智能型高分子膜的制备及应用研究进展

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功能高分子材料的研究进展

功能高分子材料的研究进展

3、高分子催化剂与高分子试剂:在化学合成领域,科研人员正在研究新型的 高分子催化剂与高分子试剂,以提高反应效率,减少副反应,降低环境污染。 其中,负载型高分子催化剂以其高效、可回收的优点引起了科研工作者的广泛。
4、医用高分子:医用高分子材料与人类的健康和生命质量密切相关。近年来, 科研人员对医用高分子的研究主要集中在生物相容性、降解性以及功能性上。 例如,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物降解材料已经被广泛应用于 药物载体和生物医学工程中。同时,科研人员也在开发具有药物控释、靶向治 疗等功能的医用高分子药物。
功能高分子材料的研究进展
目录
01 一、功能高分子材料 的分类
03 三、未来展望
02
二、功能高分子材料 的研究进展
04 参考内容
功能高分子材料是一种具有特殊物理、化学或生物性质的材料,其价值在于能 够进行精确的分子设计,以适应特定的应用需求。这种材料在众多领域中都有 着广泛的应用,如能源、医疗、环保等。近年来,随着科技的飞速发展,功能 高分子材料的研究取得了显著的进步。
1、高分子膜:高分子膜在分离、过滤、渗透等过程中有着广泛的应用。近年 来,科研人员在高分子膜的制备技术、性能优化以及应用研究等方面取得了重 要的突破。例如,通过纳米纤维构筑的多孔高分子膜在海水淡化、燃料电池等 领域展示出优异的性能。
2、高分子纤维:高分子纤维具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点,被广泛应 用于航空航天、汽车制造、环保等领域。一种新型的高分子纤维——碳纤维, 因其具有超高的强度和模量,被视为“黑金”。科研人员正在致力于提高碳纤 维的生产效率,降低成本,料主要分为物理功能高分子材料、化学功能高分子材料和生物功 能高分子材料。物理功能高分子材料主要涉及高分子膜、高分子纤维等;化学 功能高分子材料则包括高分子催化剂、高分子试剂等;生物功能高分子材料则 涉及医用高分子、生物降解高分子等。

智能高分子材料研究进展

智能高分子材料研究进展

智能高分子材料研究进展智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,它能够根据外界刺激或条件改变自身的结构和性质。

