高分子膜材料

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高分子膜材料及其制备

高分子膜材料及其制备

高分子膜材料及其制备一、高分子膜材料的种类:1.聚合物膜:聚合物膜是指以聚合物为基础的薄膜材料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚氟乙烯(PTFE)等。

2.复合膜:复合膜是指由两种或多种材料通过复合工艺制备而成的薄膜材料,如聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯(PE)复合膜、聚六氟乙烯(PVDF)/介孔石墨烯复合膜等。

3.功能膜:功能膜是指在高分子膜材料中添加特殊功能性材料,赋予其特殊的性能,如阻隔性膜、导电膜、光学膜等。

二、高分子膜材料的制备方法:1.拉伸法:将高分子材料加热至熔融状态后快速拉伸,形成薄膜状。

2.压制法:将高分子材料加热至熔融状态后压制,形成薄膜状。

3.溶液法:将高分子材料加入溶剂中,形成均匀的溶液后通过蒸发或者凝胶法制备薄膜。

4.浇铸法:在高分子材料融熔状态下,将其注入模具中,通过冷却固化成薄膜状。

5.混摩法:将高分子材料与其他相容的材料进行混摩,再经过热压或拉伸等工艺制备薄膜。

三、高分子膜材料的应用:1.包装领域:高分子膜材料具有良好的柔韧性和阻隔性能,被广泛应用于食品包装、医药包装等领域。

2.过滤领域:高分子膜材料具有良好的过滤性能,可用于水处理、液态分离等领域。

3.分离领域:高分子膜材料具有良好的选择性和分离性能,可用于气体分离、膜生物反应器等领域。

4.传感器领域:高分子膜材料具有灵敏度高、响应速度快等优点,可用于压力传感器、湿度传感器等领域。

5.电子器件领域:高分子膜材料具有柔性、可塑性等特点,可用于柔性显示器、柔性电池等领域。

总之,高分子膜材料由于其特殊的性能和制备方法,已经在各个领域得到广泛应用,并且随着科技不断发展,高分子膜材料将会在更多领域展现出巨大的潜力。

高分子膜分离材料要点

高分子膜分离材料要点

高分子膜分离材料要点引言高分子膜分离材料是一种重要的分离技术,被广泛应用于水处理、气体分离、生物医药等领域。

本文将介绍高分子膜分离材料的要点,包括材料选择、膜结构设计和性能优化等方面。

材料选择高分子膜分离材料的选择对于分离效果至关重要。

常用的高分子材料包括聚醚砜(PES)、聚丙烯(PP)、聚醋酸乙烯(EVA)等。

选择材料时需要考虑以下因素:1.分离性能:材料应具有良好的分离性能,包括高通量、高分离因子和较低的渗透压。

2.化学稳定性:材料应在分离过程中具有良好的化学稳定性,可以耐受不同的化学药品和温度。

3.机械性能:材料应具有足够的机械强度,以确保膜在操作过程中不会破裂或变形。

膜结构设计高分子膜分离材料的结构设计对于分离性能和稳定性同样至关重要。

以下是一些常见的结构设计要点:1.孔径分布:膜的孔径分布应合理控制,以满足特定的分离要求。

孔径太小会导致通量降低,孔径太大则无法实现有效的分离。

2.膜厚度:膜的厚度应适当选择,通常较薄的膜具有较高的通量,但较厚的膜能够提供更好的机械强度。

3.支撑层:支撑层可以增强膜的机械强度和稳定性,同时减少膜的变形和破裂风险。

常见的支撑层材料包括聚酰胺、聚酰胺亚胺等。

性能优化为了进一步提高高分子膜分离材料的性能,可以考虑以下方面的优化:1.表面修饰:通过表面修饰可以改变膜的亲水性或疏水性,提高膜的抗粘附性能和选择性。

2.添加填料:添加适当的填料可以改变膜的孔径分布和通量,提高膜的分离性能。

