导电高分子 可降解高分子 高分子吸附剂 高分子功能膜 生物医用高分子ppt课件

1、出路光明的功能高分子.鲨鱼皮泳衣 轻便赛车.波音757AV8B鹞式飞机 .内容概要功能高分子资料简介几种类型的高分子资料 导电高分子 可降解高分子 高分子吸附剂 高分子功能膜 生物医用高分子.什么是功能高分子? 普通说来，利用其力学性能的高分子，称为普通高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性能以外性能的高分子，叫做功能高分子。功能高分子FP,Functional Polymer普通带有官能团，化学构造较复杂，因此，难以按化学构造来分类，普通按照其功能来分类。.按照功能来分类:1.化学功能 离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化复原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分

2、解性高分子等 2.物理功能 导电性高分子包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体、高介电性高分子包括高分子驻极体、高分子压电体、高分子光电导体、高分子光生伏打资料、高分子显示资料、高分子光致变色资料等； .3.复合功能 高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子外表活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等 4.生物、医用功能 抗血栓、控制药物释放和生物活性等 .按照功能特性通常可分成以下几类：1分别资料和化学功能资料2电磁功能高分子资料3光功能高分子资料4生物医用高分子资料 从制造和构造的角度思索： 构外型功能高分子 复合型功能高分子 . 种

3、 类 功 能 特 性 应 用 示 例1.分离材料和化学功能高分子材料高分子分离膜和气液交换膜 传质作用 化工、制药、海水淡化、冶金离子交换树脂和交换膜 离子交换作用 化工、制药、水净化高分子催化剂和高分子固定酶 催化作用 化工、食品加工、生物工程高分子试剂 反应性 农药、医用、环保贮氢材料 吸着作用 化工、能源高吸水性材料 吸着作用 农业、纸制品2.电磁功能高分子材料导电高分子材料 导电性 防静电材料、屏蔽材料、固体电 解质材料、面状发热体高分子半导体 导电性 电子技术和电子器件光导电材料 光电效应 电子照相、光电池、传感器压电高分子 力电效应 开关材料、仪器仪表测量材料 机器人触感材料高分子

4、磁性体 导磁作用 塑料磁石、磁性橡胶、中子吸收 微型电机磁性记录材料 磁性转换 磁带、磁盘电致变色材料 光电效应 显示、记录 .种 类 功 能 特 性 应 用 示 例3.光功能高分子材料光致变色、显示和发光材料 光色、光电效应 自动调节光线明暗 的太阳镜和窗玻璃 等、显示、记录液晶高分子 偏光效应 显示、连接器荧光高分子材料 光化学作用 情报处理、荧光染料光降解高分子材料 光化学 环境保护光盘基板材料 光学原理 高密度记录和贮存信息4.生物医用高分子材料人工器官材料 仿人体功能与替代 人体脏器 修补作用药物高分子 药理作用 治疗动脉硬化、抗血栓降解性缝合材料 化学降解 非永久性外科材料.导电高

5、分子资料 2000年10月10日，瑞典皇家科学院宣布了2000年诺贝尔化学奖获得者，美国加利福尼亚大学的物理学家艾伦.J.黑格教授、美国宾夕法尼亚大学的化学家艾伦.G.马克迪亚米德教授和日本筑波大学的化学家白川英树教授，由于他们发现了导电塑料。掺杂聚乙炔.几种导电高分子的掺杂情况. 复合型导电高分子资料是以有机高分子资料为基体,参与一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类资料兼有高分子资料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合资料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价钱低等优点。 复合型导电高分子所采用的复合方法主要有

6、两种:一种是将亲水性聚合物或构外型导电高分子与基体高分子进展共混；另一种那么是将各种导电填料填充到基体高分子中。. 炭黑是天然的导电资料,其体积电阻率约为0.1100cm-1。它不仅原料易得,导电性耐久稳定,而且可以大幅度调整复合资料的电阻率(1108cm-1)。由炭黑填充制成的复合型导电高分子是目前用途最广、用量最大的一种导电高分子资料。 金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑填充的情形相类似。但由于纤维状填料的接触几率更大,因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。. 构外型导电高分子是指高分子资料本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质,普通由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子