随着科技的不断进步,智能高分子材料的研究也取得了长足的进展。

本文将介绍智能高分子材料的研究进展,主要涉及两个方面:响应性高分子材料和自修复高分子材料。

响应性高分子材料是指根据外界刺激或条件发生可逆的结构和性能变化的材料。

其中,温度响应性材料是最常见的一类。

这类材料在不同的温度下会发生相变,从而改变物理性质或表面形貌。

例如,聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种具有温度敏感性的高分子材料。

当温度超过临界温度(约32℃),PNIPAM会在水中形成聚集体,从而改变其溶解度和阻力,实现温度响应性。

除了温度响应性材料外,pH响应性材料也是一类重要的响应性高分子材料。

这类材料能够在不同pH值下发生溶胀或溶解,从而实现对外界酸碱条件的响应。

聚丙烯酸(PAA)是一种常用的pH响应性材料,当pH 值低于其pKa值时,PAA会溶胀;当pH值超过其pKa值时,PAA会发生溶胀,从而改变其物理性质和形貌。

自修复高分子材料是指在受损后能够自行修复的材料。

这类材料通过自修复机制,可以恢复其原有的结构和性能。

一种常见的自修复机制是实现高分子链的断裂与重合。

例如,二氧化硼硬脂酸酯(Boronate ester)是一种具有自修复能力的高分子材料。

当材料受损断裂时,硼酸酯键会断裂,形成自由的亲电基团,然后在适当条件下,亲核物质与亲电物质发生反应,重新形成硼酸酯键,实现自修复。

除了上述两个方面的研究进展,近年来还涌现出一些智能高分子材料的新研究方向。

例如,光响应性材料可以通过光照引起结构和性质的变化。

电磁响应性材料可以通过外加电场或磁场实现结构和性质的调控。

生物响应性材料可以响应生物环境中的刺激,如细胞内温度、pH值和酶等。

这些新研究方向为智能高分子材料的发展开辟了新的途径。

总之,智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,其研究进展日益迅猛。

新型智能高分子材料的研究与应用

新型智能高分子材料的研究与应用

新型智能高分子材料的研究与应用随着科技水平的不断发展,智能材料的研究和应用越来越受到广泛的关注。

而在众多的智能材料中,新型智能高分子材料的研究和应用也成为了当前的热点话题。

智能高分子材料是目前材料科学领域中一种较为先进的材料,它的特殊性能和广泛的应用领域受到了各个领域的研究者和应用者的广泛关注。

下面我们将从新型智能高分子材料的研究和应用方面来一一介绍。

1.新型智能高分子材料的研究进展(1)嵌段共聚物嵌段共聚物是指在一条聚合物链上,有两种或多种不同的聚合单体交替出现,由此形成了多种纳米结构的高分子材料。

在这种结构之中,聚合单体之间的相互作用是非常重要的。

随着研究的深入,嵌段共聚物的应用场景越来越广泛,例如将其应用于纳米材料的研究工作当中。

(2)烯烃-芳香二元共聚物烯烃-芳香二元共聚物是指在一条聚合物链上,同时存在烯烃和芳香烃两种聚合单体。

这种材料在制备的过程中,烯烃和芳香烃之间的相互作用非常重要。

(3)超支化聚合物超支化聚合物是一种具有非常高分子量的聚合物,其形状非常奇特,由于其特殊的结构,超支化聚合物的性质也非常独特。

在实际应用当中,超支化聚合物的应用场景非常广泛,例如在纳米材料和生物医学领域等方面都能够发挥非常重要的作用。

(4)中息肉中息肉是指一种新型智能高分子材料,在制备过程中会发生逆转的“脱溶-相分离-再溶胀”过程。

中息肉具有很好的智能响应性质,能够非常敏锐地响应于外部环境的变化。

在实际应用方面,中息肉也被广泛用于人工智能领域的研究工作中。

2.新型智能高分子材料的应用新型智能高分子材料的应用场景非常广泛,下面我们将介绍一些比较典型的应用领域。

(1)传感器新型智能高分子材料由于具有非常好的响应性质,在传感器方面的应用也非常广泛。

例如在温度传感器、压力传感器和湿度传感器等方面都有广泛的应用。

而在这些传感器中,新型智能高分子材料具有更好的灵敏度和响应速度。

(2)生物医学在生物医学领域中,新型智能高分子材料也被广泛应用。

智能膜材料研究新进展 李月飞

智能膜材料研究新进展    李月飞

2. pH响应型智能膜
与温度响应型智能开关膜一样,pH响应型 智能开关膜的常见开关形式也包括覆孔型接枝链 开关、填孔型接枝链开关以及填孔型微球开关。 pH值响成型智能化开关膜大多是在多孔膜上接枝 pH响应型聚电解质开关。
如果接枝带负电聚电解质开关,当环境pH>pKa
时,聚电解质链处于伸展构象,膜孔有效孔径减小;
智能膜材料研究新进展
主讲人:李月飞
智能膜是仿生功能膜领域的重要技术进 展之一,能感知和响应外界物理和化学信号的 已成为国际上膜科学领域研究的新热点。因此,
对智能膜材料进行研究具有重要意义。
环境响应型智能膜
基于仿生材料而发展起来的一类新型功能膜材 料的环境响应型智能膜,是大多由多孔膜基材和能感 应外界环境刺激的聚合物功能开关两部分构成。这类 膜能够根据外界环境中的物理或化学因素(如温度、 pH值、物质种类、磁场、电场和光等)的变化来改变
当环境pH<pKa时,聚电解质链段处于收缩构象,膜
孔有效孔径增大。如果接枝带正电荷聚电解质开关,
膜孔的pH响应型正好相反。
3 . 光照响应型智能膜
在多孔膜上采用化学方法或物理方法安装
上光敏感型智能高分子制成开关,则可以制备成
光照响应型智能膜。光敏感分子通常为偶氮苯及
其衍生物、三苯基甲烷衍生物、螺环吡喃及其衍
同的目标需要来选取适当的膜基材来制 备智能膜。 不同类型的基材的PNIPAM 接枝膜的温度感应开关特性的影响。
1.3 具有反相感应开关的温度 响应型智能化开关膜
迄今温度相应型开关膜的智能开关一般都是 基于PNIPAM的温敏型高分子材料,这类高分子 材料均具有低温膨胀.高温收缩的特性;因此,
这类智能膜一般都具有膜孔随着温度升高到临界生物和多肽等。下面,将为大家展 Nhomakorabea一种通过外

