功能吸附高分子材料发展现状与应用模板
功能高分子材料发展现状及展望

功能高分子材料发展现状及展望一、引言功能高分子材料是指具有特殊性能的高分子材料,如导电、阻燃、自修复等。
随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高,功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
本文将从功能高分子材料的定义、发展历程、应用领域以及未来展望等方面进行探讨。
二、功能高分子材料的定义功能高分子材料是指在普通高分子材料中加入一些特殊成分或经过改性后,使其具有某种特殊性能的新型高分子材料。
这些特殊性能可以是导电、阻燃、自修复、形状记忆等。
这些新型高分子材料不仅具有传统高分子材料的优点,如重量轻、耐腐蚀等,还具有更多的优势。
三、功能高分子材料的发展历程1. 20世纪50年代至60年代初期:以聚氯乙烯为主要原料生产出各种塑胶制品。
2. 60年代中期至70年代初期:出现了聚碳酸酯、聚酰亚胺等新型高分子材料。
3. 70年代中期至80年代初期:出现了聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物等新型高分子材料。
4. 80年代中期至90年代初期:出现了聚丙烯、聚乙烯等新型高分子材料。
5. 21世纪以来:功能高分子材料得到了广泛应用,如导电高分子材料、阻燃高分子材料、自修复高分子材料等。
四、功能高分子材料的应用领域1. 导电高分子材料:主要应用于电池、太阳能电池板等领域。
2. 阻燃高分子材料:主要应用于建筑材料、电器设备等领域。
3. 自修复高分子材料:主要应用于汽车制造、飞机制造等领域。
4. 形状记忆高分子材料:主要应用于医学器械、智能纺织品等领域。
五、功能高分子材料的未来展望1. 研发更多的功能性高分子材料,满足不同领域的需求。
2. 提高功能高分子材料的性能,使其更加适合实际应用。
3. 推广功能高分子材料的应用,促进产业升级和经济发展。
4. 加强对功能高分子材料的研究和开发,为未来的科技进步提供支持。
六、结论随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高,功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
未来,随着技术的不断提升和需求的不断增加,功能高分子材料将会有更广阔的发展前景。
浅析高分子材料发展现状和应用趋势

浅析高分子材料发展现状和应用趋势【篇1】浅析高分子材料发展现状和应用趋势一、有机高分子材料概述有机高分子材料是指区别于通用的、具有高性能或特殊功能等特点的有机高分子材料,表现为性能优异,价格高,产量低。
其特点覆盖面广、产品种类多;投资与技术高度密集,技术含量高;高风险、高收益。
按使用性质划分,有塑料、橡胶、合成纤维、专用及精细化学品等;按用途划分有结构型和功能型;按功能型细分则有光、电、磁功能和生物相容功能;以生物质为原料生产的高分子材料也被划入了新型有机高分子材料。
新型有机高分子材料应用广泛,工程塑料、复合材料、功能高分子材料、有机硅及氟系材料、液晶材料、特种橡胶、高性能密封材料等新型高分子材料被广泛应用于电子电器、交通运输、机械、建筑、生物、医疗及农业生产资料等领域。
二、有机高分子材料国内现状国内有机高分子材料的研究不断取得新的进展:国家重点科技攻关项目聚醚砜、聚醚醚酮、双马型聚酰亚胺等类树脂专用材料及其加工技术,通过了国家有关部门的验收;一种用于家电产品的新型紫外光固化涂料 JD-1紫外光固化树脂已开发成功;超高分子量聚丙烯酰胺合成技术在大庆油田化工总厂研制成功; PTC智能恒温电缆、多功能超强吸水保水剂、粉煤灰高效活化剂等等,都是我国在高分子材料领域取得的不俗成果。
我国在高分子单链单晶的研究也取得国际领先的成绩:成功地制备出顺丁橡胶的单链单晶,独创性地开展了单分子链玻璃体的研究,首次观察到高分子液晶态的新的纹影结构。
塑料行业单纯从实验室阶段的研究来讲,我国与国际上的差距并不是很大。
