第二章膜材料及表面改性
目前使用的大多数膜的材料是聚丙烯（PP）、聚乙烯，聚偏氟乙烯、醋酸纤维素、聚砜、聚醚讽和 聚氯乙烯等。当这些膜与欲分离的物质相接触时，在膜表面和孔内的污染物聚集，使得膜通量随运 行时间的延长而下将，特别是当聚合物膜材料用于生物医药领域中（如血液透析）时，在膜表面吸 附的蛋白质加速纤维性和抗生素碎片在膜表面的聚集（血液相容性），导致一系列的生物反应，例 如形成血栓及免疫反应。因此，为了拓展分离膜的应用，通常需要对膜材料进行改性或改变膜表面 的物理化学性能，赋予传统分离膜更多功能，增大膜的透水性，提高膜的抗污染性，改善膜的生物 相容性。对膜材料的改性的方法有物理改性和化学改性。
第二章膜材料及表面改性
1
2.1.1纤维素衍生物类
纤维素是资源最为丰富的天然高分子，由于纤维素的分子量很大，在分解温度前没有熔点，且不溶 于通常的溶剂，无法加工成膜，必须进行化学改性后应用。
（1）再生纤维素 纤维素的相对分子质量在50万~200万，在溶解过程中降解，再生纤维素的相对分子质量约在几万
2.1.2 聚砜类
聚砜是一类耐高温强度工程塑料，具有优异的抗蠕变性能，故自双酚A型聚砜（PSf）出现后，即 继醋酸纤维素之后发展成为目前最重要、生产量最大的合成膜材料，可用作制备微滤膜和超滤膜， 也可用作反渗透和气体分离膜的底膜。
（1）双酚型聚砜（PSf）
由双酚A的二钾盐与二氯二苯砜在二甲亚砜溶液中经亲核缩聚反应合成，聚砜的玻璃化转变温度为 190℃，其制成膜后可在80 ℃ 下长期使用，主要用于超滤和气体分离膜。
2.1.7无机和金属类
无机和金属材料包括金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料，与聚合物分离 膜相比具有如下优点：
（1）化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂； （2）机械强度大，承载无机膜或金属膜可承受几十个大气压的外压，并可反向冲洗； （3）抗微生物能力强，不与微生物发生作用，可以在生物工程及医学科学领域中应用； （4）耐高温，一般均可以在400℃下操作，最高可达800 ℃。 不足之处在于造价较高，并且无机材料脆性大，弹性小，给膜的成型加工及组件装备带来一定的困
（2）聚乙烯醇（PVA）
聚乙烯醇是由聚乙酸乙烯酯水解得到，为水溶性的聚合物。以二元酸等交联的聚乙烯醇是目前唯一 获得实用的渗透汽化膜，它和聚乙烯醇底膜的复合膜牢固的占据着用于醇类脱水的渗透汽化膜市场。
（3）聚氯乙烯（PVC） 聚氯乙烯属于大品种通用塑料，由氯乙烯经自由基引发制备。聚氯乙烯多孔膜是低档的微滤材料。
2.2.2.2高分子材料与无机材料的共混改性 有机高分子具有弹性高、韧性好，分离性能优良等优点，但存在透气率低、抗腐蚀性差及不耐高温 等弱点。无机膜，尤其是陶瓷膜，则有许多独特的物理、化学性能，尤其在涉及高温以及有腐蚀性环境 的分离过程中，有着高聚物膜材料所无可比拟的优势，但因受扩散限制，分离性能很差。在膜材料的研 究过程中人们发现，将两种材料有效地结合在一起，得到一种新型的有机/无机复合材料，可以同时得 到既具有优良的分离性能又能耐受较苛刻的环境条件的新型的超滤膜（合金膜）。 高分子材料的合金化用于调节膜的亲水性及膜性能的方法简单、经济，膜材料的选择范围广,可调 节的参数多，膜性能改善的幅度大,为膜材料的开发及膜性能的进一步完善开辟了一条新路,有着广阔的 发展前景。
2.2.2 膜材料的物理改性 2.2.2.1 高分子材料与高分子材料的共混改性 高分子材料的共混是指两种以上高分子混合，形成一种新材料，它除了综合原有材料本身性能外，
还可克服原有材料中的各自缺陷，并产生原有材料中所没有的优异性能。高分子共混改性膜主要从 以下三个方面改善膜的性能：
1、改善膜的亲水性能及聚合物的成膜性； 2、改善膜的耐污染性； 3、提高膜的物化稳定性 (提高膜的耐蚀性、耐热性和机械强度)。 带有极性基团的分子，对水有大的亲和能力，可以吸引水分子或溶解于水。这类分子形成的固体材
