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

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1、 鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣 轻便赛车轻便赛车 波音波音757AV8B鹞式飞机鹞式飞机 内容概要功能高分子材料简介功能高分子材料简介几种类型的高分子材料几种类型的高分子材料导电高分子导电高分子可降解高分子可降解高分子高分子吸附剂高分子吸附剂高分子功能膜高分子功能膜生物医用高分子生物医用高分子 什么是功能高分子什么是功能高分子?一般说来，利用其力学性能的高分一般说来，利用其力学性能的高分子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性利用力学性能以外性能的高分子，叫做功能高分能以外性能的高分子，叫做功能高分子子。功能高分子（。功能高

2、分子（FP,Functional Polymer）一般带有官能团，化学结构）一般带有官能团，化学结构较复杂，因此，难以按化学结构来分较复杂，因此，难以按化学结构来分类，一般按照其功能来分类。类，一般按照其功能来分类。 按照功能来分类按照功能来分类:1.化学功能化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、化还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等高分子增感剂、分解性高分子等 2.物理功能物理功能导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分

3、子半导体）、高介电性高分固态离子导体、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（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等；材料、高分子光致变色材料等； 3.复合功能复合功能高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分表面活性剂、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、医用功能生物、医用功能抗血栓

4、、控制药物释放和生物活性等抗血栓、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：按照功能特性通常可分成以下几类：（1 1）分离材料和化学功能材料）分离材料和化学功能材料（2 2）电磁功能高分子材料）电磁功能高分子材料（3 3）光功能高分子材料）光功能高分子材料（4 4）生物医用高分子材料）生物医用高分子材料 从制造和结构的角度考虑：从制造和结构的角度考虑：结构型功能高分子结构型功能高分子 复合型功能高分子复合型功能高分子 种种 类类 功功 能能 特特 性性 应应 用用 示示 例例1.1.分离材料和化学功能高分子材料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

5、、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2.2.电磁功能高分子材料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、

6、磁盘电致变色材料 光电效应 显示、记录 种种 类类 功功 能能 特特 性性 应应 用用 示示 例例3.3.光功能高分子材料光功能高分子材料光致变色、显示和发光材料光致变色、显示和发光材料 光色、光电效应光色、光电效应 自动调节光线明暗自动调节光线明暗 的太阳镜和窗玻璃的太阳镜和窗玻璃 等、显示、记录等、显示、记录液晶高分子液晶高分子 偏光效应偏光效应 显示、连接器显示、连接器荧光高分子材料荧光高分子材料 光化学作用光化学作用 情报处理、荧光染料情报处理、荧光染料光降解高分子材料光降解高分子材料 光化学光化学 环境保护环境保护光盘基板材料光盘基板材料 光学原理光学原理 高密度记录和贮存信息高密度

7、记录和贮存信息4.4.生物医用高分子材料生物医用高分子材料人工器官材料人工器官材料 仿人体功能与替代仿人体功能与替代 人体脏器人体脏器 修补作用修补作用药物高分子药物高分子 药理作用药理作用 治疗动脉硬化、抗血栓治疗动脉硬化、抗血栓降解性缝合材料降解性缝合材料 化学降解化学降解 非永久性外科材料非永久性外科材料 导电高分子材料导电高分子材料 2000年年10月月10日，瑞典皇家科学院宣布日，瑞典皇家科学院宣布了了2000年诺贝尔化学奖获得者，美国加利福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尼亚大学的物理学家艾伦.J.黑格教授、美国黑格教授、美国宾夕法尼亚大学的化学家艾伦宾夕法尼

8、亚大学的化学家艾伦.G.马克迪亚马克迪亚米德教授和日本筑波大学的化学家白川英树米德教授和日本筑波大学的化学家白川英树教授，因为他们发现了导电塑料。教授，因为他们发现了导电塑料。掺杂聚乙炔掺杂聚乙炔 几种导电高分子的掺杂情况几种导电高分子的掺杂情况 复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加加入一定数量的导电物质入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等金属纤维、金属氧化物等)组合而成。该类材料兼有高分组合而成。该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。与金属相比较子材料的易加

9、工特性和金属的导电性。与金属相比较,导电导电性复合材料具有性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等调范围大、价格低等优点。优点。复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种:一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混；进行共混；另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。 炭黑是天然的导电材料炭黑是天然的导电材料,其体积电阻率约为其体积电阻率约为0.1100cm-1。它不仅原料易得。

10、它不仅原料易得,导电性持久稳定导电性持久稳定,而且可以而且可以大幅度调整复合材料的电阻率大幅度调整复合材料的电阻率(1108cm-1)。由炭黑填。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材料。的一种导电高分子材料。金属纤维的填充量对导电性能的影响规律与炭黑填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充的情形相类似。但由于纤维状填料的接触几率更大,因因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。 结构型导电高分子是指高分子材料

11、本身或经少量掺结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质杂后具有导电性的高分子物质,一般由电子高度离域的共一般由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。离子型离子型导电高分子通常又叫高分子固体电解质，其导电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。时的载流子主要是离子。电子型电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料分子材料,导电时的载流子是电子导电时的载流子是电子(或空穴或空穴)，这类材料是，这类材料是目前世界上导电高分子材料研