3.模块化设计:将多个膜堆叠起来形成模块化结构,可以增加分离面积,提高通量和分离效果。

高分子膜分离材料是一种重要的分离技术,材料选择、膜结构设计和性能优化是关键要点。

在实际应用中,根据具体的分离要求和条件选择合适的高分子材料,并进行合理的膜结构设计和性能优化,能够提高分离效果和稳定性,广泛应用于各个领域。

高分子软膜材料规格

高分子软膜材料规格

高分子软膜材料规格高分子软膜材料是一种由高分子聚合物制成的薄膜材料,具有轻、薄、柔软、透明等特点,广泛应用于建筑、农业、医疗、包装等领域。

本文将介绍高分子软膜材料的规格,包括厚度、宽度、颜色、透光性等方面的内容。

一、厚度规格高分子软膜材料的厚度通常在0.1mm至1.5mm之间,可以根据具体的应用需求进行定制。

较薄的膜材料适用于包装、印刷等领域,较厚的膜材料则适用于建筑、农业等领域。

二、宽度规格高分子软膜材料的宽度一般在1m至3m之间,可以根据客户要求进行定制。

较窄的膜材料适用于窗帘、隔断等领域,较宽的膜材料则适用于大型建筑物的覆盖。

三、颜色规格高分子软膜材料的颜色种类繁多,常见的有透明、白色、蓝色、绿色、红色等。

不同颜色的膜材料适用于不同场合,透明膜材料适用于光线透过性要求较高的场所,而彩色膜材料则可以用于装饰和标识。

四、透光性规格高分子软膜材料的透光性取决于其材质的特性,一般来说,透明膜材料具有良好的透光性,可以达到90%以上的透光率。

而彩色膜材料的透光率则会受到颜色的影响,一般在60%至80%之间。

五、抗拉强度规格高分子软膜材料的抗拉强度是衡量其质量的重要指标之一。

一般来说,高分子软膜材料的抗拉强度在10MPa至30MPa之间,可以根据具体应用需求进行调整。

六、耐候性规格高分子软膜材料具有良好的耐候性,可以长时间暴露在户外环境下而不会发生明显的老化和脆化。

其耐候性取决于材料的添加剂和配方,一般来说,耐候性可以达到5至10年以上。

七、阻燃性规格高分子软膜材料的阻燃性是指在火灾发生时,能够有效抑制火焰蔓延的能力。

一般来说,高分子软膜材料都具有一定的阻燃性,能够满足建筑领域对防火材料的要求。

八、环保性规格高分子软膜材料具有良好的环保性,不含有害物质,对人体和环境无毒无害。

在使用过程中不会产生有害气体和废弃物,符合环保要求。

总结:高分子软膜材料的规格包括厚度、宽度、颜色、透光性、抗拉强度、耐候性、阻燃性和环保性等方面。

医用高分子膜-概述说明以及解释

医用高分子膜-概述说明以及解释

医用高分子膜-概述说明以及解释1.引言1.1 概述医用高分子膜是指将高分子材料制成薄膜状,在医学领域应用的一种材料。

随着医学技术的不断发展,医用高分子膜的应用越来越广泛。

它具有良好的生物相容性、可调控性以及优异的物理化学性能,在生物医学领域具有重要的意义。

医用高分子膜的制备材料多样,常见的有聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。

这些材料可以经过特定的制备工艺,在适当的条件下形成膜状结构。

医用高分子膜可以被应用于创面敷料、组织工程、人工器官等方面。

其特点在于具有良好的透水性、氧气渗透性和生物相容性,在促进伤口愈合、充当组织模板等方面有着广泛的应用前景。

随着医药科学的不断发展,医用高分子膜在创伤治疗、药物缓释、组织工程和再生医学等领域也取得了重要的突破。

特别是在组织工程方面,通过制备具有特定结构和功能的医用高分子膜,可以模拟人体组织的微环境,促进细胞的黏附和增殖,从而实现组织修复和再生的目的。