高密度聚乙烯：由乙烯在常压Ziegler催化剂（三乙基铝与四氯化钛）作用下经配位聚合而得，基本 上属于线性结构，其力学性能优于低密度聚乙烯。高密度聚乙烯产品为粉末状颗粒，经筛分压成管 状或板状，在接近熔点烧结可得到不同孔径规格的微滤用滤板和滤芯，也可用作分离膜的制成材料。
（2）聚丙烯
由丙烯以Ziegler催化剂聚合而得。聚丙烯网是常用的间隔层材料，用于卷式RO组件和卷式气体分 离组件。聚丙烯和聚乙烯一样，可经过熔融拉伸制成微孔滤膜，孔的形状为狭缝状。除用于微滤外， 也可作为复合气体分离膜的底膜，其组件可用于人工肺（膜式氧合器）。
缩聚制得。尼龙6和尼龙66的织布和不织布（无纺布）主要用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布。 （2）芳香族聚酰胺
芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜用材料，只溶于硫酸，故一般不用溶液制膜，而用熔融纺丝制备中 空纤维膜，主要用于反渗透。
（3）聚酰亚胺
聚酰亚胺是一类耐高温、耐溶剂、耐化学品的高强度、高性能材料。聚酰亚胺在气体分离方面表现 出较高的选择透过性，尤其是在其结构中引入六氟异亚丙基基团。在酰亚胺氮的位置引入甲基、异 丙基或卤素基团，有利于增加聚合物的自由体积，导致气体透过系数增加1~2个数量级。
到几十万。传统的再生纤维素有铜氨纤维素和黄原酸纤维素，它们是很好的透析膜膜材料。
（2）硝酸纤维素 硝酸纤维素常用溶剂为乙醚/乙醇（7：3）混合溶剂。硝酸纤维素价格便宜，广泛用在透析用膜和
微滤膜。
（3）醋酸纤维素（CA）和三醋酸纤维素（CTA）
醋酸纤维素由纤维素与乙酸酐乙酸混合物反应制备，以硫酸为催化剂。醋酸纤维素是制备不对称反 渗透膜的基本材料，三醋酸纤维素可制成中空纤维膜组件。
二、光化学接枝
光化学接枝也称光接枝,始于1957 年。近十几年来,分离膜的光接枝改性和功能化成为研究热点。 光接枝通常采用的是紫外光,接枝聚合的首要条件是生成表面引发中心—表面自由基。依据表面自由基 产生方式的不同,光接枝过程可以分为以下四类：聚合物辐照分解法、自由基链转移法、氢提取反应法、 光生过氧基热裂解法。
三、化学接枝法 化学接枝即采用化学试剂引发接枝聚合反应。可以先制得接枝型的膜材料,然后制膜,也可以直接在成
品膜表面进行接枝反应。常用的引发剂为自由基型引发剂,如:过氧化类和过硫酸盐等。 四、辐射接枝
通过高能辐射线引发单体聚合，称为辐射聚合。辐射线可分为γ-射线、X-射线、β-射线、α-射线及 中子射线。其中γ-射线的能量最高。60Co-γ 射线穿透力强，反应均匀，而且操作容易，应用最广。主 要是利用高能γ 射线促使材料表面产生自由基，引发单体接枝聚合，把某些性能的基团或聚合物支链接 到膜材料的高分子链上致使高分子膜的内部结构或表面性能发生变化，从而达到聚合物膜改性的目的。 陆晓峰等对聚偏氟乙烯 (PVDF) 超滤膜进行了辐照接枝改性。在膜表面先通过60Co-γ 射线辐照，然后 接枝乙烯基单体，再进行磺化，使PVDF 膜成为具有磺酸基团的超滤膜。实验结果表明，改性后的 PVDF 超滤膜的截留率提高，污染度下降，亲水性增强。
2.1.6 含氟聚合物 （1）聚四氟乙烯（PTFE）
由四氟乙烯（CF2=CF2)在50 ℃ 加压下自由基悬浮聚合。聚四氟乙烯以化学惰性和耐溶剂性著称， 俗称塑料王。由于其表面张力极低，憎水性很强，用拉伸制孔法制得的PTFE微滤膜不易被堵塞， 且极易清洗，在食品、医药、生物制品等行业应用很广。
SPES content (%) 0 5 15 30
Water contact
65 58
54
49
Jw (L/m2·h)b Jb (L/m2·h)b BSA rejection (%)
156.4
63.4
99.8
160.2
65.1
99.6
182.6
72.6
99.9
216.5
86.9
99.7
