功能高分子材料

功能高分子材料HessenwasrevisedinJanuary2023《功能高分子材料》复习1、说明离子交换树脂的类型及作用机理试述离子交换树脂的主要用途。：〔1〕离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。能解离出阳离子、并能与外来阳离子进展交换的树脂被称作阳离子交换树脂；能解离出阴离子、并能与外来阴离子进展交换的树脂被称作阴离子交换树脂。三类。反响的一类树脂。在交换过程中，树脂失去电子，由原来的复原形式转变为氧化形式，而四周的物质被复原。的，相互靠得较近，呈中和状态。但遇到溶液中的离子时，却能起交换作用。树脂使用后，只需大量的水淋洗即可再生，恢复到树脂原来的形式。热再生树脂。在同一树脂骨架中带有弱酸性和弱碱性离子交换基团。螯合树脂。用途：〔1〕水处理。水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。冶金工业。离子交换是冶金工业的重要单元操作之一，离子交换树脂还可用于选矿。〔3〕原子能工业。利用离子交换树脂对核燃料进展分别、提纯、精制、回收等。离子交换树脂还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。〔4〕海洋资源利用。利用离子交换树脂，可从很多海洋生物中提取碘、溴、镁等重要化工原料。〔5〕化学工业。离子交换树脂普遍用于多种无机、有机化合物的分别、提纯，浓缩和回收等。离子交换树脂用作化学反响催化剂，可大大提高催化效率。〔6〕食品工业。离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。〔7〕医药卫生。离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。〔8〕环境保护。离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分别、回收及分析检测上都有重要应用。2、按膜的功能简述高分子分别膜的分类及其分别机理。2、按膜的功能简述高分子分别膜的分类及其分别机理。膜〕〔包括浓差能量转化膜、光能转化膜、机械能转化膜、电能转化膜，导电膜〕生物功能膜〔包括探感膜、生物反响器、医用膜〕侧集中到另一侧，再离开膜。3、高吸水性树脂为什么能大量吸水并保水3、高吸水性树脂为什么能大量吸水并保水空间网络构造，这种特别的化学构造和网状构造，使其吸水方式既有物理吸附，又有化学吸附和网络吸附，因此它具有奇特的吸水力量。4、试分析影响高吸水性树脂吸水力量的因素。答：一，交联度：交联度要适中，未经交联一般不具备吸水性，交联度过高又会抑制吸水性。二，水解度：高吸水性树脂的吸水率一般随水解度的增加而增加，但水解度过高，交联剂局部也将发生水解而断裂，使树脂的网格受到破亲水的羧酸盐基团的解离，另—方面由于盐效应而使原来在水中应扩张的网格收缩，与水分子的亲和力降低。5SAP。通过毛细管吸附和分散作用吸水。通过毛细管吸附和分散作用吸水。水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解,离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。随着吸水量的增大，网络内外的渗透压差趋向于零；而网络扩张的同衡。6、对医用高分子材料的根本要求〔简洁分析〕。下七个方面性能：分解过程中，不应产生对人体有害的副产物。炎症或组织畸变，严峻的可引起全身性反响。量及其分布、分子链构象、聚拢态构造、高分子材料中所含的杂质、残留单体、添加剂都可能与致癌因素有关。要的。求植入体内的高分子材料，不会很快失去原有的机械强度。学灭菌、γ射线灭菌。器的高分子材料应具有优良的成型性能。7、电致发光高分子材料的构造，原理及其应用构造：有机、聚合物薄膜EL构造：有机、聚合物薄膜EL器件是通过电子、空穴载流子的注入和复合而发光的器件的构造包括单层和多层两大类。单层EL器件由阴极、放射层和阳极组成。为了提高载流子的注入效率和发光效率在阴极或阳极与放射层之问参加电子输运层或空穴输运层，从而得到了双层或多层EL器件原理:1.载流子的注入从阴极和阳极注入。2.载流子的迁移电子和空穴分别向发光层迁移。3.载流子的空穴和迁移电子在发光层中相遇复合并产生激子。4.5.电致发光激发态能量通过辐射耗散产生光子释放出光能。料和磷光染料8、设计一个试验，制备苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂。1gBPO80g20g〔50％〕的混合单体70958～10h，100～100g95～100℃5～10h。反响完毕后，蒸去溶剂，过剩的硫酸用水渐渐洗去。然后用氢氧化钠处理，使之转换成Na9、造纸厂的废水中通常含有短链纤维，无机碱，有机小分子和水，请结合膜分离设计一个合理的分别工艺。2.用纳滤膜分别出有机小分子；3.用反渗透膜分别出无机碱和水。10、简述热再生树脂的工作原理。