但从实验室研究走向产业化这一阶段,与国外相比,我们的差距就被大幅度拉开了,因此塑料产业的发展趋势主要是尽快对主要新型品种的产业化。
橡胶工业的发展重点是进一步完善橡胶装置技术工艺,进行产品结构调整,提高氯丁胶、乙丙橡胶、丁腈胶和丁基胶的产业化生产能力;充分利用原料、市场条件现已成熟的有利时机,加快推进异戊橡胶工业化进程,尽快实现工业化生产;大力发展改性丁二烯橡胶、三元乙丙橡胶等市场急需的产品品种。
功能高分子材料的应用及发展前景

4、高性能化和高可靠性:未来的功能高分子材料将要求具有更高的性能和 可靠性,以满足各种复杂和严苛的应用环境的要求。
四、结论
功能高分子材料具有广泛的应用前景和重要的现实意义。它们在医学、电子、 环保等领域发挥着越来越重要的作用。随着科技的不断进步,功能高分子材料的 制备方法和应用领域也将得到不断拓展和创新。相信在不久的将来,功能高分子 材料将成为人们生产和生活不可或缺的重要组成部分。
3、环保领域
功能高分子材料在环保领域的应用和研究也日益受到。它们可以用于水处理、 有害物质净化、土壤修复等方面。例如,利用高分子材料制成的吸附剂和分离剂, 可以有效地去除水中的有害物质和重金属离子。此外,功能高分子材料还可以用 于土壤修复,如重金属离子污染土壤的修复等。
二、功能高分子材料的制备方法
4、复合化
有机化学高分子材料的复合化是未来发展的重要趋势之一。通过与其它材料 进行复合,取长补短,实现材料性能的优化与提升。例如,将有机高分子材料与 无机材料复合,可以获得具有优异性能的复合材料,应用于航空航天、汽车等领 域。
三、总结
有机化学高分子材料作为一种重要的材料类型,在各个领域得到了广泛的应 用。随着科技的不断发展,这些材料将会在高性能化、绿色化、功能化和复合化 等方面得到进一步的发展。未来,有机化学高分子材料将在信息、能源、生物医 学等领域发挥更为重要的作用,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
二、发展前景
随着科技的不断发展,有机化学高分子材料的应用前景越来越广阔。未来, 这些材料将会在以下几个方面得到进一步发展:
1、高性能化
有机化学高分子材料的高性能化是未来发展的重要方向。通过分子设计、材 料合成等方法,提高材料的力学、电学、光学等方面的性能,以满足不断涌现的 新兴领域的需求。
2023年吸附材料行业市场分析现状

2023年吸附材料行业市场分析现状吸附材料是一种能够吸附、固定和分离其他物质的材料,广泛应用于环境保护、能源储存、化学工业和生物医药等领域。
在当前的市场环境下,吸附材料行业面临着许多机遇和挑战。
首先,随着环境污染问题的日益严重,对环境治理技术的需求也越来越迫切。
吸附材料作为一种高效、环保的治理技术,具有很大的市场潜力。
例如,气相吸附材料可以用于空气净化,去除有害气体和污染物质;水相吸附材料可以用于水处理,去除重金属离子和有机污染物等。
因此,随着环境保护法规的加强,吸附材料行业的市场需求将大幅增加。
其次,吸附材料在能源储存领域也具有广阔的市场前景。
传统能源储存技术的效率和成本都存在一定的局限性,而吸附材料作为一种有望改善储能效率和降低成本的新技术,备受关注。
例如,吸附材料可以用于制作高效的超级电容器,用于电能储存和释放;吸附材料也可以应用于氢能源领域,用于氢气的储存和输送。
随着可再生能源的发展和应用的推广,吸附材料在能源领域的应用将得到进一步扩大。
再次,化学工业和生物医药领域对吸附材料的需求也在不断提升。
在化学工业中,吸附材料可以用于催化剂的制备和分离纯化过程;在生物医药领域,吸附材料在分离和纯化生物大分子以及药物释放等方面有着广泛的应用。
随着化学工业和生物医药行业的发展,对吸附材料的需求将进一步增加。
然而,吸附材料行业也面临一些挑战。
首先,吸附材料的研发和应用技术仍然不成熟,存在一些技术难题需要解决。
例如,如何设计和合成高效的吸附材料,以及如何实现其在工业应用中的稳定性和可重复性等。
其次,吸附材料的制备成本相对较高,限制了其在大规模应用中的推广。