7、给体或受体掺杂后制得。 离子型导电高分子通常又叫高分子固体电解质，其导电时的载流子主要是离子。电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子资料,导电时的载流子是电子(或空穴)，这类资料是目前世界上导电高分子资料研讨开发的重点。. 导电高分子是由含电子的共轭高聚物经过化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。 1经过控制掺杂度，导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。目前最高的室温电导率可达105S/cm，它可与铜的电导率相比，而分量仅为铜的1/12；2导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向电导率随拉伸度而添加，而垂直拉伸方向的电导率根本不变，呈现强的电导各向异性；3虽然导电

8、高分子的室温电导率可达金属态，但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性，而服从半导体特性；4导电高分子的载流子既不同于金属的自在电子，也不同于半导体的电子或空穴，而是用孤子、极化子和双极化子概念描画。 与金属和半导体相比较，导电高分子的电学性能具有如下特点： . 对于导电高分子来说，掺杂的概念不同于常见的无机半导体。以单晶硅为例，每个硅原子有四个价电子，假设晶格中有一个硅原子被一个仅具有三个价电子的硼原子取代后，由于硼原子是缺电子的，无论硅与硼之间能否发生电子转移，在晶格中都有一个正的“空穴，这即所谓p掺杂；反之，假设晶格中有一个硅原子被一个具有五个价电子的磷原子取代后，该格点上就比别的格点多出

9、一个电子，这即所谓n掺杂。. 导电高分子的掺杂那么是经过氧化复原反响实现的。掺杂的方式主要有两种：化学掺杂法，即经过参与第二种不同氧化态的物质，使之与聚合物接触并反响；电化学掺杂法，即聚合物作为电极，掺杂剂作为电解质，在通电条件下使聚合物链发生氧化复原反响而直接改动其荷电形状。 前者简单易行，有利于了解掺杂前后聚合物构造与性能的变化；后者时间短，效率高，易于得到导电聚合物薄膜。除此之外，还有诸如酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注入掺杂等方法。. 掺杂对于电子导电聚合物导电才干的改动具有非常重要的意义，其导电性能往往会添加几个数量级。掺杂过程中，掺杂剂分子插入聚合物分子链中，经过两者之间氧化复原反响完

10、成电子转移过程 p型掺杂剂在掺杂反响中作为电子的接受体。卤素：Cl2,Br2,I2,IBr等；路易斯酸：PF5,AsF5,BF3,SbF5等；质子酸：HF,HCl,HNO3,ClSO3H等；过渡金属卤化物：NbF5,TaF5,MoF5,ZrCl4，TeI4等；过渡金属化合物：四氰基乙烯TCNE, 四氰基对苯醌二甲烷TCNQ，四氯对苯醌、二氯二氰代苯醌DDQ等。 n型掺杂剂在掺杂反响中作为电子的给予体。常见的有碱金属：Li,Na,K等；在电化学掺杂中常用R4N+，R4P+(R=CH3，C6H5等).p型掺杂是由于导电高分子的部分氧化，即：x 聚合物 (聚合物+y)x + (xy)e-n型掺杂那么

11、是由于导电高分子的部分复原，即：x聚合物+ (xy)e- (聚合物-y)x 上述过程可经过电化学或化学方法完成。为了维持电中性，p型掺杂和n型掺杂都必需提供一个对离子，如(聚合物+y)x + xyA- (聚合物+y)A-yx(聚合物-y)x + xyM+ M+y(聚合物-y) x.导电高分子具有以下特点:(1)与金属相比,分量轻;(2)成型性好,用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其纤维化、薄膜化，制成涂料,以及得到人们所需求的其他外形，而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜,以其大的面积/厚度比来补偿它的电导率较低的缺乏；(3)易于合成和进展分子设计、资料设计,从而能较好地满足科学技术对这类功

12、能资料提出的各种要求；(4)原料来源广 .运用：电磁波屏蔽 随着各种商用和家用电子产品数量的迅速添加,电磁波干扰已成为一种新的社会公害，对电子仪器、设备进展电磁波屏蔽是极为重要的。直接运用混有导电高分子资料的塑料做外壳,因其成形与屏蔽一体，较其他方法,如运用太重又不方便的金属板作外壳、在塑料外壳上涂一层金属或含有碳粉、碳纤维的导电涂料、经过电镀金属将外壳覆盖等等更为方便。.电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等) 导电高分子资料在掺杂形状具有半导体或金属的电导性,去掺杂时表现为绝缘体或半导体,而原来禁带宽度较大的仍为绝缘体,所以可以利用这些性质来制造各种类型的元件成为二极管、晶体管及场效应晶