20～25℃R COOH + R”NR””+NaCl

R COONa+ R”NR””HCl热再生树脂的工作2理如下：

70～80℃ 2在室温下，树脂与盐溶液接触，反响向右进展，羧酸基中的H+转移到ClH+构成盐。80℃左右时，水的H+OH－离子抑制了树脂原来的解离，使树脂中交换基团构成的盐的水解，从而平衡向左移动，似乎外加了酸或碱一样，到达了再生的目的。11、功能高分子材料的化学制备方法通常有功能单体的高分子化和高分子材料的功能化两种方式，简述各自的优缺点。，生产的聚合物构造可以通过小分子分析和聚合机理加以测定，产物的稳定性较好。的因素。过对高分子材料的选择，使得到的功能高分子材料机械性能比较有保障。缺点：共混物不够稳定，在使用条件下〔如溶胀、成膜等〕功能聚合物简洁由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。式简要描述〕。

SOH2O

〔以反响方程32依据交换基团HS3l,CH4l2阴、阳离子交换树脂两大类S2

分强、弱两种类型。主要功能有离子交换功能、吸附功能、脱水功能、催化功能等。苯乙烯与二乙烯苯共聚再经过磺化反响和中和反响得到强酸型阳离子交换树C2

CH2 CH CH2 CH CH2 CHCH3OCH2ClZnCl2

+CH 3OH2CH CH2

CH2

CH2Cl树脂。13、阐述高吸水性树脂的吸水和保水机理，以及影响吸水性能的主要因素。接触时，会相互作用形成各种水合状态。热运动受到限制，不易重从网格中逸出，因此，具有良好的保水性。影响因素：交联度：〔高吸水性树脂在未经交联前，一般是水溶性的，不具备吸水性或吸水性很低，因此通常需要进展交联，交联密度过高对吸水性并无好处。交联密度过高，一方面，网格太小而影响水分子的渗透，另一方面，橡胶弹性的作用增大，也不利于水分子向网格内的渗透，因此造成吸水力量的降低。〕水解度：〔高吸水性树脂的吸水率一般随水解度的增加而增加。当水解度高于肯定数值后，吸水率反而下降。这是由于随着水解度的增加，亲水性基团的数目固然增加，但交联剂局部也将发生水解而断裂，使树脂的网格受到破坏，从而影响吸水性。〕被吸液的pH值与盐分：〔高吸水性树脂是高分子电解质，水中盐类物质的存亲水的羧酸盐基团的解离，另一方面由于盐效应而使原来在水中应扩张的网格收缩，与水分子的亲和力降低，因此吸水率降低。〕〔在树脂的化学组成、交联度等因素都确定之后。高吸水性树脂的吸水速度主要受其形态所影响，树脂的外表积越大，吸水速度也越快。〕14、写出相转化法制备高分子分别膜的流程图，并简述膜分别的可能机理。分别的膜过程。)超滤 的核心部件是超滤膜，分别截留的原理为筛分，小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔，而大于孔径的微粒则被截留。)学位之差，表现为水的渗透压。随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大。当液面上升至肯定时，渗透到达平衡，两侧的压力差就称为渗透压。渗透过程到达平衡后，水不度差为传质动力，使料液中待分别溶质在膜内相富集浓缩，分别待分别物质。〕大分子物质的一种液液分别方法〕程。〕在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择过电渗析实现盐的电解，制备氯气和氢氧化钠等。〕并局部蒸发，从而到达分别目的的一种膜分别方法。)15.莲花效应〔论述〕莲花效应主要是指莲花外表具有超疏水以及自洁的特性。由于莲叶具有疏水、不吸水的外表，落在叶面上的雨水会因外表张力的作用形成水珠。在外表张力作用下，水与超疏水外表会有一接触角 ,水与叶面的接触角(contactangle)会大于140度，只要叶面略微倾斜，水珠就会滚离叶面。因此，即使经过一场倾盆大雨，莲叶的外表总是能保持枯燥;滚动的水珠会顺便把一些灰尘污泥的颗粒一起带走，到达自我干净的效果，这就是莲花总是能一尘不染的缘由。形象地说，在荷叶叶面上布满着一个挨一个隆起的“小山包”，它上面长满绒毛，在“山包”