因此,需要进一步研究和发展新的制备技术,以降低吸附材料的成本。
总之,吸附材料行业具有广阔的市场前景,但同时也面临一些挑战。
未来,随着技术的进一步发展和市场需求的增加,吸附材料行业有望取得更大的发展。
为了确保行业的可持续发展,需要政府、企业和研究机构共同努力,加强合作,推动吸附材料行业的创新和发展。
吸附功能材料行业特点和发展趋势及行业机遇分析

吸附功能材料行业特点和发展趋势及行业机遇分析吸附功能材料是一种具有吸附和分离作用的材料,常用于环保、化工、医药等领域。
该行业的特点和发展趋势,以及行业机遇,值得关注和探讨。
一、行业特点1. 高科技含量:吸附功能材料的制备和应用具有很高的科技含量,需要结合化学、物理、生物等多学科的知识和技术。
2. 应用广泛:吸附功能材料可用于环保、化工、医药、食品等多个领域,近年来发展迅速,市场前景广阔。
3. 产业链条完整:吸附功能材料行业涉及材料、设备、检测等多个领域,产业链条完整,企业互相合作形成合力。
4. 生产标准不规范:目前,吸附功能材料行业缺乏统一的生产标准和质量检测标准,存在一定的乱象和问题。
二、发展趋势1. 技术创新:随着科技的不断发展,吸附功能材料行业将逐步推动技术创新,例如:研发更高效的吸附材料、开发自动化生产线等。
2. 环保导向:随着社会的不断发展,环保已经成为各国的重要任务之一。
吸附功能材料的应用也逐渐受到重视,未来将会继续向环保导向发展。
3. 多元化应用:吸附功能材料行业的应用将不断向多元化发展,未来将有更多的新兴领域需要使用吸附功能材料,例如:新能源领域。
4. 全球化趋势:吸附功能材料行业已成为全球性产业,未来将继续向全球化发展,形成全球性产业链条,加速市场竞争。
三、行业机遇1. 政策支持:吸附功能材料行业是环保产业的重要组成部分,因此政府会出台相关政策和支持措施,鼓励企业发展。
2. 市场需求:吸附功能材料在环保、化工、医药等多个领域都有广泛的应用,市场需求大,成长空间广阔。
3. 技术进步:吸附功能材料行业不断进行技术创新,企业可以通过研发更高效的吸附材料,提高市场竞争力。
4. 国际化合作:吸附功能材料行业的国际化合作将有助于企业在国际市场上拓展业务,提高企业知名度和市场份额。
总体而言,吸附功能材料行业发展前景广阔,但要抓住机遇,企业应密切关注市场需求,加强技术创新,积极参与国际化合作,以抢占市场份额,在行业中占据领先地位。
功能高分子材料发展现状及展望

功能高分子材料发展现状及展望功能高分子材料是指在常规高分子材料的基础上,通过特殊的改性或添加一些功能性成分,赋予材料特定的性能和功能。
随着科技的进步,功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
本文将从目前的发展现状和未来的展望两个方面来探讨功能高分子材料的发展。
目前,功能高分子材料已经在多个领域得到了应用。
其中,最为突出的是在新能源领域的应用。
功能高分子材料在锂离子电池、燃料电池和光伏领域都发挥了重要作用。
例如,通过改变电解质中的高分子成分,可以提高锂离子电池的电导率、循环寿命和快速充电性能;通过设计合适的高分子电解质,可以提高燃料电池的效率和稳定性;通过合理调控高分子薄膜的结构和组分,可以提高光伏电池的光电转化效率。
此外,功能高分子材料在医疗领域也有广泛应用。
例如,通过调控高分子材料的结构和组分,可以设计出具有良好生物相容性和可控释放性能的药物载体,实现药物的精确释放。
此外,功能高分子材料还被用于制备人工器官、仿生材料和组织工程等领域。
这些应用不仅提高了医疗技术的水平,也改善了患者的生活质量。
在材料科学领域,功能高分子材料的开发也取得了重要进展。
通过改变高分子材料的结构和组分,可以实现材料的自愈、自修复和多功能化。
例如,通过改变高分子材料的交联程度和分子量分布,可以实现材料的自修复性能;通过引入适当的共聚物或引发剂,可以实现材料的自愈合能力;通过改变高分子材料的功能基团和添加特定的功能性纳米颗粒,可以实现材料的多功能化。
未来,功能高分子材料的发展将朝着以下几个方向发展。
首先,材料的可持续性将成为一个重要的发展方向。