Jw: water flux; Jb: BSA solution flux 疏水性材料：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯 亲水性材料：磺化聚醚砜、聚乙烯醇、纤维素类
织布：经纱和纬纱相互交错或彼此浮沉的规律
不织布：又称无纺布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料。
2.1.4 聚烯烃类
（1）聚乙烯
低密度聚乙烯：由乙烯在高压下经自由基聚合而得，由于聚合时加入少量CO，故在分子链中有共 聚的—CO存在，因此低密度聚乙烯具有高度支化结构，并不是线性聚合物。低密度聚乙烯在拉伸 时产生狭缝状微孔，可用来制成微滤膜。低密度聚乙烯熔融纺出的纤维可以压成无纺布，用于超滤 膜等的低档支撑材料。
难。
2.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高分子膜材料表面改性
膜分离技术具有设备简单，操作方便，无相变，无化学变化，处理效率高和节能等优点，作为一种 单元操作日益受到重视，已在海水淡化、电子工业、食品工业、医药工业、环境保护和工程领域得 到广泛的应用。然而，随着膜技术的发展，人们对膜材料的性能不断提出新的要求，其中改善膜的 亲水性，提高膜的抗污染能力已成为有待解决的迫切问题。
（2）聚偏氟乙烯（PVDF） 由单体偏氟乙烯（CH2=CF2)经悬浮聚合或乳液聚合而得。PVDF可溶于非质子极性溶剂制备不对称
微滤膜和超滤膜。聚偏氟乙烯材料化学稳定性好，耐γ-射线和紫外线老化，机械强度高，耐热性好， 目前在工业中广泛应用。另外PVDF也是用于膜蒸馏和膜吸收等杂化膜过程的理想材料。
（2）聚醚砜（PES）
由双酚S的二钾盐与二氯二苯砜在环丁砜溶液中经亲核缩聚反应合成，聚醚砜的玻璃化转变温度为 235℃ ，是目前首选的可耐蒸汽杀菌的超滤、微滤膜材料。
2.1.3 聚酰胺类 （1）脂肪族聚酰胺 代表产品有尼龙6和尼龙66。尼龙6是由己内酰胺在高温下开环聚合而得。尼龙66由己二胺和己二酸
2.2.1.2表面吸附改性 小分子通过物理吸附附着在聚合物膜上，这也是一类制备聚合物膜的方法。例如带有亲水基团（OH）在膜表面的吸附使膜表面形成一层亲水层，从而在增大膜的初始通量的同时又能降低使用过程中 通量衰减和蛋白质的吸附。
合集下载
材料表面改性及处理技术1ppt课件
主要有：电镀、化学镀、电刷镀、复合镀、涂料涂
.
10
从处理பைடு நூலகம்法的原理上可分为：
基于冶金和物理原理：
热喷涂、热浸镀、渗碳、渗氮、激光处理、离子
注入、真空化学气相沉积（CVD）、真空物理气 相
沉积（PVD)(包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀、分
子束外延、离子束合成膜技术等）、等离子表面
改性技术；
基于化学和电化学原理：
.
4
开课目的和意义
本课程作为冶金物理化学、化学工艺、材料及材料工 程、冶金工程、机械工程等专业的选修课程旨在扩展相 关专业研究生的知识面，使学生了解和掌握现代材料表 面处理技术的基本理论、方法及研究进展。
现代材料表面处理技术是一门工程技术学科，如上所 述，在国防及国民经济各产业部门均有广泛的应用，在 开发新材料、新工艺的实际研究工作中经常被触及。本 课程的目的是介绍这样一门交叉、边缘工艺学科的基本 知识，为各类理工科专业的研究生进入实验研究阶段开 展具体研究题目时提供一个解决问题的思考点；训练和 培养学生多角度思考和解决问题的习惯和能力为将来从 事科研、生产、设计等实际工作打下坚实基础。
观结构、缺陷状态或应力状态。主要有喷丸强化、
表面热处理、化学热处理、等离子扩渗处理、激光
表面处理、电子束表面处理、高密度太阳能表面处
理、离子注入表面改性等。.
9
1.3 表面处理技术的分类
从处理方法的特点上可分成两大类：干法和湿法。
干法：方法本身在形成表面膜层过程很少使用水或有机溶液。其 应用原理涉及物理、化学、机械及冶金基础知识。
.
