功能高分子膜材料论文#优质参考

1、 高 分 子 功 能 膜 材 料 院 、 部： 学生姓名： 指导教师： 职称 专 业： 班 级： 完成时间： 目 录摘要41 高分子功能膜材料概述51.1高分子功能膜材料简介51.2高分子功能膜材料的研究分类5 1.2.1膜分离技术6 1.2.2气体膜分离法62高分子膜材料的类别62.1医用壳聚糖膜62.2医用壳聚糖膜的制备6 2.2.1制备膜的壳聚糖分子量的问题6 2.2.2制备膜的壳聚糖溶液浓度的问题7 2.2.3制备膜时干燥方法的问题73高分子膜材料的性能8 3.1膜的透过性8 3.2膜的电性能8 3.3膜的实用性84高分子膜材料的应用94.1气体膜分离法的应用9 4.1.1石油采集中的

2、应用9 4.1.2天然气回收中的应用9 4.1.3开发生物气中的应用94.2离子交换膜的应用105高分子膜材料的发展前景105.1壳聚糖膜用于局部药物控释的进展105.2高分子膜材料的发展前景10参考文献12致谢13知识资料# 摘 要 高分子功能膜材料具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文介绍高分子功能膜材料的分类、性能，在工业、农业以及日常生活中的应用，以及高分子膜材料的研究进展和发展前景等。因本人在做壳聚糖方面的实验，故在此重点介绍医用壳聚糖膜。关键词：高分子功能膜材料；医用壳聚糖膜；分类；性能 ；应用；研究进展；发展前景；制备 ABSTRACT Functional po

3、lymeric membrane materials with simple preparation, performance, stability and good compatibility with indicator. In this paper, the classification of functional polymeric membrane materials, performance and application in industry, agriculture and daily life, and the research progress of polymer me

4、mbrane materials and the development prospect and so on.Because Im doing the experiment of the Chitosan , so the emphasis is on the medical chitosan membrane Key words functional polymeric membrane materials; medical chitosan film; classification; performance; application; the research progress; pro

5、spects for development; the preparation 1高分子功能膜材概述1.1高分子膜材料简介 高分子膜材料虽然很早就出现，但是对它的研究还是近些年来才开始。在上世纪20年代，由于石油工业的发展促进了三大合成材料品种的不断增多，高分子膜材料的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始，在30年代已经将纤维膜应用于超滤分离；40年代则出现了离子交换膜和点渗析分离法；50年代出现了饭渗透法膜分离技术；60年代又加拿大和美国学者分别成功的制造出了高效能膜和超过滤膜，总之，国外高分子膜材料技术的发展是迅速的。近年来，我国的科研工作者也开始重视这方面的研究，膜的汇总类及应用范围在不断

6、扩大，其中用量最大的是选择性分离膜，如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等等。目前已应用的领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的孩子早、医药、食品农药、化工等各个方面。 众所周知，进入二十一世纪以后，环境已经成为制约各国发展的重要因素，各种各样的工业废水、废气以及工业垃圾对环境造成了巨大破坏。而高分子膜材料以其独特的微处理性可以很好的清除废水、废气以及工业垃圾中所含有的有毒重金属、有机物和矿物质等物质，因而在新世纪高分子膜材料必然迎来新的发展。1.2高分子膜材料的研究分类目前，高分子膜材料的种类繁多，而且分类方法也不相同，关于高分子膜材料的分类

7、方法一般包括两个方面：已是制备方法，二是膜的性能测定方法，两者结合起来可以探讨膜的性能也合成条件之间的关系，从而达到有目的地合成性鞥有一得膜材料。目前一般常用的合成方法有溶液铸膜法、水面展开法、等离子体聚合法、相转换法、紫外光照射接枝法、熔融压膜法等。在膜的性能中，透过或分离性能最为重要，其分离特性与孔径的大小很有关系，所以测定孔径大小的方法就成为研究的主要手段。常用的方法有泡压法、气体渗透法、压泵法、吸附法、电子显微镜法等等。1.2.1膜分离技术目前膜分离技术在许多方面得到了广泛应用，而且在某些方面还应用得比较成熟。与传统分离方法（蒸发、萃取或离子交换等）相比，它是在常温下操作，最适宜对热敏

8、性物质和生物活性物质进行分离与浓缩，因而在化工、轻工、电子、纺织、冶金、污水处理等领域得到广泛应用。在膜技术的发展中，膜材料的开发是极其重要的工作，而高分子材料在膜分离中占有重要地位，所以许多专家学者对高分子分离膜材料的制备、结构、改性及性能都进行了大量研究，而且取得了很多成果，改性及性能都进行了大量研究，而且取得了很多成果，在此对高分子材料制备膜及其改性的研究进展进行概述。1.2.2气体膜分离法气体膜分离法是一项新型分离技术，已经在许多领域发挥了重大的作用。与传统分离方法如低温蒸馏法和深冷吸附法相比，它具有分离效率高、设备紧凑、占地面积小、能耗较低、操作简便、维修保易、投资较少等优点，因此显