13、体管等具有非线性电流-电压特性的电子元件。微波吸收资料 由于可以对导电高分子的厚度、密度和导电性进展调整,从而可以调整微波反射系数、吸收系数,其吸收系数可达105cm-1。导电高分子作为微波吸收资料,其薄膜分量轻、柔性好,可作任何设备(包括飞机)的蒙皮。.隐身体料 所谓隐身体料是指可以减少军事目的的雷达特征、红外特征、光电特征及目视特征的资料的总称。由于雷达是军事目的侦查的主要手段,所以雷达波吸收资料的研制是关键。自从导电聚合物的出现,其作为新型的雷达波吸收资料成为研讨的热点。美国、日本、法国、印度及中国相继开展了导电聚合物雷达波吸收资料的研制,尤其是美国空军投资开发的高聚物雷达波吸收资料，为

14、隐身战斗机和侦查机制造“乖巧蒙皮的想象和方案奠定了根底，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的开展。.可降解高分子资料可降解高分子资料是指在运用后的特定环境条件下,在一些环境要素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下,使其化学构造在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降,最终成为可被环境所消纳的高分子资料。 .降解高分子生物降解淀粉添加剂天然大分子合成聚合物光降解添加光敏剂型化学合成氧化降解复合降解光生物双降解.(1)生物降解高分子 生物降解高分子资料是指在自然界微生物或人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,可使其化学构造发生变化,致使分子量下降及性能发生变化的高分子资料。.

15、 添加型淀粉塑料和橡胶，其消费方法是将淀粉以非偶联方式与现行塑料(PE、PP、PS和PVC等)共混，淀粉含量普通为7%-15%。美国的Goodyear公司宣布试销含有部分淀粉填料的轮胎,该填料可以降低轮胎的滚动阻力和分量,还有利于环境维护。 但是添加型淀粉塑料和橡胶的主要成分仍是石油基类聚合物(PE、PP、PS、PVC等),很快降解的部分主要是淀粉,剩余的树脂降解仍需几百年。严厉地讲,添加淀粉的可降解塑料不具备降解机理和功能，所以该类产品已不再受欢迎。. 热塑性淀粉资料是完全生物可降解资料，意大利研制出一种淀粉含量为70%的可降解资料，所运用的树脂是无毒的,分子量在500050000，它与淀粉

16、直接交联或产生间接物理作用，从而构成一延续相。此种合金有良好的成型性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能，缺陷是有亲水性，不宜用于食品包装而且价钱较高。 德国的Battele研讨所开发出了淀粉含量为90%的降解塑料,可作为包装资料运用,以聚氯乙烯为取代目的。美国开发了一种热塑性淀粉资料，是以变性淀粉为主，且配有少量其它生物降解性添加剂的天然聚合物资料,淀粉含量高达90%100%，资料的性能类似于聚苯乙烯，可完全生物降解，且降解可控，产品广泛用于医用器材、包装资料。 . 化学合成型生物降解高分子：该类生物降解高分子资料多是在分子构造中引入酯基构造的聚酯。工业化的有聚乳酸(PLA)和聚己内酯

17、(PCL)。PLA在医学领域内被以为是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制备工艺、本钱的限制,该类资料的研讨起步较晚,但越来越遭到注重。由于可完全降解,所以运用前景较好,但是降解机理仍不完全清楚。. 微生物合成高分子资料是由生物经过各种碳源发酵制得的一类高分子资料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖，此种产品的特点是能完全生物降解。 研讨发现，有许多可用于合成微生物聚酯的细菌，普通发酵底物是C1-C5的化合物。聚-羟基丁酸酯(PHB)是细菌与藻类的储存产物，70年代由英国ICI公司开发胜利并进展消费，可以完全生物降解,但力学和热学性能不佳。为了改善这一点，另一家公司开发了-羟基丁酸与-羟