2
开课目的和意义
上至天，下至海，现代材料表面处理技术应用领域
十分广泛，遍及各行业，如航空航天、舰船、国防武
pvdf入门必看
1.5课题的提出…”..”..”:.“.…….“.…““..…””...……“……“...............……”.……”:.”.....……“…““..................……14
1.5.1课题研究的意义..............................................................……,............................................……,.......……14
聚偏氟乙烯(PvDF)膜由于其优良的可加工性、化学稳定性、孔径可控和耐热性能
而广泛地应用于微滤和超滤工程。但是由于PVDF膜表面疏水性强,尤其是应用在油水分
离、蛋白质水质分离等方面时,容易产生吸附污染。有效的亲水化改性就成为PvDF膜研
究中的重要课题。本文通过浸没沉淀法制备PvDF膜,考察了制膜条件与PvDF膜结构和
与PVDF链形成紧密的缠结,可有效提高PvDF膜的力学性能,共混膜浸润性能提高。
关键词:聚偏氟乙烯多孔膜相转化
浙江大学硕士学位论文
formationofmembranes,themigrationofPMMAtothetoPsurfaeeofthemembraneimProved
thehydroPhilieity.
2.1实验试荆和仪器.……。.…“..-…”.....................……“”.“......……“”二”..……“二”..”....……“..........................……16
2.1.1主要原料和试剂...............................................................................................................................……16
1.5.1课题研究的意义..............................................................……,............................................……,.......……14
聚偏氟乙烯(PvDF)膜由于其优良的可加工性、化学稳定性、孔径可控和耐热性能
而广泛地应用于微滤和超滤工程。但是由于PVDF膜表面疏水性强,尤其是应用在油水分
离、蛋白质水质分离等方面时,容易产生吸附污染。有效的亲水化改性就成为PvDF膜研
究中的重要课题。本文通过浸没沉淀法制备PvDF膜,考察了制膜条件与PvDF膜结构和
与PVDF链形成紧密的缠结,可有效提高PvDF膜的力学性能,共混膜浸润性能提高。
关键词:聚偏氟乙烯多孔膜相转化
浙江大学硕士学位论文
formationofmembranes,themigrationofPMMAtothetoPsurfaeeofthemembraneimProved
thehydroPhilieity.
2.1实验试荆和仪器.……。.…“..-…”.....................……“”.“......……“”二”..……“二”..”....……“..........................……16
2.1.1主要原料和试剂...............................................................................................................................……16
《表面改性技术》课件
表面改性技术的实 例分析
热处理：通过加热和冷却，改变金属材料的表面性能 涂层：在金属表面涂覆一层保护层，提高耐磨性、耐腐蚀性和抗氧化性 电化学处理：通过电化学反应，改变金属表面的化学成分和结构 激光处理：利用激光束照射金属表面，改变其表面性能和微观结构
实例：聚四氟乙烯（PTFE）表面改性 目的：提高耐磨性、耐腐蚀性和耐热性 方法：化学气相沉积（CVD）、等离子体增强化学气相沉积（PECVD）等 应用：航空航天、汽车、电子等领域
原理：利用高能粒子轰 击材料表面，使其发生 化学反应或物理变化， 形成新的表面层
特点：可以在低温 下进行，对材料表 面无破坏，可形成 多种表面层
应用：广泛应用于 金属、陶瓷、塑料 等材料的表面改性
