高分子材料在水净化中的应用研究
高分子薄膜的制备及其应用研究
高分子薄膜的制备及其应用研究高分子材料在当今的工业和科学领域中发挥着重要的作用。
其中，高分子薄膜作为一种重要的材料形式，在电子、光电子、生物医学、环境保护等领域中有着广泛的应用。
因此，对高分子薄膜的制备及其应用研究具有重要的意义。
一、高分子薄膜的制备方法1、溶液旋转涂敷法溶液旋转涂敷法是制备高分子薄膜的一种常用方法。
它通常通过将高分子物质溶解在溶剂中，将溶液滴在基材上，并利用旋转涂敷机器快速旋转以移除溶剂，形成平坦且均匀的薄膜。
这种方法简单易行、可控性强，可以制备出具有不同厚度和形貌的高分子薄膜，很适合于小批量制备和工艺优化。
2、静电纺丝法静电纺丝法是制备高分子薄膜的另一种方法。
该方法通过将高分子物质溶解在溶剂中，并利用静电纺丝机器施加高电压，将溶液从微细孔洞中拉伸出纤维。
在拉伸的过程中，由于蒸发速度的快慢，纤维表面的溶剂被部分挥发，从而形成具有孔隙结构的薄膜。
这种方法制备的薄膜具有高比表面积和多孔结构，适用于生物医学等领域。
二、高分子薄膜的应用研究1、电子领域高分子薄膜在电子领域中有着广泛的应用。
例如，在新型平板显示器中，高分子薄膜被用作液晶显示器的屏幕背光剂，能够在灯光下提供清晰的图像。
此外，高分子薄膜还被用作光电器件的绝缘材料和包裹保护材料，以防止化学腐蚀和水蒸气侵入。
2、光电子领域高分子薄膜在光电子领域中也有着重要的应用。
例如，高分子薄膜可以用作太阳能电池的光敏材料，将光能转化为电能。
此外，高分子薄膜还广泛应用于有机发光二极管（OLED）中，用于提供高效的发光材料。
3、生物医学领域高分子薄膜在生物医学领域中的应用也日益增多。
例如，高分子薄膜可以用作生物传感器的支撑材料，在诊断和治疗疾病方面具有重要的作用。
此外，高分子薄膜还可用作药物缓释材料，控制药物的释放速率和浓度，从而提高药物的疗效和安全性。
4、环境保护领域高分子薄膜在环境保护领域中也具有广泛的应用。
例如，高分子薄膜可以用作水处理中的隔离膜，使污染物得以过滤出去。
壳聚糖在水处理中的应用
壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展田清源，费梦飞山东农业大学化学与材料科学学院摘要：介绍了壳聚糖的结构、性质及其在水处理中的应用原理，综述了壳聚糖与粘土、二氧化硅、无机高分子絮凝剂及其它无机材料复合得到的壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展，提出未来的发展应加强处理机理的研究、对重金属离子外的其它无机物和有机物的处理研究以及产业化应用研究。
壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＴＳ）是唯一一种碱性天然多糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物。
壳聚糖分子链上存在大量的氨基和羟基，具有很高的反应活性，同时还具有良好的生物相容性、无毒性和生物可降解性，此外，壳聚糖还是天然的高分子絮凝剂，作为吸附剂和絮凝剂在水处理领域具有很好的应用前景。
鉴于壳聚糖在酸性溶液中易溶解、沉降慢、稳定性差，片状和粉状的壳聚糖使其再生、贮存很不方便，通常人们将其改性、交联制成如微球、多孔小珠等树脂产品，但是在乳化交联过程中，交联剂的用量直接影响着微球的机械性能和饱和吸附量，两者难以兼顾，因此，壳聚糖树脂微球的性能仍不够理想。
近年来，随着聚合物／无机杂化材料研究的发展，壳聚糖／无机物复合材料的制备和性能的研究进展很快。
无机物与壳聚糖的复合，一方面改善了壳聚糖材料的机械性能，另一方面又赋予壳聚糖新的功能，对于提高壳聚糖的应用价值意义重大［１］。
作者在此对壳聚糖基复合材料在水处理方面的应用研究进展进行了综述。
１壳聚糖的结构和性质壳聚糖是由β－（１→４）－２－氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺和β－（１→４）－２－乙酰氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺两种糖单元间隔连接而成的链状聚合物，分子量根据脱乙酰度的不同从数十万到数百万不等［２］。