18、基戊酸(HV)的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的高分子资料。0.025mm厚的PHB或PHB-HV膜在海水中6周已穿孔,堆肥7周可降解70%80%。PHB-HV可以制成瓶、膜和纤维,运用广泛。 .(2)光降解高分子 在制备塑料时,经过向塑料基体中参与光敏剂,使其在光照条件下可诱发光降解反响，此类塑料称为光降解塑料。 光降解引发剂有很多种,包括过渡金属的各种化合物,如:卤化物、乙酰基丙酮酸盐、二硫代氨基甲酸盐、脂肪酸盐、羟基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其它一些聚合物。 . 不同寿命的降解高分子资料还可以经过改动Ni,Co等稳定二硫代氨基甲酸盐和Fe,Cu等二硫代氨基甲酸盐的比例得到。

19、此外联二茂铁也可以引发光降解反响,其降解速度与光敏剂含量有关。在自然条件下测试出光敏剂含量与降解速度的曲线，就可以根据该资料的运用期限选择适当的用量。 除了以上光降解高分子外,还有一类重要的合成光降解高分子，即经过共聚反响将羰基型感光基团引入高分子链而赋予其光降解特性。光降解活性的控制那么是经过改动羰基基团含量来实现。曾经工业化的此类合成光降解高分子有乙烯-乙烯酮共聚物和乙烯-CO共聚物。.(3)光和生物双降解高分子 光-生物双降解高分子资料，具有光、生物双降解功能,它将光敏剂体系的光降解机理与淀粉的生物降解机理结合起来,一方面可以加速降解,另一方面可以利用光敏剂体系可调的特性到达人为控制降解

20、的目的。 光降解和生物降解的结合不仅提高了资料降解的可控性，而且还抑制了单纯光降解资料在阳光缺乏或非光照条件下难降解以及单纯淀粉塑料在非微生物环境条件下难降解的问题。 . 生物降解高分子资料的一大运用领域是在农业上。在适当的条件下，可生物降解高分子资料经有机降解成为混合肥料,或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素/壳聚糖制备的生物降解高分子资料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解高分子资料,其降解产物不但有利于植物生长,还可改良土壤环境。 降解高分子当前存在的问题主要是价钱昂贵,难以推行利用。淀粉填充型塑料降而不解,生物降解塑料的用后处置需求全面的堆肥建立。另外,降解塑料本身技术如更合理的工艺配方、准

21、确的降解时控性、用后快速降解性、彻底降解性以及边角料的回收利用技术等还有待进一步提高和完善。.高分子吸附剂吸附剂的分类：(1)非离子型高分子吸附剂 非离子型吸附树脂主要是指在分子构造中不包含离子性基团，主要依托分子间范德华力进展吸附的高分子树脂。它主要用在色谱分别中作为载体和固定相、环境维护中作为污染物富集资料、动植物中有效成分的分别提取与纯化过程中。非离子型高分子吸附剂种类较多，根据极性大小，可以分成非极性、弱极性、中等极性和强极性四种。按照聚合物骨架类型，可分成聚苯乙烯型、聚丙烯酸型等。.(2)金属阳离子配位型吸附剂 金属阳离子配位型吸附剂又称为高分子螯合剂，是一类重要的功能高分子。其特征

22、是高分子骨架上衔接有可以对金属离子进展配位的螯合功能基，对多种金属离子具有选择性螯协作用，因此这类吸附树脂可以浓缩和富集各种金属离子。 作为吸附剂运用的高分子螯合剂主要有两类：一类是合成型高分子螯合树脂；另一类是天然高分子螯合剂。 . 具有螯合功能的高分子需求满足两方面的要求： 首先是要含有配位基团，其次是配位基团在高分子骨架上排布合理，以保证螯合过程对空间构型的要求。 螯合基团是一类含有多个配位原子的功能基团，目前最常见的配位原子是具有给电子性质的第五族到第七族元素，主要是O、N、S、P、As、Se等。.(3)离子型吸附树脂 这种高分子资料的骨架中含有某些酸性或碱性基团，在溶液中解离后分别可