随着资源的日益枯竭和能源的紧缺,开发可再生材料和生物可降解材料成为行业的迫切需求。
其次,高分子材料的智能化将成为一个研究热点。
智能高分子材料能够根据外界环境的变化自动改变形态和性能,具有广泛的应用前景。
再次,纳米技术的应用将成为一个重要的发展方向。
通过纳米加工和纳米材料的应用,可以改善材料的性能和功能。
功能高分子材料的应用及发展前景
功能高分子材料的应用及发展前景摘要:功能高分子材料因其重量轻、种类多、特异性强等特点,在生物医用、化学工业、信息技术以及电子领域得到了广泛的应用。
目前,功能高分子材料正在飞速发展,为了适应新技术在各行业的发展需要,功能高分子材料正逐步发展成为如电子材料、光热材料等具备多功能化的材料。
从本质上讲,功能高分子材料是以高分子物理、化学等相关学科为基础的,并且将物理学以及生物学等学科紧密联系的一门学科。
本文系统的研究了功能高分子材料的现状、性能和应用趋势,并对其应用前景进行了分析和展望。
1功能高分子材料概述功能高分子材料是是个新兴的领域,自20世纪60年代开始发展。
它是由分子量大的长链分子组成的具有特殊功能的聚合物和复合材料,具有特殊的力学、电学、光学和磁学的某一种性能。
近些年,高分子材料的研究与应用迅速发展,在越来越多的领域中产生了巨大的影响。
高分子材料的发展,提供了更多实用性高的新型材料和新产品,应用于农业生产、工业生产和人类生活的方方面面,与此同时,也提供了更多具有功能性的材料和高性能材料用以推进科学技术的新发展。
目前功能高分子材料的研究主要在以下几个方面:光功能高分子材料、液晶高分子材料、电子功能高分子材料和医用功能高分子材料、环境可降解高分子材料、吸附和分离功能材料等。
最常用的功能高分子材料有光学功能高分子材料、液晶高分子材料以及吸附分离功能高分子材料等。
2功能高分子材料具体应用的研究高分子材料具有广泛的应用性,在很多领域都得到了充分的利用,主要包括:功能高分子材料,液晶高分子材料以及吸附分离功能高分子材料等,具体分析如下:2.1光功能高分子材料一般来说,光功能高分子材料受到光的作用,会引起物理变化,比如光导致的变色,并且还会出现一些化学变化,包括光分解的高分子材料。
光功能高分子材料中光的特性,会通过化学和物理的双重作用反映出来。
目前,光功能高分子材料主要用于太阳能和电子工业的开发和利用。
2.液晶高分子材料目前,液晶高分子材料是一种新型的功能性高分子材料。
探究功能高分子材料的研究现状及其发展前景论文
探究功能高分子材料的研究现状及其发展前景论文探究功能高分子材料的研究现状及其发展前景论文前言在我们的日常中,材料随处可见,材料的发展水平直接影响我们的生活质量。
高分子材料在我们日常生活的应用中拥有很多的优势,与现代化生产非常吻合,同时它也产生了很高的经济效益等,因此它在工业上发展的十分迅速。
在过去, 20 世纪60 年代发展起来的功能高分子材料是属于那时的一个新兴领域,这个新兴领域同时渗透到能源和电子以及生物三大领等。
而如今,21 世纪的科技不断创新,也有了新型有机功能高分子材料,它们在人们的生产和生活中扮演着一个越来越重要的角色。
1 功能高分子材料的定义功能高分子材料是指同时兼顾有两种性能的复合高分子材料,性能一:传统高分子材料的所体现出来的性能,性能二:某些特殊功能的基团所体现出来的性能。
一般说来,具有传递信息、转化能量和贮存物质作用的高分子及其复合材料为功能高分子材料,或者还可以理解为具有能量转换的特性、催化特性、化学反应活性、磁性、光敏特性、药理性、导电特性、生物相容性、选择分离性等功能的高分子及其复合材料,同时还具有原有力学性能的基础。
2 功能高分子材料的工程实际应用目前,在工程上应用较广泛而且具有重要应用价值的一些功能高分子材料主要分为以下几种:光功能高分子、液晶高分子、电功能高分子、吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、医用功能高分子、环境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。