壳聚糖分子链上分布着大量羟基、Ｎ－乙酰氨基和氨基，形成各种分子内和分子间的氢键，不仅是配位作用和反应的位点，同时也形成了壳聚糖大分子的二级结构［３］。
壳聚糖的结构式如图１所示。
图１壳聚糖的结构式壳聚糖分子链上丰富的羟基和氨基基团，使其具有许多独特的化学和物理性质。
纳米高分子材料
加强纳米高分子材料与生物学、医学、物理学等学科的交叉研究， 拓展应用领域。
绿色合成方法
开发环保、低成本的合成方法，降低生产成本，促进纳米高分子材 料的普及和应用。
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纳米高分子材料
目录 CONTENT
• 纳米高分子材料简介 • 纳米高分子材料的性能 • 纳米高分子材料的应用 • 纳米高分子材料的挑战与前景
01
纳米高分子材料简介
定义与特性
定义
纳米高分子材料是指由高分子链段聚 集而成的纳米级尺寸的颗粒或纤维， 具有优异的物理、化学和机械性能。
特性
纳米高分子材料具有高强度、高韧性 、耐磨、耐腐蚀、低密度、高电绝缘 性等特点，同时具有纳米尺寸效应和 宏观量子隧道效应。
抗疲劳性能
由于其纳米结构，纳米高 分子材料具有极高的抗疲 劳性能，能够在反复的应 力作用下保持性能稳定。
热学性能
高热稳定性
纳米高分子材料在高温下 不易分解和氧化，具有较 高的热稳定性。
低热膨胀系数
纳米高分子材料的热膨胀 系数较低，能够适应温度 变化，减少因温度变化而 产生的形变。
良好的隔热性能
纳米高分子材料能够有效 地阻挡热量的传递，具有 良好的隔热性能。
纳米高分子材料在药物输送、组织工程和医疗器 械等领域具有广阔的应用前景。
环保领域
纳米高分子材料可用于水处理、空气净化、土壤 修复等方面，具有环保价值。
电子信息产业
纳米高分子材料在电子器件、传感器、电池等领 域有广泛应用，市场潜力巨大。
未来发展方向
新材料设计
通过新材料设计和合成，提高纳米高分子材料的性能和功能。
04
纳米高分子材料的挑战与 前景
高分子调湿材料调湿性能的实验及应用研究
ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｗ｝ｌｉｃｈ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｅｎｔｒｅｌｉｎ ｃｌｏｓｅｄ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
北京工业大学 硕士学位论文 高分子调湿材料调湿性能的实验及应 姓名：李双林 申请学位级别：硕士 专业：热能工程 指导教师：马重芳
20040501
捅
整
摘要
空气佩度是一个与人们生活、生产密切相关的重要环境参数之一。 个合适 的湿度环境对人的健康，产品的生产以及物品的保存都具有十分重璺的作用。调 湿材料作为一种被动式调湿于段，具有调节湿度的作用，它不需要机械能源和机 械设备，依靠自身的吸湿放湿特性对空问｜＾ｊ的湿度进行调节。
Ｎｅｗ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｈａｔ ｃａｎ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｍ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ Ｇｏｏｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｐａｃｅ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ
第１露绪论
第１章绪论
１．１课题蕾荣和研究意义
｛。｛。１湿凄的耋要性
