚环己撑碳酸酯(PCHC)。但由于PPC 的玻璃化转变温度低(35-40℃左右)和PCHC 较脆而大大限制了它们的应用范围。用稀土三元催化剂合成了二氧化碳、环氧丙烷和环氧环己烷的三元共聚物,并研究了单体配比对三元共聚物的组成、微结构、热力学性能和力学性能的影响。 以CO2 为基本原料与其他化合物在不同催化剂作用下,可缩聚合成多种共聚物,其中研究较多、已取得实质性进展、并具有应用价值和开发前景的共聚物是由CO2 与环氧化合物通过开键、开环、缩聚制得的CO2 共聚物脂肪族碳酸酯。目前只有美、日、韩等国已建成脂肪

膜材料与常用高分子材料

常见的专用术语: COD—化学需氧量BOD—生化需氧量COC—化学耗氧量OC—耗氧量SS—悬浮物SDI—污染指数TDS—总溶解固体物

一、工程塑料 塑料:以合成树脂为主要组成的材料,通常可在加热,加压条件下塑造成一定形状的产品。 1.塑料的组成 ①合成树脂---由低分子化合物通过缩聚或聚合反应合成的高分子化合物,是塑料的主要组成,决定塑料的类型及基本性能。 ②添加剂-----改进性能 固化剂促进交连-----体型网状结构----更坚硬,稳定 增塑剂提高树脂的可塑性和柔软性 稳定剂防止受热,光作用而过早老化 润滑剂防止成型过程中粘模 着色剂着色 阻燃剂阻燃 填料等增强,性能改造 增强剂石墨,三硫化钼,石棉纤维和玻璃纤维等。 2.塑料的分类及特点 (1)按热性能分类 热塑性塑料加热时软化,可塑造成型,冷却后复硬,可反复进行。 优点:加工成型简便,机械性能较好,是塑料中性能较好的工程塑料。 缺点:耐热性和刚性较差。 典型品种:聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯及其共聚物ABS(丙烯腈,丁二烯和苯乙烯),聚甲醛,聚碳酸酯,聚苯醚等。 热固性塑料初加热时软化,可塑造成型,固化之后再加热将不再软化,不溶于溶剂。 优点:耐热性好,受压不易变形。 缺点:机械性能不好(可加入填料来提高强度) 典型品种:酚醛,环氧,氨基,不饱和聚酯,聚硅醚树脂等。 (2)按使用范围分

通用塑料应用范围广,生产量大,价廉 如:聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚烯烃,酚醛塑料和氨基塑料等。 工程塑料综合工程性能(机械性能,耐热耐寒性能,耐蚀性和绝缘性等)良好。如:聚甲醛,聚酰胺,聚碳酸酯,ABS等。 耐热塑料可在较高温度下工作(100~200℃) 如:聚四氟乙烯,聚三氟氯乙烯,有机硅树脂,环氧树脂。 3.常用塑料简介 常用材料及性能