此外,医用高分子膜的应用还涉及药物缓释。

通过将药物载载于膜结构中或将膜作为药物的包裹材料,可以实现药物的控释功能,延长药物在体内的作用时间,提高治疗效果,减少药物的副作用。

综上所述,医用高分子膜在医学领域具有广泛的应用前景。

其独特的物理化学性能和可调控性使得其在生物医学领域发挥着重要的作用。

未来,随着科技的不断进步,医用高分子膜将在组织工程、再生医学和药物缓释等方面发挥更大的作用,为医学领域的发展做出更大的贡献。

文章结构部分的内容如下:1.2 文章结构本文将分为以下几个部分来探讨医用高分子膜的定义、特点、应用领域,以及其优势、潜力、发展趋势和前景。

第一部分是引言部分,首先将概述医用高分子膜的背景和重要性,介绍医用高分子膜的研究意义和应用价值。

接着会给出本文的整体结构和目的,引导读者更好地理解和阅读后续内容。

第二部分是文章的正文部分,主要包括两个小节。

首先,会详细介绍高分子膜的定义和特点,包括高分子膜的基本概念、结构特点、物理化学性质等内容。

高分子膜概述

高分子膜概述

高分子膜概述一、高分子膜的分类根据孔径尺寸,分离膜可分为微滤(Microfiltration,MF)膜、超滤(Ultrafiltration,UF)膜、纳滤(Nanofiltration,NF)膜和反渗透(Reverse osmosis,RO)膜。

MF膜的孔径尺寸大于50nm,可用于去除悬浮固体、原生动物和细菌等。

UF膜的孔径尺寸为2~50nm,主要用于去除病毒和胶体。

具有纳米孔的NF膜和RO膜可去除溶解的盐离子,是主流的脱盐膜。

RO膜的结构最为致密,其孔径尺寸为0.3~0.6nm,具有很高的NaCl脱盐率(>98%),而NF膜结构更为疏松,孔径尺寸小于等于2nm,通常被称为“低压RO膜”,对NaCl脱盐率较),同时具有更高低(20%~80%),主要用于脱除高价离子(Ca2+、Mg2+和SO2-4的水通量。

二、高分子膜的结构和制备MF/UF多孔高分子膜可独立用于废水处理或作为NF膜和RO膜脱盐过程的预处理。

高分子MF膜和UF膜是应用最广泛的,其主要的制备成膜工艺是相转化法。

MF膜的截面孔分布可以是对称的或是非对称的,对称的MF膜截面孔径变化不明显,膜的厚度是影响其过滤分离性能的主要因素。

非对称的MF膜是由孔径小的表面分离层和孔径大的支撑层组成的,分离层的孔结构和厚度决定了膜整体的过滤分离性能。

UF膜的结构通常是非对称的,如图2-1所示,由开孔的底部支撑层和相对致密的表层构成,支撑层和表层属于同一种材料。

表层起到主要的分离作用,支撑层可使水溶液无阻碍地跨膜传输。

图2-1 聚砜UF膜的SEM照片平板MF/UF膜主要通过相转化法制备,以无纺布作为基底,提高膜的力学强度。

相转化法是指将含有聚合物和溶剂的均相聚合物溶液浸入非溶剂凝固浴中,并在可混溶的溶剂和非溶剂交换过程中发生聚合物固化。

此方法制备的膜的特性可通过改变浇铸条件、聚合物种类、聚合物浓度,溶剂/非溶剂体系和添加剂以及凝固浴条件实现调控。

目前MF/UF高分子膜材料主要包括醋酸纤维素(Cellulose Acetate,CA)、聚砜(Polysulfone,PSF)、聚醚砜(Polyethersulfone,PES)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)、聚丙烯(Polypropylene,PP)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)和聚偏二氟乙烯(Polyvinylidine Fluoride,PVDF)等。