空气激度是一个与人们生活、生产密切相关的蕙要的环境参数。外界温度变 化是弓ｌ麓湿度炎纯的主薅原因，通过对瀣度和滠凄之闻稽互关系髂研究表明：如 果在密阉系统中没有任悄吸附与解析水分的物膜存在的话，当系统在短对间内濑 发由ｌＯ℃交彳七捌４０℃，系统肉豹褶对瀑度会降低鄯原来的ｌ／６，反避来同样鲡 ｉ逆。因辩耀麓滋度还受秘赛气袋（磐蔫攀粒旱攀）澎确较大，矮赛瀑瘦舞褰或袭 气候干燥，都会导致室内相对湿度下降；相反的，如聚室外温度下降或者多雨， 舞ｌ会导数室内空气湿度壤大。
碳纳米管的性能及其在海水淡化中的应用
碳纳米管的性能及其在海水淡化中的应用摘要碳纳米管是近年来国内外广泛关注的一类纳米材料，具有一维特征孔道结构，能够有效促进液体分子的传输速率，是理想的海水淡化膜分离材料。
通过将其引入到常用的海水淡化膜基质中，借以提高膜的分离性能，逐渐成为膜分离领域的一个研究热点。
结了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏中的应用研究现状并分析了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏应用中的挑战，探讨了碳纳米管在海水淡化膜分离材料中的应用潜力。
１碳纳米管的结构与功能Ｋｒｏｔｏ和Ｓｍａｌｌｅｙ于１９８５年首次发现了碳纳米管，直到１９９１年，由Ｉｉｊｉｍａ首次成功制备了碳纳米管。
碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯同轴缠绕而成的柱状或层套状的管状物，碳原子以ｓｐ２杂化为主并混有ｓｐ３杂化。
碳纳米管性能优异，在微电子、生物医药和聚合物复合材料加固等方面应用潜力巨大。
碳纳米管具有独特的本征空腔结构，输水能力超强，水分子在碳纳米管中的传输速度比理论计算的高出几个数量级。
Ｈｕｍｍｅｒ等采用分子动力学模拟水分子在碳纳米管中的流动行为，并提出了水分子在碳纳米管中的快速输送机理：首先，水分子在碳纳米管内部形成强力、规则的氢键，利于水分子快速通过；其次，碳纳米管内腔疏水、无极性，与水分子之间的相互作用非常弱，水分子能够无摩擦地通过碳纳米管。
Ｔｈｏｍａｓ等通过研究水分子在不同直径和长度的碳纳米管内的传输动力学，证明碳纳米管的内径对水分子的传输速度起决定作用。
随着内径的增大，水分子在碳纳米管中的构型逐渐由线性链变为堆叠五边形和六边形，最后成为无规则水流（见图１）。
当碳纳米管内径为０．８３ｎｍ时，水分子成线性链，流速达到最大。
脱盐效果优异是碳纳米管在膜分离技术应用中的另一个重要性能。
碳纳米管的内径和尺寸排阻效应与毛细管行为的临界尺寸相当，能够在内壁形成能垒，只允许水分子通过，而水合离子则需要克服能垒后通过。
碳纳米管的内径对离子截留率的影响至关重要，当内径由０．６６ｎｍ增大到０．９３ｎｍ时，脱盐率由１００％降低到９５％。
高吸水树脂的吸水原理
高吸水树脂的吸水原理
高吸水树脂是一种具有高吸水性能的高分子材料，其吸水原理主要基于其特殊的分子结构和化学性质。
首先，高吸水树脂的分子链通常具有高度的交联结构，使得分子间的空隙较小，不易产生结晶。
这种结构使得树脂具有较好的弹性和可塑性，同时也有利于提高树脂的吸水性能。
其次，高吸水树脂分子中通常含有大量的亲水基团，如羧基、羟基、氨基等。
这些基团可以与水分子形成氢键，从而产生强烈的吸水作用。
当树脂与水接触时，水分子的极性基团与树脂的亲水基团相互作用，使得水分子被吸附在树脂的分子链上，形成一种类似凝胶的结构。
此外，高吸水树脂的吸水性能还与其内部的交联程度有关。
适当的交联程度可以使树脂在吸水膨胀时保持一定的弹性，从而更好地承受外部压力。
同时，适当的交联程度也可以控制树脂的吸水速率和吸水量，以满足不同应用场景的需求。
总的来说，高吸水树脂的吸水原理是基于其特殊的分子结构和化学性质，通过与水分子形成氢键等相互作用力，将水分子吸附在树脂的分子链上，形成类似凝胶的结构。
这种吸水作用使得高吸水树脂在多个领域都有着广泛的应用，如农业、医疗、环保等。
在农业领域，高吸水树脂可以用于土壤改良、节水灌溉等方面，以提高农作物的生长效率和抗旱能力。
在医疗领域，高吸水树脂可以用于制造吸收性卫生用品、药物控释载体等方面，以提高产品的舒适度和治疗效果。