优点：可以提高材 料的耐磨性、耐腐 蚀性、导电性等性 能
原理：利用电化学反应，在表 面形成一层具有特定性质的薄 膜
添加标题
表面改性：通过改变复合材料表面的物理、化学性质， 提高其性能
添加标题
表面改性方法：化学气相沉积（CVD）、等离子体增强化 学气相沉积（PECVD）、激光表面处理等
表面改性技术的发 展趋势和未来展望
环保型表面改性技 术：减少有害物质 排放，提高环保性 能
纳米表面改性技术： 提高表面性能，增 强表面功能
改性目的：提高材料的耐磨性、 耐腐蚀性、抗老化性等性能
改性方法：化学改性、物理改 性、复合改性等
改性效果：提高材料的表面性 能，延长使用寿命
应用领域：汽车、电子、建筑、 医疗等行业
添加标题
复合材料：由两种或两种以上不同性质的材料组成的材 料
添加标题
实例：碳纤维增强复合材料（CFRP）
添加标题
表面改性效果：提高复合材料的耐磨性、耐腐蚀性、导 电性等性能
新型分离技术复习重点
学渣根据老师讲的重点整理出来的，希望对大家有用考试题型填空20分共10题简答20分共4题设计20题共2题（其中一题双极膜3室制备酸碱，图、原理，另外一题净水器5级结构百度上有）计算40分共3题第一章1.分离技术的定义分离技术是指利用物理、化学或物理化学等基本原理与方法将某种混合物分成两个或多个组成彼此不同的产物的一种手段。
2.分离技术的作用于意义（1）分离技术在过程工程中的意义：分离工程通常贯穿在整个生产工艺过程中，包括从原料、产物和副产物中脱除杂质；循环物料的分离；从废物中脱除污染物，是获得最终产品必不可少的一个重要环节，也是化学家和化学工程师必须具备的基本知识。
（2）在日常生活中的作用：饮用水、自来水大多都通过对来自江河湖海的水处理后获得的；每天食用的果汁、生啤、白糖、食言等分别通过蒸发、膜虑、结晶、电渗析等方法制得；每天开车所用的汽油、煤油等都是通过对原油加氢反应除去硫磺并经分馏制得的。
（3）在环境中的保护作用：家庭生活污水所含成分十分复杂，直接排放将会严重污染环境，需通过富集、吸收、降解或转化等方式将有毒、有害污染物除去。
（4）在人类健康与保健中的作用：分离技术在医疗上做出杰出的贡献，人工肾、人工肺人工肝具有的功能都是利用膜的筛分作用通过透析、滤过方法净化血液、供氧和去除CO2使血液氧合，或通过置换等，达到调节人体平衡、维持生活、延长寿命的目的。
（5）在能源再生与新能源利用方面的作用。
3．分离剂的概念加到分离系统中使过程得以实现的能量或物质。
4.三大类新型分离技术第一类——对传统技术或方法加以改良的分离技术：超临界流体萃取、液膜萃取、双水相萃取以及色谱分离等；第二类——基于材料科学发展形成的分离技术：反渗透、超滤、气体渗透、渗透汽化等膜分离技术；第三类——膜与传统分离相结合形成的分离技术：膜吸收、膜萃取、亲和超滤、膜反应器等。
第二章计算题都在这一章1.第一种类型：混合熵（作业有做过）∆S mix＝－R n i lnx i摩尔混合熵的计算：∆S0mix =S mix /n(n为体系的总摩尔数)=－R x i lnxi（这只是PPT里的例题）分离理想气体或溶液的最小功（W min ）W min = T S∆mix• 摩尔最小功W o min =T∆S o mix -=RT∑x i ln x i2.第二种类型题：渗透压π=C R T (非电解质溶液) π是渗透压单位KPa C单位是mol/L(一定要换成mol/L)π=RT∑ C i(电解质溶液) C i为水中离子的浓度注意离子的下标当溶液的浓度增大时，溶液偏离理想程度增加，对电解质水溶液常需引入渗透压系数来校正偏离程度。
PVDF膜改性与及其在水处理中的应用解析
总结与展望
PVDF 有机膜的改性方法众多，各有优缺点 。 大量研 究表明，共混改性由于成本较低，改性膜的综合性能得到 提高，极具可操作性，因而前景广阔 。 随着各学科的交 叉发展，有许多新兴的改性技术得到广泛研究，但是多数 研究还只是停留在实验室阶段 。 因此，今后的研究方向 应该针对污 、 废水不同的特点，考查 PVDF改性膜在工程 应用中的综合性能 。 由于目前改性后的膜普遍缺乏一定 的稳定性，所以要加强对成膜的动力学和热力学机理的研 究，同时进一步加强膜改性与膜清洗有机结合的研究，能 够在增强膜法水处理各项指标的基础上，有效地控制膜污 染程度 。
辐射表面接枝改性
通过高能射线福射来引发膜表面单体接枝聚合 左丹英等通过高能电子束辖照PVDF基膜,将丙稀酸和苯乙稀磺酸钠混合溶液与福照过 的PVDF膜反应,得到了既含有羧酸基团又含有礎酸基团的PVDF亲水膜。