下文中具体从这几方面阐述:(1)光功能高分子材料。
指在光的作用下能够产生物理变化,如光导电、光致变色或者化学变化,如光交联、光分解的高分子材料,或者在物理或化学作用下表现出光特性的高分子材料。
光功能高分子材料主要应用在电子工业和太阳能的开发利用等方面。
(2)液晶高分子材料。
液晶高分子是一种新型的功能高分子材料,它是分子水平的微观复合,由纤维与树脂基体在宏观上的复合衍生而来,也可以理解为在柔性高分子基体中以接近分子水平的分散程度分散增强剂(刚性高分子链或微纤维)的复合材料。
功能高分子材料发展现状及展望
功能高分子材料发展现状及展望功能高分子材料是指具有特定功能的高分子材料,它们可以在各种领域中发挥重要作用。
随着科技的不断发展,功能高分子材料的应用范围也在不断扩大,未来的发展前景十分广阔。
功能高分子材料已经广泛应用于医疗、电子、能源、环保等领域。
在医疗领域,功能高分子材料可以用于制造人工器官、药物缓释系统、医用敷料等。
在电子领域,功能高分子材料可以用于制造柔性电子、有机发光二极管等。
在能源领域,功能高分子材料可以用于制造太阳能电池、燃料电池等。
在环保领域,功能高分子材料可以用于制造污水处理材料、环保包装材料等。
随着人们对环境保护意识的不断提高,功能高分子材料在环保领域的应用越来越受到重视。
例如,一些可降解的高分子材料可以用于制造环保包装材料,这些材料可以在自然环境中迅速分解,减少对环境的污染。
此外,一些具有吸附能力的高分子材料可以用于制造污水处理材料,可以有效地去除水中的有害物质,保护水资源。
在未来,功能高分子材料的发展前景十分广阔。
随着科技的不断进步,人们对功能高分子材料的需求也会越来越高。
未来,功能高分子材料的应用领域将会更加广泛,例如在智能材料、生物医学材料、新能源材料等领域中的应用将会越来越多。
智能材料是指具有感知、响应、控制等特性的材料,它们可以根据外部环境的变化自动调节自身的性能。
例如,一些具有形状记忆性的高分子材料可以根据温度、湿度等外部条件的变化自动改变自身的形状。
未来,随着人工智能、物联网等技术的不断发展,智能材料的应用前景将会越来越广阔。
生物医学材料是指用于医学领域的材料,它们可以用于制造人工器官、医用敷料、药物缓释系统等。
未来,随着人口老龄化的加剧,生物医学材料的需求将会越来越高。
例如,一些具有生物相容性的高分子材料可以用于制造人工心脏瓣膜、人工血管等,可以帮助患者恢复健康。
新能源材料是指用于能源领域的材料,它们可以用于制造太阳能电池、燃料电池等。
未来,随着能源危机的加剧,新能源材料的需求将会越来越高。
功能高分子材料发展现状及展望
功能高分子材料发展现状及展望引言高分子材料是一类具有特殊功能的重要材料,广泛应用于工业、医药、能源等领域。
随着科学技术的发展和人们对材料性能要求的提高,功能高分子材料的研究和应用变得越来越重要。
本文将对功能高分子材料的发展现状进行全面分析,并展望其未来的发展方向。
1. 功能高分子材料的定义和分类功能高分子材料是指在传统高分子材料的基础上,经过改性或设计而具备了特殊功能的材料。
根据其功能和应用领域的不同,功能高分子材料可以被划分为不同的分类,如下所示:•光学功能高分子材料:如光学波导、光学器件等;•电子功能高分子材料:如有机发光二极管(OLED)、聚合物太阳能电池等;•生物医学功能高分子材料:如生物可降解材料、药物缓释材料等;•环境功能高分子材料:如吸附材料、膜分离材料等。
不同的功能高分子材料具有不同的结构和特点,对应着不同的应用需求和市场前景。
2. 当前功能高分子材料的研究热点和应用领域(此处应尽量避免敏感词汇)目前,功能高分子材料领域的研究主要集中在以下几个热点方向:2.1 具有特殊光学性能的功能高分子材料光学波导、光学显示器件等是具有广阔市场前景的光学功能高分子材料。
近年来,研究人员通过改变高分子材料的结构和组成,提高了其在光学方面的性能,使其在光通信、显示技术等领域得到了广泛应用。
2.2 具有优异电子性能的功能高分子材料有机发光二极管(OLED)作为一种新型的显示技术,已经在手机、电视等领域得到了广泛应用。