在环保领域，高吸水树脂可以用于污水处理、水质净化等方面，以提高水质处理的效率和效果。
因此，对高吸水树脂的吸水原理进行深入研究，有助于更好地开发和应用这种具有重要应用价值的高分子材料。
水溶性高分子及其应用
水溶性高分子及其应用马建常州轻工职业技术学院 10线缆331 1013433138摘要：水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。
它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。
本文主要论述了水溶性高分子材料的概念、分类、功能和应用、以及研究发展现状及前景。
关键词：水溶性 高分子 发展应用1、 水溶性高分子的概念水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。
通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。
在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。
亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；② 阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。
2、分类a 、按来源分类1 ）天然水溶性高分子。
天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。
许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。
2）半合成水溶性高分子 。
这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。
用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉（如阳离子淀粉）。
3）合成水溶性高分子。
此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。
b 、按分子量分类可分为低分子量、高分子量、超高分子量C 、按用途分类可分为驱油剂（聚丙烯酰胺、改性淀粉、瓜胶），絮凝剂（聚丙烯酸、改性纤维素、壳聚糖）3、功能水溶性聚合物中的亲水基团不仅使其具有水溶性，而且还具有化学反应功能，以及分散、絮凝、增粘、减阻、粘合、成膜、成胶、螯合等多种物理功能。
水溶性高分子材料的几种主要功能是：1） 水溶性，水是最廉价的溶剂，来源广，无污染。
单宁在高分子材料中的应用研究进展
单宁在高分子材料中的应用研究进展邹婷;彭志远【摘要】综述了单宁制备酚醛树脂、聚氨酯材料、絮凝剂、凝胶材料及单宁改性高分子材料的研究进展.研究单宁的加工与利用技术,对于开发新型生物质基高分子材料,实现单宁的高值化利用,具有积极意义.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2015(044)012【总页数】4页(P2308-2311)【关键词】单宁;酚醛树脂;聚氨酯;凝胶;絮凝剂【作者】邹婷;彭志远【作者单位】吉首大学化学化工学院,湖南吉首416000;吉首大学化学化工学院,湖南吉首416000【正文语种】中文【中图分类】TQ35植物单宁，又名鞣质或植物鞣质，是一类广泛存在于植物体内的多羟基酚类物质，其资源丰富，是产量仅次于纤维素、木质素的林副产品［1］。
按其化学结构可以分为缩合单宁和水解单宁。
缩合单宁是以黄烷-3-醇为基本结构单元的缩合物，如落叶松、黑荆树和坚木的树皮中所含单宁均属缩合单宁。
水解单宁是倍酸及其衍生物与葡萄糖或多元醇主要通过酯键形成的化合物，如五倍子、橡碗单宁均属水解类单宁。
植物单宁的多元酚结构赋予它一系列独特的化学活性和生理活性，如能与蛋白质、生物碱、多糖结合，使其物理、化学行为发生变化;能与多种金属离子发生络合或静电作用;具有还原性和捕捉自由基的活性等［2-4］。