9、示出优良的应用前景。其中气体膜分离法在分离CO2/CH4的领域2医用壳聚糖膜的性能与制备2.1医用壳聚糖膜的性能 2壳聚糖(chitosan)为甲壳素N-脱乙酰基所得的产物,在天然高分子中的含量仅次于纤维素。壳聚糖是一种新型的天然医用生物材料,它具有无毒性、生物可降解、生物活性、生物相容性和抗菌性等众多优点，广泛应用于水处理、生物医学、化妆品、农业和食品工业中。另外,有研究表明壳聚糖能促进凝血,促进生长因子TGF-1 的释放,从而加快伤口愈合的作用。壳聚糖作为一种天然的材料,不仅无毒、无污染,而且具有很好的生物降解性和相容性，这符合环保以及经济可持续发展的要求 。故而，对于壳聚糖的研究，有很大

10、的必要性及经济性，符合发展要求。 壳聚糖膜以其优良特性越来越被重视，并已广泛应用于临床及研究。在人工肾膜透析膜、人工皮肤、口腔溃疡膜、牙周引导组织再生膜、药物载体控释膜及相关组织工程等方面已取得了令人欣喜的结果。以下从壳聚糖的制备、应用两个方面对壳聚糖生物材料进行了重要综述。2.2医用壳聚糖膜的制备2.2.1制备膜的壳聚糖分子量的问题 分子量小的壳聚糖分子链较短,成膜过程中分子排列的规整性较高,所以结晶度较高、,排列较规整,酶作用的位点相对较多，从电镜照片上可以看出低分子量壳聚糖膜表面较粗糙所以低分子量壳聚糖膜抗拉强度、透光型较低,而渗透性、透气性较好,易于被溶菌酶降解而高分子量膜则相反。高玉

11、香等发现制备壳聚糖膜的壳聚糖Mr越大,成膜性越好。Mr（相对分子量）小于2900的药物可以透过壳聚糖膜,Mr越小,透过越容易。药物可由壳聚糖膜的厚度、结构等来控制释放。壳聚糖膜本身兼有抗菌消炎，抗纤维增生作用。 2.2.2制备膜的壳聚糖溶液浓度的问题制备膜的壳聚糖溶液的粘度和其浓度是正相关的，通过实验研究发现，制备膜的壳聚糖溶液浓度太小时成膜性差、薄、膜的强度小、不易剥离但通透性好而脱乙酰程度高且浓度大的壳聚糖溶液成膜时则相反，但当壳聚糖浓度太大时，成膜液粘稠，不容易脱气，在制膜时易形成气泡，使膜不平.因而采用1.5-2%的壳聚糖浓度值制成的膜较好。2.2.3制备膜时干燥方法的问题 通常是用流

12、延法在室温下自然晾干,但具体到应用于组织工程及药物载体为了有更高的孔隙率和吸水性,并尽可能在水中基本不溶胀。目前采用冷冻诱导相分离法已获得了很好的效果，具体是将壳聚糖溶液流延于玻璃皿,置于冷冻柜中冷冻成型;样品完全冻结后真空干燥12 h,取出将壳聚糖膜浸入碱液中和残留的醋酸数小时,用蒸馏水反复冲洗至中性,重新冷冻,再于真空中干燥8 h,即得壳聚糖膜。含有壳聚糖溶液在冷冻的过程中将会发生水与成膜材料的相分离,并在随后的真空干燥过程中,冰升华为水蒸气被抽走,这样原来冰的位置就形成了孔洞,而材料被保留下来形成了多孔膜。3高分子膜材料的性能3.1膜的透过性 膜的透过性是高分子膜材料非常重要的性能之一，

13、几乎所有关于膜的问题都涉及此性能。由于高分子膜材料具有良好的气体透过性，所以可以利用其各种气体的透过性的不同来达到分离的目的。为了能更有效的控制膜的透过性，许多学者对其影响透过性的因素进行研究。但结果表明，膜的透过率对温度的依赖性仅与膜的组成材料有关。3.2膜的电性能随着膜材料研究的发展，具有各种良好电性能的膜也相继出现。如聚毗咯就是这种具有高导电率的膜材料，但是它难溶、难熔、难加工的缺点使其使用性受到了很大的限制。目前有许多研究工作是通过聚毗咯与其他柔性高聚物在分子水平上进行复合，而获得具有高的力学性能和导电性能的高分子复合膜材料。3.3膜的实用性众所周知，衡量一种产品的的关键就是实用性。现