高分子分离膜材料

高分子分离膜材料

高分子分离膜材料高分子分离膜材料是一种具有特定结构和性能的材料,用于在液体或气体中分离、浓缩或纯化不同组分。

高分子分离膜材料广泛应用于水处理、废水处理、气体分离、食品工业等领域。

本文将介绍几种常见的高分子分离膜材料。

聚酯膜是一种常用的高分子分离膜材料,具有优异的抗化学腐蚀性能和机械强度。

聚酯膜具有独特的微孔结构,可以有效地分离和去除水中的微小颗粒、胶体和微生物等。

由于聚酯膜具有较高的通透性和分离效率,广泛应用于水处理领域。

聚醚膜是另一种常见的高分子分离膜材料,具有较高的化学稳定性和热稳定性。

聚醚膜具有独特的孔隙结构,能够有效地分离气体、液体和溶液中的组分。

聚醚膜广泛应用于气体分离、溶液浓缩和纯化等领域。

聚酰胺膜是高分子分离膜材料中一种重要的类型,具有优异的膜通透性和分离性能。

聚酰胺膜具有独特的孔隙结构,能够有效地分离和去除水中的溶解性固体、碱性和有机物质等。

聚酰胺膜广泛应用于废水处理、海水淡化和食品工业等领域。

聚酰亚胺膜是一种新型的高分子分离膜材料,具有极高的热稳定性和化学稳定性。

聚酰亚胺膜具有独特的孔隙结构和纳米级孔径,能够有效地分离和去除气体和液体中的微小分子。

聚酰亚胺膜广泛应用于气体分离、有机溶剂纯化和工业废气处理等领域。

除了上述几种常见的高分子分离膜材料外,还有许多其他种类的高分子分离膜材料,如聚丙烯膜、聚氨酯膜、聚碳酸酯膜等。

这些高分子分离膜材料各具特点,在不同的应用领域都有不同的优势。

总之,高分子分离膜材料是一类重要的功能材料,具有独特的结构和性能。

它们能够有效地分离、浓缩和纯化液体或气体中的组分,广泛应用于水处理、废水处理、气体分离、食品工业等领域。

随着科技的不断进步和需求的增加,高分子分离膜材料的研究和应用将更加广泛和深入。

高分子分离膜材料

高分子分离膜材料

高分子分离膜材料
一、高分子分离膜材料简介
高分子分离膜材料是一种利用普通的高分子结构来处理物质分离的一
种技术,这种技术可以实现物质的高效分离、精确和高度可控。

这些材料
的特性主要归结于所用高分子的性质。

例如:聚乙烯、聚氯乙烯、聚合氨
基酸(PA)、聚甲醛(PMMA)、聚氨酯(PU)、聚氨脂(PB)、聚乳酸(PLA)等,它们都有其独特的力学性能、流变性能,以及电、热传导性能,因而普通高分子膜逐渐成为一种新型的分离材料。

二、高分子分离膜材料的特征及应用
1、特征
高分子分离膜的主要特性有:1)表面结构改变,可进行分离物质的
排序筛选;2)透过性能强,可以进行快速分离;3)表面活性,可以有效
的抑制物质的吸附;4)结构稳定,完全不受湿热环境的影响;5)耐腐蚀
性好,可以长期稳定服役;6)膜厚薄可调,能够调节流量及过滤效果等。