23、以与阳离子或阴离子经过静电引力结合生成盐，其中最常见的是离子交换树脂。离子型吸附树脂主要有两部分构造：一部分是高分子骨架，其作用是担载离子交换基团以及为离子交换过程提供必要的空间和动力学条件；另一部分是离子交换基团，它是离子交换才干和吸附选择性的决议要素。根据聚合物骨架上所带离子交换基团的性质不同，可以分成强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型、酸碱两性和氧化复原几种。另外一种运用更为广泛的分法是根据树脂所交换离子的荷电特征分成阳离子型和阴离子型。 . 离子型吸附树脂的主要功能之一是对相应的离子进展离子交换，交换次序取决于离子交换基团与被交换离子的亲和才干的差别，而这些差别又取决于多种要素，例如离子半

24、径、价态、软硬度、化学组成和立体构造等等。 普通来说，由于运用目的和条件的不同，对离子型吸附树脂有不同的详细要求：a.良好的稳定性；b.良好的耐溶剂性质；c.良好的机械性能；d.具有一定的离子交换容量；e.对特定离子应具有选择性吸附才干；f.具有较大的比外表积、适宜的孔径和孔隙率。.吸水性高分子吸附剂： 高吸水性树脂的研讨始于60年代，世界上最早开发的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产物，即在淀粉上接枝丙烯氰然后水解而成。 按原料组成分：改性的天然高分子包括淀粉类和纤维素类全人工合成的高分子包括聚丙烯酸系树脂、聚丙烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚环氧乙烷系树脂等通常情况下，纤维素类高吸

25、水性树脂的吸水才干比淀粉类树脂低，但是吸水速度快是其特点之一，在一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。 .高吸水性树脂的构造特征：a.分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，可以与水分子构成氢键；b.树脂具有交联构造；c.聚合物内部具有较高的离子浓度；d.聚合物具有较高的分子量 .吸油性高分子： 高吸油性树脂是一种新型的功能高分子资料,对于不同种类的油，少那么可吸自重的几倍,多那么近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油才干强，在工业的废液处置以及环境维护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤资料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。.高吸油性树脂的构造特征： 高分子之间构成一种三维的交

26、联网状构造，资料内部具有一定微孔构造。由于分子内亲油基的链段和油分子的溶剂化作用，高吸油性树脂发生膨润。基于交联的存在，该树脂不溶于油中。由此可见,交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有亲密关系。. 当将高吸油性树脂投入油中时,刚开场是分子分散控制,当一定量的油分子进入后，油分子和高分子链段发生溶剂化作用，此时由于油分子进入得还比较少，尚缺乏以使高分子链段伸展开，实践上依然卷曲缠结着，因此依然是分子分散控制；当油分子进入足够多，溶剂化作用也足够强了，链段伸展开来，网络中只需共价键交联的交联点存在，这时才开场是由热力学推进力推进(即由热力学不平衡态向平衡态方向进展)。当高分子充分溶胀，从高分子

27、弹性力学模型可知，高分子链伸展到一定程度会渐渐回缩,即存在弹性回缩力，最终到达热力学平衡态。. 吸附性高分子资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资料，从外观形状上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。 吸附树脂的吸附性不仅遭到构造和形状等内在要素的影响，还与运用环境关系亲密：温度要素(2)树脂周围的介质 流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的分散系数等 .运用：水处理水的软化，脱碱；水的脱盐；高纯水制备糖及多元醇的处理葡萄糖脱色精制，蔗糖、甜菜糖浆的软化、脱色精制；甘油纯化工业废水处理含铬、汞、铜废水处理；含金、银废水处理及回收原子能工业铀、钍的提炼；反应堆用

28、水的净化；放射性废水的处理催化剂蔗糖的转化；酯化反应；水解反应；烷基化反应；缩合反应制药工业抗菌素的分离提炼精制；生化药物的分离精制；氨基酸、蛋白质的分离；生物碱的分离；药物添加剂.在农业方面，由于具有惊人的吸水才干，经常作为农用保水剂，施用于土壤中时吸收的水分可以被植物吸收利用，并能在作物根系周围构成一个部分潮湿的环境，对作物来说相当于一个微型水源。在沙漠和荒漠中进展绿化，高吸水性树脂可以发扬非常重要的作用。 水果、蔬菜在普通条件下难以保鲜，用高吸水性树脂开发出一种可调理水分的包装薄膜，用于包装果蔬，可在一定程度上调理部分体系的气氛、湿度，从而控制水果、蔬菜的呼吸代谢。 . 建筑方面，将高吸