PVDF膜表面改性方法
等离子体表面改性
PVDF 超滤膜的低温等离子体改性是先用低温等离子体照射膜来产生活性自 由基，再将亲水性物质接枝到膜表面以达到改性的目的。 Mariana等用Ar等离子体对PVDF膜表面进行改性,脱除PVDF链上的HF,同时将
度范围为-50～150℃。由于 C-F 键长短，键能高（486KJ·mol-1），故具有耐
酸碱腐蚀性、抗紫外光辐照性、良好的化学稳定性和较大的机械强度。
PVDF
PVDF中空纤维膜
PVDF结构式
PVDF膜表面改性方法
PVDF膜疏水性特别强，在蛋白类药物富集、提纯和油水分离及过程中应用时 容易产生严重污染，使膜的通量产生较大幅度的下降，使其在相关领域的应用中
目前,PVDF的共混改性主要包括与高聚物共混改性和与无机小分子共混改性。
2-纤维材料的改性方法
接枝效率=
接枝在聚合物上的单体质量
×100%
接枝在聚合物上的单体质量+接枝单体均聚物质量
在链转移接枝中，影响接枝效率的因素：引发剂、聚合物 主链结构、单体种类、反应配比及反应条件等。
一般认为，过氧化物苯甲酰（BPO）的引发效率比偶氮二 异丁氰（AICH
OCCH3 O
2.活性基团引入法
原理：首先在聚合物的主干上导入易分解的活性基团，然后 在光、热作用下分解成自由基与单体进行接枝共聚。
H CC H2
Br
CC H2
hv
CC H2
BBB
CC H2
nB
叔碳上的氢很容易氧化，生成氢过氧化基团，进而分解为自由 基，由此可利用聚对异丙基苯乙烯支取甲基丙烯酸甲酯接枝物。
甲基丙烯酸甲酯接枝物
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即 采用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也 就是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域 中应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
界面聚合反渗透复合膜材料及其表面修饰
Ｌ ｅ［ 采用相转化法 制备 的世界上 第一张高 通量 ｏｂ ］ 。
和 高脱 盐 率 的醋 酸纤 维素 不 对称 反 渗 透 膜 ； １７ 而 ９８ 年 Ｃ ｄ ｔｅ ｌ发 明 的复 合 反 渗 透 膜 （ Ｆ ａｏｔ 等 ３ ］ Ｔ Ｃ—Ｒ ， Ｏ） 则 极 大地 推动 了反 渗 透 技 术 的进 步 与 推 广 应 用．目
收稿 日期 ： ００１ —５ ２ １ —２２
要求 ， 开发 了 ３ 种关键功能单体 ， 分别是 ５ 氧 甲酰 一 氯 一异 酞 酰 氯 （ ＦＣ）９、 ～异 氰 酸 酯 异 酞 酰 氯 Ｃ Ｉ ＿ ５ ］
（Ｃ Ｃ ［Ｊ １３ ５ ＩＩ ） 和 ， ， 一环 己烷 三 甲 酰氯 （ ＨＴ ［］ Ｃ Ｃ）ｎ ，
合膜实施了严格 的专利保护． 我们根据界面聚合反
应 特点 （ 应速 度 快 、 应 主 要 在 有 机 相侧 进 行 、 反 反 反 应 存在 自终止 现象 等 ） 以及 反 渗 透 过 程 对 膜 材 料 的
性技术． 因而 ， 功能单体、 膜微结构加工技术 以及膜 材料表面改性技术是高性能界面聚合反渗透复合膜 材料 开发 的关 键 与 重点 ［． 文 针 对 我 国反 渗 透 复 ８本 ］ 合膜材料研究领域存在的膜材料品种单一 、 膜性能
第３ 期
俞 三传 ： 面聚合反渗透复合膜材料 及其表面修饰 界
表１ 为界面聚合反渗透复合膜表面元素组成．
。
ｃｏｏＨ
ｏ
。ｃ ｃｌ Ｃ ０
／ 足
Ｃ ＦＣ ∞Ｉ
眦
ｏｌ ｃ
表２ 给出了相 同条件下制备的三类反渗透复合 膜 以及 ＭＰ 与 Ｔ Ｄ ＭＣ反应 制 备 的芳 香 聚酰 胺 反 渗
１ 界 面聚合反渗透 复合膜材料
材料表面改性
等电磁波能量使气体电离产生等离子体。（4）利用核聚 变等高能粒子轰击使气体电离的方法产生等离子体。
第39页，此课件共42页哦
4，离子渗氮
当辉光放电介质采用 含氮气体时，即可进行离 子渗氮。
第40页，此课件共42页哦
5，等离子渗碳原理
第41页，此课件共42页哦
完
祝大家周末愉快！！
第42页，此课件共42页哦
第13页，此课件共42页哦
3，淬火中的冷却
（1）喷射冷却法；（2）浸液冷却法
第14页，此课件共42页哦
四，化成热处理
1，概念，扩散机理，参数性能评估 2，钢的渗碳 3，钢的渗氮 4，碳氮共渗