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究一、简述聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)作为一种性能优异的高分子材料,在航空航天、电子信息和精密机械等领域具有广泛的应用前景。

传统的聚酰亚胺薄膜存在尺寸稳定性差和易损伤等局限性。

随着科技的不断进步和创新,研究者们致力于开发新型的高性能聚酰亚胺超薄薄膜,以满足日益严苛的使用要求。

本文将从结构设计、制备方法和研究三个方面对新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜进行全面的阐述,旨在为相关领域的技术突破与创新提供有益的参考。

1. 聚酰亚胺(Polyimides)的优异性能与重要性聚酰亚胺(Polyimides)是一类具有卓越性能的特种工程材料,因其独特的结构和化学性质,在众多领域中都显示出极高的应用价值。

聚酰亚胺首先拥有优异的热稳定性,即使在高温环境下也能保持出色的物理和化学性能;它们具有极佳的机械性能,包括高抗张强度、高弯曲模量和优异的抗冲击性;除此之外,聚酰亚胺还表现出优异的化学稳定性,包括对各种酸碱盐类物质的耐腐蚀性以及对有机溶剂的耐受性;聚酰亚胺的加工性能也十分出色,可通过各种制备方法制成薄膜、纤维、复合材料等多种形式。

2. 超薄薄膜的应用领域与发展趋势聚酰亚胺超薄薄膜作为一种具有独特性能的新材料,自问世以来就受到了广泛的关注。

随着科技的发展和产业结构的优化,超薄薄膜的研究与应用逐渐渗透到各个领域,展现出巨大的潜力和价值。

在电子领域,聚酰亚胺超薄薄膜可以作为柔性导电膜、柔性触摸屏、柔性显示器等关键部件的原材料。

其独特的低蠕变特性和优异的机械强度使得聚酰亚胺超薄薄膜在柔性电子器件中具有较高的稳定性,为电子产品带来更轻便、更便携以及更好的耐用性。

在光伏领域,聚酰亚胺超薄薄膜可用于生产高效且轻质的太阳能电池封装膜。

这种薄膜具备出色的透光性、耐候性以及良好的隔离性能,可以有效保护太阳能电池片在恶劣环境下的稳定运行,从而提高光伏器件的发电效率及使用寿命。

聚酰亚胺超薄薄膜还在航空航天、精密仪器、锂电池隔膜等领域展现出巨大的应用前景。

高分子膜的制备及其应用研究

高分子膜的制备及其应用研究

高分子膜的制备及其应用研究
高分子膜是一种重要的材料,它具有广泛的应用领域。

在农业、医疗、能源等行业中,高分子膜都有着独特的作用。

高分子膜的制备方法有很多种。

其中,溶剂挥发法是一种常用
的制备方法。

这种方法的原理是通过将高分子材料溶解于溶剂中,在适当的条件下蒸发溶剂,形成高分子膜。

这种方法具有制备过
程简单、成本低廉等优点。

另外,还有一种电解沉积法。

这种方法虽然制备过程较为复杂,但是可以获得更加均匀的高分子膜。

这种方法的原理是将高分子
材料溶解于电解质中,在电流的作用下,在电极上沉积高分子膜。

这种方法可以获得高质量、高性能的高分子膜。

一般来说,高分子膜的应用领域可以分为三类。

第一类是农业
领域。

在农业生产中,高分子膜被广泛应用于土壤保护和水分管理。

由于高分子膜具有良好的渗透性和保水性,可以有效地保持
土壤湿度,提高农作物的生长率和产量。

第二类是医疗领域。

在医疗领域中,高分子膜被用作医用敷料、医用导管等。

由于高分子膜具有良好的生物相容性和可吸收性,
可以避免对人体的不良影响,对于创伤的治疗和外科手术具有良
好的疗效。

第三类是能源领域。

在能源领域中,高分子膜被用来制备太阳能电池和燃料电池。

由于高分子膜具有良好的导电和导热性能,可以提高太阳能电池和燃料电池的效率和性能。

总的来说,高分子膜是一种多功能的材料,具有广泛的应用领域。

随着科技的发展和材料科学的进步,相信高分子膜的应用前景会越来越广阔,对于推动各个领域的发展具有重要的作用。

高分子材料的制备及应用研究进展

高分子材料的制备及应用研究进展

高分子材料的制备及应用研究进展高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,在各个领域中都有重要的作用。