29、水性树脂与其他高分子资料混合后，可以加工成止水带，在土建工程中是理想的止水资料。利用吸水膨胀性能，添加到其他建筑资料中，可以作为水密封资料，用于堵漏。 卫生用品制造方面是运用最早，也是如今运用量最多的领域之一。采用高吸水性树脂可以将妇女卫生经做的更薄，保水效果更好，提高运动自在度和着装感；做成纸尿裤，由于锁住水分，觉得更温馨。 在医疗方面，吸水树脂凝胶可抑制血浆蛋白质和血小板的粘着，因此可作抗血栓资料。另外用高吸水性树脂制成的人工肾过滤资料，可以调理血液中的水分含量。.三废处置 由于高吸油性树脂的密度低,可以浮在水面上,因此处置水面浮油效果非常好,特别是对海洋石油以及运输走漏非常有效。当和其它

30、资料组合构成的复合资料,如用无纺布包覆粒状固体(外形可调理),可以替代传统的吸油垫,如聚丙烯垫、聚苯乙烯垫等。也有直接运用树脂粒子的悬浮液,粒状固体水浆(浓度50%60%),从油水混合体系中分别除去油,将工业污水经过处置后再排放到江湖中。.芳香剂、杀虫剂、诱鱼剂基材 将吸收了如芳香剂的高吸油性树脂放在空气中,树脂中的有机液由于在树脂与周围环境之间存在着浓度梯度,会缓慢地释放出来。如,日本触媒制造的外观透明的片状固体资料的高吸油性树脂,可用作芳香剂或杀虫剂的载体基材。作为合成树脂的改性添加剂 作为储油设备密封资料的添加改性剂,将高吸油性树脂和纤维基材以及合成橡胶粘合剂等混合制成各种外形的密封资料

31、,具有极好的油封性能,且当油溶胀后,强度损失很小，其中高吸油性树脂占5%30%(质量)。.高分子功能膜高分子功能膜的分类按构成膜的资料分天然高分子膜、有机合成高 分子膜按膜的构造分(a)对称膜疏松的多孔膜和致密的无孔膜(b)非对称膜多孔膜、叠合膜和复合膜(c)离子交换膜按分别过程推进力分压力差膜、浓度差膜、温度差膜和电位差膜.(4)按膜资料的宏观外形构造分(a)管状膜：容易清洗，适用于分别浓度很高或者污物较多的场所，但是运用密度较小，在一定运用体积下，有效分别面积最小。(b)中空纤维膜：主要运用于血液透析设备和人工肾脏的制备，缺陷就是容易在运用中遭到污染，一旦污染较难清洗。(c)平面型分别膜：

32、容易制造，运用方便，本钱低廉；包括无支撑型、支撑型和加强型三类。. 被分别资料可以从膜的一侧抑制膜资料的妨碍穿过分别膜，需求有特定的内在要素与适宜的外在条件。从目前掌握的资料看，膜分别作用有两种方式：即过筛作用和溶解分散作用。 过筛作用类似于物理过筛过程，与常见的筛网资料相比，膜的孔径要小的多。被分别物能否经过筛网取决于物质粒径尺寸和网孔的大小。 溶解分散作用是指当膜资料对某些物质具有一定溶解才干时，在外力作用下被溶解物质可以在膜中分散运动，从膜的一侧分散到另一侧，再分开膜。这种作用方式在用密度膜对气体进展分别和用反浸透膜对溶质与溶液进展分别的过程中起主要作用。.膜制备资料： 天然高分子资料类

33、主要包括改性纤维素及其衍生物类，原料易得，成膜性能好，化学性质稳定，多用于透析、微滤、超滤、反浸透、膜蒸发和膜电泳等场所。近年来，甲壳素类海藻酸钠类成为了新的分别膜制备资料。聚烯烃类包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酰胺等。主要用于制备微滤、超滤、密度膜等。聚酰胺类尼龙66，机械强度高，化学稳定性好，高温性能优良。聚砜类含氟高分子资料有机硅聚合物类高分子电解质类.(1)反浸透膜 反浸透膜主要是不对称膜、复合膜和中空纤维膜。不对称膜的外表活性层上的微孔很小约2nm，大孔支撑层为海绵状构造；复合膜由超薄膜和多孔支撑层等组成。超薄膜很薄，只需0.4m，有利于降低流动阻力，提高透水速率；中空纤维反浸透膜的直径