OLED材料的研究成果取得了重要突破,使其亮度、寿命等性能得到了极大的提高。
此外,聚合物太阳能电池也作为一种新型的绿色能源技术备受关注。
2.3 具有生物医学应用的功能高分子材料生物可降解材料、药物缓释材料等具有生物医学应用潜力。
随着人们对健康和医疗的关注度增加,对这类材料的需求也越来越大。
研究人员通过改变高分子材料的降解速率、药物释放速率等性能,实现了更好的生物相容性和控制释药效果。
2.4 具有环境友好性能的功能高分子材料环境功能高分子材料主要应用于环境污染治理、水处理等方面。
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功能吸附高分子材料发展现状与应用李伟(太原工业学院环境与安全工程系环境工程132066326)摘要:功能高分子材料是20 世纪60 年代发展起来的新兴领域,是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后涌现出的新材料。
该类材料一般指在原有力学性能基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
由于其具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点,其研究和发展十分迅速。
目前的研究主要集中以下方面: 光功能材料、电功能材料、反应型功能材料、吸附分离功能材料、生物医用功能材料、液晶材料、功能膜材料、环境敏感材料、智能材料等。
介绍了吸附性高分子材料的种类、特点及结构与吸附性能的关系,综述了高分子吸附剂在水处理、医药、机械加工等不同领域的研究进展情况。
关键词:高分子吸附剂;结构;性能;应用0 前言随着科学研究和生产技术的不断发展,吸附性高分子材料正迅速进人人们的生产和生活领域中,目前已经成为重要的有机功能材料之一。
吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。
1 种类和特点功能吸附高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。
这类高分子材料具有较大的表面积和适当的孔径,可从气相和溶液中吸附某些物质,从而实现复杂物质的分离与各种成分的富集与纯化及检验。
从外观形态上看,主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。
其吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响,还与使用环境关系密切。
如:温度因素和周围介质等。
在吸附树脂出现之前,用于吸附目的的吸附剂已经广泛使用,例如活性氧化铝、硅藻土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。
而吸附树脂出现之后,作为吸附剂的一大分支,是吸附集中品种最多,应用最晚的一个类别。
吸附树脂出现在上世纪六十年代,我过于1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。
目前吸附树脂的应用已经遍及许多领域,形成一种独特的吸附分离技术。
由于结构上的多样性,吸附树脂可以根据实际用途进行选择或设计,因此发展了许多有针对性用途的特殊品种。
这是其他吸附剂所无法比拟的,也正是由于这种原因,吸附树脂发展速度很快,新品种新用途不断出现,吸附树脂及其吸附分离技术在各个领域中的重要性越来越突出。
当然,无论是大孔性离子交换树脂还是吸附功能树脂来说,都具有很大表面积,根据表面化学的原理,表面具有吸附能力,原则上任何物质均可被表面所吸附,虽表面性质、表面立场的不同,吸附具有一定的选择性。
吸附功能不同于离子交换功能,吸附量大小和吸附的选择性,决定与诸多因素,其中最主要决定于表面的极性和吸附物质的极性。
1.1 按照吸附性高分子材料的性质和用途,可将其分为以下几类。
1.1.1 非离子型高分子吸附树脂:对该材料非极性和弱极性有机物具有特殊的吸附作用,主要应用于分析化学和环境保护领域中,用于吸附和分离处在气相和液相(主要是水相)中的有机分子。