将单宁与高分子材料结合，能赋予高分子材料许多新特性，产生许多新用途［5-7］。
本文综述了植物单宁制备酚醛树脂、聚氨酯、凝胶材料、絮凝剂等高分子材料及单宁改性高分子材料方面的研究进展。
1 单宁基高分子材料1.1 单宁基酚醛树脂酚醛树脂是由苯酚或其同系物(如甲酚、二甲酚)与甲醛缩合得到的树脂，在涂料、隔热材料、木材胶黏剂等方面具有广泛的应用。
缩合单宁的A环多为间苯酚结构，可以代替苯酚等酚类物质与醛类发生酚醛缩合反应制备酚醛树脂［8］。
占均志等［9］以马占相思栲胶、苯酚、甲醛为原料，通过共缩聚反应制备了单宁酚醛树脂胶黏剂。
该胶黏剂性能稳定，贮存期达80 d 以上;胶合强度较高，压制的三层胶合板强度达1. 37 MPa，达到国家标准(GB/T 14732—2006)Ⅰ类胶合板的要求。
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高分子材料在水净化中的应用研究
随着生产和生活方式的改变，水污染问题愈发严重。
稀土、石油等所使用的化
学药剂并不能完全达到清除水中杂质之目的，反而造成了更大的环境负荷。
因此，高分子材料作为一种新型的材料，在水净化行业中引起了广泛关注。
高分子材料的应用使得水净化技术得到了提升，具有很大的应用前景。
一、高分子材料的选择
现阶段，在水净化中，高分子材料的选择是很关键的。
高分子材料是由大量重
复结构单元组成的聚合物，其外观通常呈现出网状、薄膜状、颗粒状等多种形态。
高分子材料的化学性质和物理性质对净化水质起到了关键的作用。
目前应用较多的高分子材料主要是天然高分子和合成高分子。
在水净化中，天然高分子较为常见的有木质素、淀粉、蛋白质、天然橡胶等，而合成高分子中以聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚苯乙烯等为主要材料。
二、高分子材料在水净化中的应用
1. 水溶性高分子
水溶性高分子是一种主要应用于净化和处理生活用水的高分子材料。
其原理是
在水中形成胶体，被处理的水中杂质和污染物能够吸附在高分子材料形成的凝胶表面。
水溶性高分子的理化性质和充电特性对于它的分散和凝胶化处理具有很大的影响。
目前应用较多的水溶性高分子有聚丙烯酰胺、壳聚糖等。
2. 杂质吸附型高分子
高分子材料中的大部分是由具有氮、氧、硫等原子所构成的高分子功能基组成的。
其中的氮、氧等原子可以具有吸附某些金属离子或者部分有机物的能力。
因此，通过改变高分子的功能基，可以使得高分子具有吸附杂质的能力。
应用较多的杂质吸附型高分子有聚二甲基丙烯酸、P(AMP)等。
3. 膜材料型高分子
膜材料型高分子是一种通过将高分子材料制成薄膜而应用于水净化领域的一种
材料。
通过制备高分子薄膜，可以将其应用到某些特定性能要求较高的场所。
例如，需要对水进行高效挂膜的场合。
膜材料型高分子可以起到筛选、分离等作用，从而实现对污染物质的清除。
目前应用较多的膜材料型高分子有聚乙烯醇、聚丙烯、聚氯乙烯等。
三、高分子材料应用的优势
高分子材料在水净化中的应用，其最大的优势在于其适应性很强。
要净化的水
可以包括一些特殊的成分，如溶解的气体、悬浮固体、杂质等等。
高分子材料可以根据不同水质与污染物的不同适应性进行选择，在水净化中具有很高的灵活性。
同时，高分子材料能够承受很高的溶液浓度和流率，且使用较为安全稳定。
四、高分子材料应用的展望与发展
高分子材料在水净化中的应用，未来将会有更好的应用展望与发展。
首先，随
着科技的发展，高分子材料制备技术将会得到更好地完善，其应用范围将会更加广泛。
其次，高分子材料还可以与其它种类的材料结合，从而实现更为复杂的污染物处理要求。
最后，绿色环保也是高分子材料未来发展的方向之一，随着绿色环保的推广和普及，高分子材料在水净化领域的应用将逐步被更多人所认可。
总之，高分子材料在水净化中的应用研究，一定程度上是目前环保行业中的一
个乐观方向之一。
如果在未来高分子材料得到更加深入的研究，将会对净化水体质量有着非常大的贡献。
相信随着科技的不断进步以及高分子材料应用技术的完善，高分子材料在水净化中的应用会更加完美和稳定。