34、极小，壁厚与直径之比比较大，因此不需支持就能接受较高的外压。. 反浸透膜的资料主要有醋酸纤维素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纤维素膜透水量大，脱盐率高，价钱廉价，运用普遍。芳香聚酰胺膜具有优越的机械强度，化学性能稳定，耐压实，能在pH值4-10的范围内运用。聚苯并咪唑反浸透膜那么能耐高温，吸水性好，适用于在较高温度下的作业。. 反浸透安装已胜利地运用于海水脱盐，并到达饮用级的质量。海水淡化的原理是利用只允许溶剂透过，不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开的。用RO(Reverse Osmosis )进展海水淡化时，因其含盐量较高，除特殊高脱盐率膜以外，普通均须采用二级RO淡化。但

35、是海水脱盐本钱较高，目前主要用于特别缺水的中东产油国。.(2)超滤膜 超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔质膜，它几乎可以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒子截留分别。超滤膜的分别性能就是用它所截留物质的分子量大小来定义的。 超滤所用的膜为不对称膜，它的特点是膜断面形状的不对称性。它是由外表活性层与大孔支撑层两层组成，外表活性层很薄，厚度0.1-1.5m，膜的分别性质主要取决于这一层。支撑层的厚度为50-250m，起支撑作用，它决议膜的机械强度，呈多孔状。. 超滤膜分别技术主要用于分别溶液中的大分子、胶体微粒。经过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留，是溶质分子与小分子溶剂分别

36、的膜过程 。.(3)微滤膜 微滤膜是指孔径范围为0.01-10m的多孔质分别膜，它可以把细菌、胶体以及气溶胶等微小粒子从流体中比较彻底地分别除去。流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的运用方式也不同。当浓度较低时，经常运用一次性滤膜；当浓度较高时，需求选择可以反复运用的膜。 .(4)气体分别膜 气体分别中常用的高分子膜，是非对称的或复合膜，其膜表层为致密高分子层，即非多孔高分子膜。这种膜资料需求具有优良的浸透性。 .膜反响器和膜催化： 膜过程初期的运用往往只利用一种膜分别过程以处理实践问题。利用多种膜过程结合处理实践问题称为集成膜过程。膜过程和其他化工过程的结合叫杂化膜过程，它代表了膜过程开展的新

37、趋势。 膜反响器是膜和化学反响或生物反响相结合的系统或设备，在反响系统中引入膜技术，可以实现强化反响过程的目的。 .(1)产物原位分别膜反响技术适用于可逆反响、串联反响和产物抑制体系，以提高反响效率。.(2)反响物控制输入膜反响技术对于高浓度反响物会加速副反响速度或影响产物质量的体系，控制输入膜反响技术可以有效的降低反响物中B的浓度，到达提高反响选择性的目的。.(3)多相膜反响和萃取膜反响 亲水的含有脂肪酶的酶膜将反响器分隔为两部分。酶的一边流过溶于有机相的L、D酯混合物，另一边流过水相吹扫流。L-酯经过相间分配传送进入酶膜，被脂肪酶水解为水溶性产物L-酸。而D-酯因脂肪酶的高水解选择性而不参

38、与反响，也不溶于水相，将随着底物流分开反响器，从而将消旋的L、D酯拆分。.(5)催化膜 在膜反响器中，利用膜的载体功能将催化剂固定在膜的外表或膜内来制备催化膜。有些膜资料本身就具有催化活性。在反响涉及加氢、脱氢、氧化以及与氧的生成有关的体系时，那么常采用金属膜、固体电解质膜，这些膜具有选择性透过氢和氧的才干。 隔膜催化技术有效性的主要特征是消费率和选择率。消费率是由经过隔膜以及隔膜外表上反响物和生成物的分别率来决议的。 .运用：(1)环境维护废水处置各种工业废水用膜法处置时，可收到回收有用物质和使排放污水达标的双重作用。 UF超滤和RO膜可用于电影照相工业中废显影液的回用、纺织工业中纤维用乳化