第15页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
化学热处理是表面合金化与热处理相结 合的一项工艺技术，改变表层化成成分和组 织。（表面淬火指改变表层的组织）
第19页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
3，扩散过程 纯扩散，可在母相金属中形 成无限固溶体（间隙、置换固溶体）
第20页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
4，扩散过程的影响因素
主要影响因素为扩散系数：
一，温度影响
D = D0 e -Q/RT （ D0为扩散常数，R为气体常数，T为热力学温度，Q为扩散激活）
第35页，此课件共42页哦
五，离子化学热处理
1，定义 2，等离子简介 3，等源自子的获得方法 4、离子化学热处理过程
第36页，此课件共42页哦
1，定义
离子化学热处理是利用稀薄气体的辉光 放电现象加热工件表面和电离化学热处理介 质，实现在金属表面渗入欲渗元素的工艺。
第37页，此课件共42页哦
第39页，此课件共42页哦
4，离子渗氮
当辉光放电介质采用 含氮气体时，即可进行离 子渗氮。
第40页，此课件共42页哦
5，等离子渗碳原理
第41页，此课件共42页哦
完
祝大家周末愉快！！
第42页，此课件共42页哦
第13页，此课件共42页哦
3，淬火中的冷却
（1）喷射冷却法；（2）浸液冷却法
第14页，此课件共42页哦
四，化成热处理
1，概念，扩散机理，参数性能评估 2，钢的渗碳 3，钢的渗氮 4，碳氮共渗
第15页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
化学热处理是表面合金化与热处理相结 合的一项工艺技术，改变表层化成成分和组 织。（表面淬火指改变表层的组织）
第19页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
3，扩散过程 纯扩散，可在母相金属中形 成无限固溶体（间隙、置换固溶体）
第20页，此课件共42页哦
1，概念，扩散机理，参数性能评估
4，扩散过程的影响因素
主要影响因素为扩散系数：
一，温度影响
D = D0 e -Q/RT （ D0为扩散常数，R为气体常数，T为热力学温度，Q为扩散激活）
第35页，此课件共42页哦
五，离子化学热处理
1，定义 2，等离子简介 3，等源自子的获得方法 4、离子化学热处理过程
第36页，此课件共42页哦
1，定义
离子化学热处理是利用稀薄气体的辉光 放电现象加热工件表面和电离化学热处理介 质，实现在金属表面渗入欲渗元素的工艺。
第37页，此课件共42页哦
陶瓷膜材料的制备与应用考核试卷
A.分离过程
B.反应过程
C.萃取过程
D.所有以上选项
16.下列哪种方法不能去除陶瓷膜污染？（）
A.物理清洗
B.化学清洗
C.生物清洗
D.提高过滤速度
17.陶瓷膜在能源领域的应用主要是哪些？（）
A.氢能制备
B.燃料电池
C.太阳能电池
D.所有以上选项
18.下列哪种陶瓷膜制备方法具有较高生产效率？（）
A.溶胶-凝胶法
C.氢能制备
D.燃料催化
11.以下哪些情况可能导致陶瓷膜损坏？（）
A.过度清洗
B.高温使用
C.化学腐蚀
D.机械冲击
12.陶瓷膜在食品工业中的应用包括以下哪些？（）
A.膜分离
B.浓缩
C.发酵
D.冷却
13.以下哪些材料常用于陶瓷膜的支撑结构？（）
A.不锈钢
B.玻璃纤维
C.聚合物
D.陶瓷
14.陶瓷膜在化工过程中的应用包括以下哪些？（）
B.挤压成型法
C.熔融盐法
D.激光刻蚀法
19.陶瓷膜在电子领域的应用主要是哪些？（）
A.集成电路制造
B.显示器件制造
C.光电器件制造
D.所有以上选项
20.下列哪种材料适合作为陶瓷膜表面改性材料？（）
A.氧化铝
B.硅橡胶
C.碳纳米管
D.聚乙烯
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
C.机械清洗
D.热清洗
18.陶瓷膜在医药领域的应用包括以下哪些？（）
A.药物释放
B.细胞培养
C.人工器官
D.外科手术
19.以下哪些是提高陶瓷膜抗污染能力的有效方法？（）
B.反应过程
C.萃取过程
D.所有以上选项
16.下列哪种方法不能去除陶瓷膜污染？（）
A.物理清洗
B.化学清洗
C.生物清洗
D.提高过滤速度
17.陶瓷膜在能源领域的应用主要是哪些？（）
A.氢能制备
B.燃料电池
C.太阳能电池
D.所有以上选项