1.1.2 亲水性高分子吸水剂:具有亲水性分子结构,可以被水以较大倍数溶胀,广泛用于土壤保湿和生理卫生用品等方面。
1.1.3 金属阳离子配位型吸附剂:这种高分子材料的骨架上带有配位原子或配位基团,能与特定金属离子进行络合反应,生成配位键而结合。
这种材料也称为高分子螯合剂,多用于吸附和分离水相中的各种金属离子。
1.1.4 离子型高分子吸附树脂:当高分子骨架中含有某些酸性或碱性基团时,在溶液中解离后具有与一些阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐的趋势,因而产生吸附作用。
1.2 按照使用条件和外观形态,吸附性高分子材料主要分为以下4类。
1.2.1 微孔型吸附树脂:外观呈颗粒状,在干燥状态下树脂内的微孔很小,当作为吸附剂使用时,必须用一定溶剂进行溶胀,溶胀后树脂的三维网状结构被扩展,内部空间被溶剂填充形成凝胶,因此也称为凝胶型树脂。
1.2.2 大孔型吸附树脂口:特点是在干燥状态下树脂内部就有较高的孔隙率、大量的孔洞和较大的孔径.这种树脂不仅可以在溶胀状态下使用,也可在非溶胀状态下使用.因这种树脂具有足够的比表面积,其孔洞是永久性的。
1.2.3 米花状吸附树脂:外观为白色透明颗粒,具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度.由于这种树脂在大多数溶剂中不溶解不溶胀,因此,只能在非溶胀的条件下使用,树脂中存在的微孔可允许小分子通过。
1.2.4 交联网状吸附树脂:外观呈颗粒状,是三维交联的网状聚合物.由于网状结构,其机械稳定性较差,使用受到一定限制.交联网状吸附树脂是通过制备线性聚合物,引入所需的功能基团,然后加人交联剂进行交联反应制得。
1.3 按照功能高分子吸附材料的吸附机理可以分为以下两类1.3.1 化学吸附高功能分子包括离子交换树脂,其主要应用是再:清除离子,离子交换,酸碱化学催化反应等方面,整合树脂可通过选择性螯合作用而实现对各种金属离子的浓缩和富集,因此,其广泛地运用与分析检测。
污染治理,环境保护和工业生产等领域。
物理吸附功能高分子根据其极性大小可分为非极性,中极性和强极性三类。
该类的功能高分子的吸附主要靠氢键和偶极作用进行。
主要应用与:水的脱盐精制、药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。
例如:离子交换树脂是具有分离、提纯、净化功能的高分子,但其选择分离性能不高。
如果在高分子上引进像乙二胺四乙酸、羟胺等能与某些金属络合的基团,则可进一步提高选择分离性能,这种高分子称为螯合树脂。
由离子交换树脂发展出来的每克树脂具有上百平方米表面积和适当孔径的大孔树脂,可以用作高分子吸附剂,从极性或非极性溶液中吸附非极性或极性溶质,可从水中吸附以ppb计的微量杂质。
由离子交换膜发展出来的选择性分离膜,广泛用于分离、提纯和医疗上。
在某种程度上来看,功能高分子的独特功能和不可替代性的特性已经带来了各个领域的技术进步,甚至质的飞跃,且在各个行业已经产生相当高的紧急和社会效益,并导致许多新产品的出现。
因此,各个发达国家投入了大量人力财力对功能高分子材料进行研究开发,且进展迅速。
同时,我国也在大力加大对功能高分子材料的研究开发支持,加入到这场激烈的竞争中去,其主要原因是我国电子,国防,医药和许多尖端技术部门都需要运用到不少功能高分子。
2 结构与吸附性能之间的关系物质化学性能和物理结构不同,其吸附作用也不同。
吸附树脂表现出的吸附能力与其结构具有特定的对应关系。
2.1 化学组成与功能基团在高分子吸附剂中,聚合物的化学组成与功能基团是最基本,也是最重要的结构因素。
(1)元素组成的影响:当聚合物分子中含有O,N,S及P等配位原子时,聚合物具有潜在的络合能力,可作为高分子螯合剂。
(2)功能基团的影响:聚合物中功能基团的性质决定了吸附树脂的选择性。
当聚合物链上连接强酸性基团时,解离后的高分子酸根能够与阳离子结合成盐,具有对阳离子交换和吸附能力;当连接季基团时,可以与阴离子结合,具有阴离子交换和吸附能力。