39、油剂的回收、聚乙烯醇退浆水处置及印染废水中染料的回用、汽车工业中电泳漆的回收、电镀工业含铬废水处置、造纸工业黑液处置、石油工业含油废水处置等。城市污水的三级处置采用水池曝晒、生物反响器和微滤。.(2)食品工业和医药工业 工业兴隆导致的水质下降使人们对饮用水的要求愈来愈高，家用净水器(超滤加活性炭吸附)有着宽广的市场。瓶装饮用水已从矿泉水扩展到蒸馏水、太空水(均系经RO过滤的纯水)。软饮料装瓶前大都曾经微滤除菌，生啤酒(扎啤)和低度酒(如干葡萄酒等)经微滤除菌可延伸其保质期。. 果汁的浓缩(尤其是我国的一些名贵水果种类)和茗茶汁的浓缩是食品工业的重要方面。美国南卡罗来纳洲农业实验站已开场用金属膜

40、直接超滤苹果浆。将苹果破碎后，在50的温度下用果胶酶和纤维素酶处置2小时，不经榨汁，再以21-70个大气压力送入直径为3.12cm的金属管状膜内进展超滤。这样既节省了榨汁工序，又能得到85%的清汁和86%的芳香物。.(3)水资源再利用 随着生活程度的提高，人均耗水量也不断上升，一切大城市几乎都面临水荒问题。除节约用水之外，水资源的再利用也是重要措施。RO逆浸透海水脱盐制水在1988年全球的总才干已超1000万m3/d。苦咸水的淡化以低压逆浸透和EDR法为主。工业用水和生活用水的再利用也可经过UF超滤、NF纳滤来处理。日本大型高层建筑均配备水再利用的安装。夹带固体杂质较多的还需求有沉降絮凝等辅助

41、设备。. 日本医学家将蚕丝溶解、枯燥制成一种超纯丝素膜,附上与抗原反响的单克隆抗体后,即可用来诊断癌症。美国波音公司最近发明一种能将阳光聚集并转换为电能蓄贮运用的新型薄膜电池。这种薄膜电池分两层,第一层资料由砷化镓和锑化镓组成；第二层资料是铜铟二硒化合物。在模拟太空环境下任务时,它几乎把37%的太阳能转换成电能。东京工业大学最近开发出仅有一个分子厚的塑料薄膜，这种薄膜是用聚酰亚胺树脂制成的,为目前世界上最薄的膜。它可用作砷化镓半导体的绝缘膜和液晶显示器的基盘膜等。.生物、医用高分子 医用高分子资料是一类可对有机体组织进展修复、替代与再生的具有特殊功能的合成高分子资料,可以经过聚合等方法进展制备

42、,是生物医用资料的重要组成之一。 .“医用级规范：(a)长期植入体内具有稳定的物化性能，又有稳定的弹性、几何尺寸和机械强度，耐磨、耐曲挠；短期植入的资料要可生物降解； (b)资料本身无毒、无热源、无过敏反响、不致畸，不致癌、不干扰机体免疫系统、不破坏血液有构成分、不影响体液电解质平衡等。.应用领域 应用目的 实 例长期和短期治疗1.受损组织的修复和替代2.辅助或暂时替代受损器官的生理功能3.一次性医疗用品人工血管、人工皮肤、人工软骨、美容填充人工心肺系统、人工心脏、人造血、人工肾、人工胰腺注射器、输液管、导管、缝合线、医用粘合剂等药物制剂药物控制释放部位控制；定位释放；时间控制；恒速释放（缓释药物）；反馈控制；脉冲释放诊断控制临床检测新技术快速响应、高灵敏度、高精确度的检测试剂与工具，包括试剂盒、生物传感器等生物工程1.体外组织培养2.血液成分分离细胞培养基、细胞融合添加剂、生物杂化人工器官、血浆分离、病毒和细菌的清除.生物活性高分子 从广义上讲生物活性高分子是指能对生物体起产生、加强或控制某种特定生物活性作用的化学体系中用到的高分子物质，也就是说生物活性高分子能在与其他分子或与某些活性部位直接或间接地相互作用时诱导产生生物学呼应。.人工关节 理想的人工关节资料有聚乙烯,因其耐磨性优于不锈钢,用骨水