18.下列哪种陶瓷膜制备方法具有较高生产效率？（）
A.溶胶-凝胶法
C.氢能制备
D.燃料催化
11.以下哪些情况可能导致陶瓷膜损坏？（）
A.过度清洗
B.高温使用
C.化学腐蚀
D.机械冲击
12.陶瓷膜在食品工业中的应用包括以下哪些？（）
A.膜分离
B.浓缩
C.发酵
D.冷却
13.以下哪些材料常用于陶瓷膜的支撑结构？（）
A.不锈钢
B.玻璃纤维
C.聚合物
D.陶瓷
14.陶瓷膜在化工过程中的应用包括以下哪些？（）
B.挤压成型法
C.熔融盐法
D.激光刻蚀法
19.陶瓷膜在电子领域的应用主要是哪些？（）
A.集成电路制造
B.显示器件制造
C.光电器件制造
D.所有以上选项
20.下列哪种材料适合作为陶瓷膜表面改性材料？（）
A.氧化铝
B.硅橡胶
C.碳纳米管
D.聚乙烯
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
C.机械清洗
D.热清洗
18.陶瓷膜在医药领域的应用包括以下哪些？（）
A.药物释放
B.细胞培养
C.人工器官
D.外科手术
19.以下哪些是提高陶瓷膜抗污染能力的有效方法？（）
2 纤维材料的改性方法
39
用PEG作为抗静电剂，PEG-PET作为相容剂，进行PET、PEG、 PEG-PET三元共混纺丝，可以减少PEG的用量，获得持久的抗静电 效果。也可在PEG-PET共聚体中再加入第三共聚体——聚氧化乙烯 醚（PON），形成嵌段共聚(酯一醚)型抗静电剂，再与PET共混纺丝， 制得具有抗静电性能的改性涤纶。
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即采 用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也就 是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域中 应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
+R
CH2CH
OCCH2 O
+ RH
如聚合物主链上同时有几种可以夺取的氢，则接枝点往往 是在酯基的甲基上。
通过化学引发剂BPO引发接枝4-乙烯基吡啶，对聚丙烯纤维进行 表 面 改 性 。B PO 分 解 为初 级 自 由 基 ( C 6 H 5 COO · )或 次 级 自 由基 (C6H5 ·)，这些自由基可直接从聚丙烯主链夺取氢原于而产生能够进 行接枝的大分子链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接技：
用PEG作为抗静电剂，PEG-PET作为相容剂，进行PET、PEG、 PEG-PET三元共混纺丝，可以减少PEG的用量，获得持久的抗静电 效果。也可在PEG-PET共聚体中再加入第三共聚体——聚氧化乙烯 醚（PON），形成嵌段共聚(酯一醚)型抗静电剂，再与PET共混纺丝， 制得具有抗静电性能的改性涤纶。
侧连含有那些容易受辐射照激发产生自由基的结构，如：
3.功能基反应法
含有侧基功能基的聚合物，可加入端基聚合物与之反应形成 接枝共聚物
优点：接枝效率高，接枝的聚合度则由端基聚合物的聚合度决 定，所以这种接枝方法可用于高分子材料的分子设计和合成。
4.其它方法-大单体技术合成接枝共聚物
近40年的研究表明，人们可以合成设计的接枝共聚物，即采 用大分子单体与小分子单体共聚合成规整接枝共聚物，也就 是大单体合成接枝共聚物的技术，这使其不仅在化学领域中 应用广泛，在医学、工程材料等领域也有独特的应用。
经接枝改性后，纤维的超分子结构受到某种程度的破坏．强度有所降 低，伸长率增加，手感变差，但通常对纤维制品的服用性能影响不大。
26
嵌段共聚改性
一.基本原理 定义：嵌段共聚物分子链具有线型结构，是由至少两种以上 不同单体聚合而成的长链段组成。嵌段共聚可以看成是接枝 共聚的特例，其接枝点位于聚合物主链的两端。 嵌段共聚物可分为三种链段序列基本结构形式：
+R
CH2CH
OCCH2 O
+ RH
如聚合物主链上同时有几种可以夺取的氢，则接枝点往往 是在酯基的甲基上。
通过化学引发剂BPO引发接枝4-乙烯基吡啶，对聚丙烯纤维进行 表 面 改 性 。B PO 分 解 为初 级 自 由 基 ( C 6 H 5 COO · )或 次 级 自 由基 (C6H5 ·)，这些自由基可直接从聚丙烯主链夺取氢原于而产生能够进 行接枝的大分子链自由基，进而引发单体进行聚合，产生接技：