2、应用
由于其良好的特性,高分子分离膜材料广泛应用于生物分离、环境保护、液体分离等领域。

(1)生物分离领域:如活性蛋白分离、核酸分离、免疫分离、抗体
分离和细胞分离等。

(2)环境保护领域:如水污染处理、废水处理、气体截留、噪声控
制等。

高分子材料的主要类型

高分子材料的主要类型

高分子材料的主要类型引言:高分子材料是一类由大量分子组成的材料,具有重要的应用价值和广泛的用途。

根据其化学结构和性质,可以将高分子材料分为若干主要类型。

本文将介绍一些常见的高分子材料类型及其应用领域。

一、塑料材料塑料是一种由合成高分子化合物制成的材料,具有可塑性、可加工性、耐腐蚀性和绝缘性等特点。

常见的塑料材料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

塑料材料广泛应用于包装、建筑、电子、汽车等领域。

二、橡胶材料橡胶是一种高分子弹性体,具有高弹性和耐磨性等特点。

常见的橡胶材料有天然橡胶和合成橡胶。

橡胶材料广泛应用于轮胎、密封件、橡胶管等领域。

三、纤维材料纤维材料是由纤维形成的材料,具有轻盈、柔软、强度高等特点。

常见的纤维材料有棉纤维、麻纤维、丝绸、尼龙等。

纤维材料广泛应用于纺织、服装、家居等领域。

四、聚合物材料聚合物是由多个单体分子通过化学反应形成的高分子化合物。

常见的聚合物材料有聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯等。

聚合物材料广泛应用于塑料、纤维、涂料、胶黏剂等领域。

五、复合材料复合材料是由两种或多种不同种类的材料组合而成的材料,具有综合性能优异的特点。

常见的复合材料有玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强复合材料、金属基复合材料等。

复合材料广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。

六、高分子膜材料高分子膜材料是一种薄膜状的高分子材料,具有透明、柔韧、阻隔性好等特点。

常见的高分子膜材料有聚乙烯膜、聚酰胺膜、聚氨酯膜等。

高分子膜材料广泛应用于包装、电子、医疗等领域。

七、高分子泡沫材料高分子泡沫材料是一种由气泡充填的高分子材料,具有轻盈、隔热、吸音等特点。

常见的高分子泡沫材料有聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。

高分子泡沫材料广泛应用于包装、建筑、交通工具等领域。

结论:高分子材料是一类重要的材料,根据其化学结构和性质可分为多种类型。

不同类型的高分子材料具有不同的特点和应用领域,广泛应用于包装、建筑、电子、汽车等领域,对人类的生活和工业发展起到了重要的推动作用。

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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)第一节:高分子膜材料的研究分类目前,高分子膜材料的种类繁多,而且分类方法也不相同,关于高分子膜材料的分类方法一般包括两个方面:已是制备方法,二是膜的性能测定方法,两者结合起来可以探讨膜的性能也合成条件之间的关系,从而达到有目的地合成性鞥有一得膜材料。

目前一般常用的合成方法有溶液铸膜法、水面展开法、等离子体聚合法、相转换法、紫外光照射接枝法、熔融压膜法等。

在膜的性能中,透过或分离性能最为重要,其分离特性与孔径的大小很有关系,所以测定孔径大小的方法就成为研究的主要手段。

常用的方法有泡压法、气体渗透法、压泵法、吸附法、电子显微镜法等等。

下面介绍两类比较先进的高分子膜材料技术。

膜分离技术目前膜分离技术在许多方面得到了广泛应用,而且在某些方面还应用得比较成熟。

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,最适宜对热敏性物质和生物活性物质进行分离与浓缩,因而在化工、轻工、电子、纺织、冶金、污水处理等领域得到广泛应用。

在膜技术的发展中,膜材料的开发是极其重要的工作,而高分子材料在膜分离中占有重要地位,所以许多专家学者对高分子分离膜材料的制备、结构、改性及性能都进行了大量研究,而且取得了很多成果,改性及性能都进行了大量研究,而且取得了很多成果,在此对高分子材料制备膜及其改性的研究进展进行概述。

气体膜分离法气体膜分离法是一项新型分离技术,已经在许多领域发挥了重大的作用。

与传统分离方法如低温蒸馏法和深冷吸附法相比,它具有分离效率高、设备紧凑、占地面积小、能耗较低、操作简便、维修保易、投资较少等优点,因此显示出优良的应用前景。

其中气体膜分离法在分离CO2/CH4的领域第二节:各种高分子膜材料的的介绍1,二氧化碳回收膜:是日本工业技术化学研究所新发明的一种环境保护膜,它是用聚醚矾合成的一种琼脂凝胶状薄膜。