14、而今的经过高科技合成的高分子膜材料已经拥有了无毒、耐磨、可降解等对人类有利得特点，因而高分子膜材料具有很高的实用性能，其性价比随着工业化的生产而提高。所以，高分子膜材料具有很高场前景和巨大的发展潜力，成为许多投资商的首选之一。4高分子膜材料的应用4.1气体膜分离法的应用4.1.1石油采集中的应用石油采集中由于压力不断下降，为了提高出率，采取了注入惰性气（CO2）的强化采油技术（EOR）。被采集的石油及烃类气体中含有大量的CO2，如果将其直接排放到大气中，必然会导致空气中CO2含量的快速增加，从而使全球变暖的环境问题加剧，因此CO2的分离和回收显得非常必要。4.1.2天然气回收中的应用天然气中含

15、有大量的酸气（如CO2等）和水蒸气，去除其中的酸气可以提高天然气的热值，减少管道腐蚀。由于天然气一般都处于高压状态，采用膜分离法可节省动力，因而吸引了许多研究者从事该过程的设计和评价，特别是膜技术与吸收法耦合工艺具有非常大的优势。4.1.3开发生物气中的应用生物气一般含有50%70%甲烷气，且来源于垃圾填平地带，如开发出来则会对减少化石燃料的使用有很大帮助。通过膜分离方法与吸收法综合效果的比较，膜分离法比吸收法可以回收更多的甲烷，投资也少，因而具有更大的优势。4.2离子交换膜的应用离子交换膜的离子交换能力和含水量极大地影响膜的性能。膜的离子交换能力和载体的浓度越大，膜的选择性和渗透率将越大。含

16、碱金属盐或胺化合物的液膜具有高的二氧化碳选择性，但是由于液膜不稳定。亲水性的吸水膨胀的离子交换膜能够有效地吸附水性载体溶液，因此表现出高的稳定性。5高分子膜材料的发展前景5.1壳聚糖膜用于局部药物控释的进展壳聚糖成膜后在缓释药物和定向运送药物方面具有重要的研究和开发价值,常常被用作药物缓释的载体2425。壳聚糖缓释膜剂一般是将药物溶解、均匀分散在成膜材料中制成的薄膜,可贴敷在皮肤和黏膜创伤或溃疡的表面上进行覆盖,有利于创面愈合。目前壳聚糖膜应用于药物载体时通常以共混膜或复合膜的形式出现，从而即提高了膜的相关性能又改善的药物的释放。常见的用于壳聚糖共混膜或复合膜的有聚乙烯醇、明胶、胶原、葡甘聚糖

17、、三聚磷酸钠、邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸钠等。壳聚糖共混膜及复合膜是比单纯壳聚糖膜药物载体更适和相关治疗及释放的目的。5.2高分子膜材料的发展前景各种各样的高分子膜材料在各个领域发挥着其独特的作用，从最低级的农田覆盖保护膜到比较高级的离子交换膜、高分子分离膜等等，高分子膜材料的应用越来越广。所以，在新的世纪，随着化学科学的发展及人类的需要，高分子膜材料必将迎来一个发展的高峰期，而不会使在上个世纪初的那种缓慢的、只有单一的人或者研究所在研究。这一点，从各个大学、学院把材料这一学科从开始分属于化学学科到现在单独的进行分类研究就可一得出这样的结论。由于高分子材料拥有传统金属、陶瓷等材料所部未有的优势，

18、那么，作为高分子材料的一员，高分子膜材料也必将拥有极大的发展前景。膜分离技术的核心是膜，分离膜材料的化学性质和膜的结构对膜分离的性能起着决定性影响。合成高材料以其良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸、碱、微生物侵蚀和耐氧化性能，一直占据分离膜材料的主导地位。但目前这类高分子材料大多为已有商品高分子，并非按膜分离需要设计合成，这也是目前一些膜性能不理想的原因，因此根据现今对膜分离机理的认识，继续合成各种分子结构的功能高分子，制成均质膜，定量地研究分子结构与分离性能之间的关系；根据不同的分离对象，引入不同的活化基团，通过改变高分子的自由体积和链的柔软性，改进其分离性能或改变其物理、化学性质；发展高分子合金，使膜具有性能不同甚至截然相反的基团，在更大范围内调节其性能，是高分子膜材料将要集中研究的几个方面。 参考文献 1 王志斌，申静，高朝祥，周文高分子膜材料在膜分离过程的应用.四川化工职业技术学院，四川泸州646005)2滕一万1，武法文2，王辉1，李磊1，张志炳1 CO2/CH4高分子气体分离膜材料