由于不同离子型基团与各种离子的结合能力及稳定性不同,各种离子型树脂呈现出选择性离子交换能力。
(3)分子极性的影响:当吸附树脂的化学结构中不含极性基团时,其适合于从极性溶剂如水中吸附非极性有机物。
当引入极性基团时,如引入氰基,将会使其转化成中等极性或强极性吸附树脂,适合于从非极性有机溶剂中吸附不同极性的物质。
2.2 聚合物的链结构聚合物的链结构包括主链结构、分支结构(分支的数目、长度及化学结构)及交联度等。
聚合物带有支链与否及支链所占比例、聚合物的交联与否及交联的程度,直接影响聚合物的溶解度和溶胀度。
而溶胀度和溶胀后形成网状结构的孔径大小是影响树脂吸附量及吸附选择性的重要因素。
2.3 吸附树脂的宏观结构吸附树脂的宏观结构主要对吸附剂的吸附量、机械强度及吸附度等性能有影响。
吸附树脂的宏观结构对吸附过程产生的影响主要有两方面:一方面是树脂的有效吸附面积和表面性质,主要是热力学影响,影响吸附树脂的吸附量、选择性及稳定性;另一方面是孔径大小、孑L 的长度、孔径分布及树脂的外观形状等,主要是动力学影响,影响被吸附物的扩散过程和吸附速度,孔径大小决定被吸附物的范围和吸附速度,孔径分布直接影响选择性高低。
3 影响吸附性的因素3.1温度因素吸附剂的吸附量和吸附能力与温度成反比,温度越高,越不利于吸附。
在低温下吸附剂的吸附能力增强,吸附量增大。
因此,在低温或常温下进行吸附,吸附剂可最大限度地发挥作用。
当温度升高时,吸附作用下降,会发生不完全吸附和解吸。
当温度继续升高,达到一定温度时,吸附剂几乎不具备吸附能力。
利用吸附剂的这一特性可将吸附物脱除,使高分子吸附剂再生。
3.2 树脂周围介质的影响介质是指除了被吸附的物质之外,存在于吸附剂周围的其他不应被吸附的物质。
被吸附物、介质与吸附剂之间存在竞争吸附,当介质与吸附剂作用时,将导致被吸附物的脱吸附。
某些强作用介质常被用来作为洗脱剂,洗脱被吸附的物质。
3.3 其他影响因素流动相的流速、溶液粘度和表面张力、被吸附物的扩散系数等外在动力学因素对吸附过程也会产生影响。
如果流速过快,就不能完成吸附过程,吸附剂不能很好地发挥作用。
溶液的粘度主要影响被吸附物的扩散速度,表面张力主要影响吸附剂的润湿性。
4 高分子吸附剂的应用4.1 水处理方面近年来,尽管国家在减排降耗和水污染防治方面出台了一系列法律法规,但是水环境污染加剧的总体趋势仍未得到有效控制。
其中地表水流经城市的河段有机污染尤其严重,城市生活污水和工业废水均含大量有机污染物,部分工业废水还含有毒有害的合成有机污染物质等,使国内大多数城市河流都存在严重的有机污染,直接危及城市水源的安全,对可持续发展带来严重负面影响,威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的身体健康。
这就为开发树脂吸附法处理有毒有机化工废水及其资源化技术提供了依据和发展机遇。
同时,随着工农业的发展,近岸海域的污染日趋严重,重金属离子浓度比深海水域高数十倍至数百倍.因此,除去水中污染物及重金属离子是高分子吸附剂的重要任务。
袁有宪等人用高分子吸附剂从动态和半静态的海水中吸附除去 Cu、,Pb、,Zn、及Cr3 ,为消除重金属离子对海洋生物幼体的危害,提供了一种有效的方法.曲荣君等人用壳聚糖与过渡金属离子Cu、或Ni形成的配合物,在弱碱性条件下与环氧氯丙烷进行交联,合成出一系列具有不同交联度的壳聚糖树脂,并研究了该系列树脂对Cu、,Ni的静态吸附性能. 由此可见,高分子吸附剂不但可以用来去除废水中的重金属离子,而且可以用来回收海水中的金属,应用前景十分广阔。
吸附树脂是一种特殊的大孔树脂,它以吸附为基本特征,大部分不具有功能基而没有任何交换中心,作用与吸附剂活性炭相似,可以再生。
大孔树脂的合成方法是以普通石油化工原料的单烯类单体为骨架,与作为交联剂的双烯类单体发生悬浮共聚反应,同时为了获得多孔的结构,在聚合时配合使用不带双键、不参加共聚、又能与单体混溶,使共聚体溶胀或沉淀的有机溶剂作为制孔剂,在带有分散剂的水中,搅拌加热控制颗粒大小而制得。