本文将就高分子材料的制备方法及其在不同领域中的应用做出简要介绍。

高分子材料的制备方法多种多样,常见的方法包括聚合法、溶液法、熔融法、注塑法等。

其中,聚合法是最常用的方法之一。

聚合法通过采用不同的引发剂和反应条件,将单体分子连接成长链的高分子分子。

溶液法则是将溶解有高分子单体的溶液逐渐蒸发,让单体分子逐渐聚合形成高分子。

熔融法则是将高分子单体加热至熔点形成熔体,然后通过压力和温度的变化控制其聚合。

注塑法是将高分子熔体通过注射器注入到模具中,随后冷却凝固形成制品。

这些方法各有优缺点,适用于不同的高分子材料制备需求。

高分子材料在不同领域中有广泛应用。

在医学领域,高分子材料可以用于制备人工器官、药物缓释系统、组织工程材料等。

例如,一种被广泛应用于心脏病患者的人工心脏瓣膜材料就是高分子材料。

高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性,能够与人体组织相容,同时具有良好的耐久性和力学性能。

在电子领域,高分子材料可以用于制备柔性显示器件、有机太阳能电池、导电聚合物等。

高分子材料具有重量轻、柔性好、可塑性强的特点,能够适应不同形状和需求,因此在柔性电子产品中有广泛应用。

在环境保护领域,高分子材料可以制备吸附材料、膜材料、催化剂等,用于水处理、废气处理和垃圾处理等。

高分子材料具有较大的比表面积和较好的吸附性能,能够有效去除水中的有机污染物和重金属离子。

在航空航天领域,高分子材料可以用于制作轻质结构和防护层等。

高分子材料具有质量轻、强度高、隔热性好的特点,可以有效减轻航空器的重量并提高其性能。

虽然高分子材料的制备方法和应用领域十分广泛,但仍然存在一些挑战和问题。

首先,高分子材料的制备过程中可能出现反应不完全、副反应发生、分子量分布不合理等问题,使得材料性能不够稳定和一致。

其次,高分子材料的应用领域需要材料具备特定的物理性能和化学稳定性,因此高分子材料在不同领域中需求的性能参数差异较大,需要不断研究和改进。

智能高分子材料——杨磊

智能高分子材料——杨磊

智能高分子材料的研究进展材料化学工程——杨磊学号:2010207490一 .智能高分子材料概述“智能材料”这一概念是由日本的高木俊宜教授于1989年提出来的。

所谓智能材料,就是具有自我感知能力,集累积传感、驱动和控制功能于一体的材料,也是具有感知功能即识别功能、信息处理功能以及执行功能的材料,具备感知、反馈、响应三大基本要素。

它不但可以判断环境,而且可以顺应环境,通过感知周围环境的变化,适时做出相应措施,达到自适应的目的。

智能材料可分为智能金属材料,智能无机非金属材料,智能高分子材料。

智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物,是一种能感觉周围环境变化,而且针对环境的变化能采取响应对策的高分子材料。

智能高分子材料具有多水平结构层次,较弱的分子间作用力,侧链易引入官能团,便于分子设计和精细控制等优点,这样因此更利于对环境的感知并实现对环境的响应。

二 .智能高分子材料的分类智能高分子材料可感知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。

其应用范围很广,如用于传感器、驱动器、显示器、光通信、药物载体、大小选择分离器、生物催化、生物技术、智能催化剂、智能织物、智能调光材料、智能黏合剂与人工肌肉等领域。

智能高分子材料的一般可以分为记忆功能高分子材料,智能纤维织物,智能高分子凝胶,智能高分子复合材料,智能高分子膜[1]。

这里主要综述智能高分子凝胶以及记忆功能高分子材料。

智能高分子凝胶是三维高分子网络与溶剂组成的体系。

它主要应用于组织培养,环境工程,化学机械系统,调光材料,智能药物释放体系等领域中。

记忆功能高分子材料也称形状记忆高分子材料,它是是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。

1.智能高分子凝胶智能高分子凝胶是其结构、物理性质、化学性质可以随外界环境改变而变化的凝胶。

当受到环境刺激时,这种凝胶就会随之响应,发生突变,呈现相转变行为。

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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。

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