这种高分子膜可以分离和回收工厂或火力发电厂排放的二氧化碳,其效率达到世界先进水平。

2,废水净化膜:瑞典发明。

它主要是依靠一个命名为“Antric”的废水处理系统。

这种系统是塔状结构,当它作用于废水上时,可以使废水中的有机物去除,同时产生一种含硫气体。

这种气体在经过清洁器净化,即可以分离出硫元素而废水页已变得澄清无毒。

3,诊测癌患膜:日本医学家将蚕丝溶解、干燥成一种超纯丝素膜,附上与抗原反应的单克隆抗体后,即可用来诊断癌症。

由于它可使抗体固化在素膜上,加入血液与过氧化酶的抗体后,通过用装有载电极的免疫传感器测定所释放的氧气的数量,即可诊断是否患癌症。

4,除臭生化膜:可除去70%~90%的抓硫醇、硫化氢、甲服等恶臭。

同时还可除去体臭及卫生间、厨房、饲养场和医院等场所的臭味。

5,食品空气保鲜膜:可以保鲜食品。

6,超铜电导膜:非常易于导电。

7,无电阻耐蚀膜:耐腐蚀的一种高性能氛基阴离子交换膜,把氛基阳离子交换膜改变为具有阴离子型阴离子交换基极性开关的一种膜。

可以用来制造各种高性能电池以及高温电渗析的隔膜等。

8,其他高分子膜材料:亚稳态超导膜,超薄绝缘膜,节能增光膜等等。

第三节:高分子膜材料的发展前景高分子膜材料技术是适应当代新产业发展的一项高技术,被公认为20 世纪末至21 世纪中期最有发展前途的高技术之一。

目前已普遍用于污水处理、医药、农业、化工、电子、轻工、纺织、冶金、石油化工等领域。

自从上世纪20年代被发明以后,经过近一个世纪的发展,高分子膜材料家族已经拥有了数以百万计的成员,它们被广泛的应用在个各个领域,以其独具特色的方式给人类带来了便利。

那么高分子膜材料在新的世纪有怎样的发展呢?各种各样的新型高分子膜材料告诉了我们答案。

各种各样的高分子膜材料在各个领域发挥着其独特的作用,从最低级的农田覆盖保护膜到比较高级的离子交换膜、高分子分离膜等等,高分子膜材料的应用越来越广。

所以,在新的世纪,随着化学科学的发展及人类的需要,高分子膜材料必将迎来一个发展的高峰期,而不会使在上个世纪初的那种缓慢的、只有单一的人或者研究所在研究。

这一点,从各个大学、学院把材料这一学科从开始分属于化学学科到现在单独的进行分类研究就可一得出这样的结论。

由于高分子材料拥有传统金属、陶瓷等材料所部未有的优势,那么,作为高分子材料的一员,高分子膜材料也必将拥有极大的发展前景。

膜分离技术的核心是膜,分离膜材料的化学性质和膜的结构对膜分离的性能起着决定性影响。

合成高材料以其良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸、碱、微生物侵蚀和耐氧化性能,一直占据分离膜材料的主导地位。

但目前这类高分子材料大多为已有商品高分子,并非按膜分离需要设计合成,这也是目前一些膜性能不理想的原因,因此根据现今对膜分离机理的认识,继续合成各种分子结构的功能高分子,制成均质膜,定量地研究分子结构与分离性能之间的关系;根据不同的分离对象,引入不同的活化基团,通过改变高分子的自由体积和链的柔软性,改进其分离性能或改变其物理、化学性质;发展高分子合金,使膜具有性能不同甚至截然相反的基团,在更大范围内调节其性能,是高分子膜材料将要集中研究的几个方面。