功能高分子膜材料

功能高分子膜材料 作者姓名:朱海 学号:1105200077 (广州大学化学化工学院,广东广州510006) 摘要:功能高分子材料是高分子材料领域中发展最快,最有重要理论研究和实际应用的新领域。 功能高分子材料医其特殊的电学、光学、医学、仿生学等诸多物理化学性质构成功能材料学科研的 主要组成部分[1]。高分功能膜材料是功能高分子材料的重要组成部分,其分离方法简便,快捷,节 约能源这一独特性质在气体分离,海水淡化,污水处理,食品保鲜,混合物分离等方面得到广泛的 应用,在医学和药学方面应用研究也取得了较大进展[2]。 关键字:概述;特点;分类;分类原理;制备;发展趋势 Functional polymer membrane materials (Fine Chemical Research Institute,Guangzhou University,Guangzhou 510006,Guangdong,China)Abstract: functional polymer materials is the fastest growing in the area of polymer materials, the most important new areas of theoretical research and practical application. D its special functional polymer materials of electrical, optical, medical, bionics, and many other physical and chemical properties constitute the main part of functional materials science research. High functional membrane materials is an important part of functional polymer materials, the separation method is simple, fast, save energy this unique properties in gas separation, water desalination, sewage treatment, food preservation, separation of the mixture, etc widely used, in the aspect of medical and pharmaceutical application research have also made great progress 正文: 1.概述 膜是一种二维材料,智能化的膜是最高标准水平。广泛存在自然界,起着分隔,分离和选择性透过等作用。高分子功能膜由于在不同条件下表现出的特殊性质,已经在许多领域获得应用,而且具有潜在的应用前景。比如在电场作用下的点透析装置,在压力作用下的超滤,微滤,反渗透装置。在浓度梯度下的渗透过滤装置,以及膜修饰电极,非线性光电材料,膜缓释装置等都是功能膜的主要应用领域。这些研究成果被广泛用于工业,农业,医药,环保等领域,对节约能源,提高效率,净化环境做出了重大贡献[3]。 2.膜分离的特点 相对于其他分离方法,膜分离技术有以下优点:除个别情况,如渗透蒸发装外,分离过程没有相变化,因此分离物质的损耗小,能耗小,是一种低能耗,低成本的分离技术。膜分离过程通常在温和的条件下进行,因而对需避免高温分级,浓缩与富集的物质,如果汁、药品、蛋白质具有明显的优点。膜分离装置简单,操作容易,制造方便,易于与其他分离技术结合,其分离技术应用广,对无机物,有机物及生物制品均可适用,并且不会二次污染。但是膜分离过程容易出

化学与生活《几种高分子材料的应用》教案2(鲁科版选修1)

课题5 几种高分子材料的应用 教学目标 1.了解几种高分子材料的成分及特点。 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 3.联系实际,根据生活中的应用,认识到高分子材料的发展趋势及前景。 教学重点: 1.了解几种高分子材料的成分及特点 2.学会根据不同材料的特性区别不同物质的组成。 联想.质疑: 有些优质的滑雪板的表面贴一层非常光滑的薄膜,这种薄膜是由一种高分子材料制成的,可以大大提高滑雪速度;另外,如果用这种材料制作水龙头的垫片,密闭性好,经久耐用;电缆电线的绝缘层、电热毯中间的发热层常用它作为绝缘材料;化工生产也会用它来保护设备不受酸碱的侵蚀…你知道这是一种什么材料吗? 一、聚四氟乙烯 阅读思考:聚四氟乙烯的成分?性能?用途? 1、成分:-[CF2-CF2]n- 2、制备:反应类型----加聚反应 3、性能: ①具有特殊的化学稳定性:耐酸碱、耐高低温、绝缘性、防水性 ②摩擦系数小,极其光滑。 4、用途:广泛应用于化学化工、机械、电器、建筑、医疗等领域 二、耐磨鞋底和轮胎 阅读思考:橡胶的分类?各种橡胶的成分、性能及用途? 1、橡胶的分类:天然橡胶和合成橡胶 2、丁苯橡胶 ①成分

②制备 单体:CH2=CH—CH=CH2 ③性能:兼有橡胶和塑料的性能 ④用途:广泛用于制鞋、沥青改性、塑料改性和黏合剂行业等 3、丁顺橡胶 性能:耐磨、弹性、耐低温、耐热等 4、丁基橡胶 单体:异丁烯和少量异戊二烯 性能:气密性好、耐热、耐老化 用途:做汽车内胎、探空气球、无内胎轮胎 5、乙丙橡胶 成分:乙烯和丙稀 制备 单体:乙烯、丙烯 性能:柔韧性好 用途:制造汽车或建筑门窗的密封胶条 三、“尿不湿”与荒漠绿化 活动探究: (1)取一片纸尿片,用天平称量它的质量,使其充分吸水后再称其质量,计算单位质量纸尿片的最大吸水量。 (2)用同样的方法测定其它材料的吸水能力,与纸尿片进行比较。 (3)把充分吸水的几种材料放到窗口通风处,每隔一段时间后称其质量,比较哪种材料更易失水. 1、“尿不湿”原理 尿不湿既能吸水又能保水的原因是:“尿不湿”中添加了一种高吸水树脂。高吸水树脂是含

相关文档
最新文档