第四节:高分子膜材料的性能1.膜的透过性:膜的透过性是高分子膜材料非常重要的性能之一,几乎所有关于膜的问题都涉及此性能。

由于高分子膜材料具有良好的气体透过性,所以可以利用其各种气体的透过性的不同来达到分离的目的。

为了能更有效的控制膜的透过性,许多学者对其影响透过性的因素进行研究。

但结果表明,膜的透过率对温度的依赖性仅与膜的组成材料有关。

2.膜的蒸馏性:膜蒸馏技术是以蒸汽压差为动力的膜分离技术特点是在常压和适度温度下可以处理高浓度的溶液。

如在水溶液的膜蒸馏过程中,憎水的微孔膜把不同温度的水溶液隔开,而暖侧的水蒸气在蒸汽压差作用下,不断通过膜孔进入冷侧而冷凝,从而能达到膜蒸馏的目的。

3.膜的电性能:随着膜材料研究的发展,具有各种良好电性能的膜也相继出现。

如聚毗咯就是这种具有高导电率的膜材料,但是它难溶、难熔、难加工的缺点使其使用性受到了很大的限制。

目前有许多研究工作是通过聚毗咯与其他柔性高聚物在分子水平上进行复合,而获得具有高的力学性能和导电性能的高分子复合膜材料。

4.膜的实用性:众所周知,衡量一种产品的的关键就是实用性。

现而今的经过高科技合成的高分子膜材料已经拥有了无毒、耐磨、可降解等对人类有利得特点,因而高分子膜材料具有很高的实用性能,其性价比随着工业化的生产而提高。

所以,高分子膜材料具有很高场前景和巨大的发展潜力,成为许多投资商的首选之一。

第五节:高分子膜材料的应用气体膜分离法的应用(1)石油采集中由于压力不断下降,为了提高出率,采取了注入惰性气(CO2)的强化采油技术(EOR)。

被采集的石油及烃类气体中含有大量的CO2,如果将其直接排放到大气中,必然会导致空气中CO2含量的快速增加,从而使全球变暖的环境问题加剧,因此CO2的分离和回收显得非常必要。

(2)天然气中含有大量的酸气(如CO2等)和水蒸气,去除其中的酸气可以提高天然气的热值,减少管道腐蚀。

由于天然气一般都处于高压状态,采用膜分离法可节省动力,因而吸引了许多研究者从事该过程的设计和评价,特别是膜技术与吸收法耦合工艺具有非常大的优势。

(3)生物气一般含有50%~70%甲烷气,且来源于垃圾填平地带,如开发出来则会对减少化石燃料的使用有很大帮助。

通过膜分离方法与吸收法综合效果的比较,膜分离法比吸收法可以回收更多的甲烷,投资也少,因而具有更大的优势。

离子交换膜的应用离子交换膜的离子交换能力和含水量极大地影响膜的性能。

膜的离子交换能力和载体的浓度越大,膜的选择性和渗透率将越大。

含碱金属盐或胺化合物的液膜具有高的二氧化碳选择性,但是由于液膜不稳定。

吸水膨胀的水凝胶膜能解决这一困难,却不损坏膜所具有的良好选择性。

亲水性的吸水膨胀的离子交换膜能够有效地吸附水性载体溶液,因此表现出高的稳定性。

复合导电透膜的应用20 世纪80 年代末以来,基于导电聚合物的特殊微观形态和电化学性质,人们展开了将导电聚合物用作透膜的研究。

复合导电透膜具有良好的力学性能和独特的电化学性质,能对外部环境的某些特定刺激产生响应,如通过对导电透膜加上电刺激,可以对其化学和物理性质进行原位操纵,从而实现对透膜透过性和选择性的控制。

复合导电透膜的合成制备方法按氧化方式大致分为化学氧化聚合和电化学氧化聚合两类。

化学氧化聚合是基于某些导电聚合物单体可在氧化剂(如FeCl3、CuCl2)作用下氧化缩聚的原理,将单体或氧化剂预先浸渍到基体透膜材料上,然后再气相或液相下进行氧化聚合反应,以制得复合导电透膜。

电化学氧化聚合是在电解过程中,电极和聚合物单体之间发生电子转移使聚合物单体聚合。

电化学氧化聚合采用的基体透膜材料通常为多孔聚合物,按其采用工艺的不同还可进一步分为电化学一步法和电化学二步法两种。

电化学一步法是把聚合单体、支撑多孔聚合物一起溶解于电解液中,一次电解直接得到所需要的复合膜。

二步法通常预先把成膜性能良好的聚合物基膜覆盖在一个裸露的金属电极上,然后将这一电极作为工作电极放入含有单体的电解质溶液中,在电极上进行单体的电解聚合,制得复合膜。

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