12、究开发的重点。目前世界上导电高分子材料研究开发的重点。 导电高分子是由含导电高分子是由含 电子的共轭高聚物通过化学或电电子的共轭高聚物通过化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。（1）通过控制掺杂度，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，而重量仅为铜的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增加，而垂直拉伸方向的电导率基本不变，呈现强的电导各向异性；（3）尽管导电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）

13、导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子，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述。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：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，若晶半导体。以单晶硅为例，每个硅原子有四个价电子，若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，无论硅与硼之间是否发生电后，由于硼原子是缺电子的，无论硅与硼

14、之间是否发生电子转移，在晶格中都有一个正的子转移，在晶格中都有一个正的“空穴空穴”，这即所谓，这即所谓p p掺掺杂；反之，若晶格中有一个硅原子被一个具有五个价电子杂；反之，若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一个电子，的磷原子取代后，该格点上就比别的格点多出一个电子，这即所谓这即所谓n n掺杂。掺杂。 导电高分子的掺杂则是通过氧化还原反应实现的。掺导电高分子的掺杂则是通过氧化还原反应实现的。掺杂的方式主要有两种：杂的方式主要有两种：化学掺杂法化学掺杂法，即通过加入第二种不同氧化态的物质，使，即通过加入第二种不同氧化态的物质，使之与聚合物接触并反应；之

15、与聚合物接触并反应；电化学掺杂法电化学掺杂法，即聚合物作为电极，掺杂剂作为电解质，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还原反应而直接改变，在通电条件下使聚合物链发生氧化还原反应而直接改变其荷电状态。其荷电状态。前者简单易行，有利于了解掺杂前后聚合物结构与性前者简单易行，有利于了解掺杂前后聚合物结构与性能的变化；后者时间短，效率高，易于得到导电聚合物薄能的变化；后者时间短，效率高，易于得到导电聚合物薄膜。除此之外，还有诸如膜。除此之外，还有诸如酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注入掺杂等入掺杂等方法。方法。 掺杂对于电子导电聚合物导电能力的改变具

16、有非常重要掺杂对于电子导电聚合物导电能力的改变具有非常重要的意义，其导电性能往往会增加几个数量级。掺杂过程中，的意义，其导电性能往往会增加几个数量级。掺杂过程中，掺杂剂分子插入聚合物分子链中，通过两者之间掺杂剂分子插入聚合物分子链中，通过两者之间氧化还原反氧化还原反应应完成电子转移过程完成电子转移过程p型掺杂剂型掺杂剂在掺杂反应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

17、对苯醌二甲烷（TCNQ），四氯对苯醌、二氯二氰代苯醌（DDQ）等。n型掺杂剂型掺杂剂在掺杂反应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：型掺杂是由于导电高分子的部分氧化，即：x 聚合物聚合物 (聚合物聚合物+y)x+(xy)e-n型掺杂则是由于导电高分子的部分还原，即：型掺杂则是由于导电高分子的部分还原，即：x聚合物聚合物+(xy)e-(聚合物聚合物-y)x 上述过程可通过电化学或化学方法完成。为了维持上述过程可通过电化学或化学方法完成。为了维持电中性，电中性，p型掺杂和型掺杂和

18、n型掺杂都必须提供一个型掺杂都必须提供一个对离子对离子，如，如(聚合物聚合物+y)x+（xy）A-(聚合物聚合物+y)A-y x(聚合物聚合物-y)x+（xy）M+M+y(聚合物聚合物-y) 导电高分子具有下列特点导电高分子具有下列特点:(1)与金属相比与金属相比,重量轻重量轻;(2)成型性好成型性好,用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其纤用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其纤维化、薄膜化，制成涂料维化、薄膜化，制成涂料,以及得到人们所需要的其他形以及得到人们所需要的其他形状，而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜状，而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜,以其大以其大的面积的面积/厚度比来补

19、偿它的电导率较低的不足；厚度比来补偿它的电导率较低的不足；(3)易于合成和进行分子设计、材料设计易于合成和进行分子设计、材料设计,从而能较好地满从而能较好地满足科学技术对这类功能材料提出的各种要求；足科学技术对这类功能材料提出的各种要求；(4)原料来源广原料来源广 v电磁波屏蔽电磁波屏蔽 随着各种商用和家用电子产品数量的迅速增加随着各种商用和家用电子产品数量的迅速增加,电电磁波干扰已成为一种新的社会公害，对电子仪器、设备磁波干扰已成为一种新的社会公害，对电子仪器、设备进行电磁波屏蔽是极为重要的。直接使用混有导电高分进行电磁波屏蔽是极为重要的。直接使用混有导电高分子材料的塑料做外壳子材料的塑料做

20、外壳,因其成形与屏蔽一体，较其他方因其成形与屏蔽一体，较其他方法法,如使用太重又不方便的金属板作外壳、在塑料外壳如使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、通过电上涂一层金属或含有碳粉、碳纤维的导电涂料、通过电镀金属将外壳覆盖等等更为方便。镀金属将外壳覆盖等等更为方便。 v电子元件电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等二极管、晶体管、场效应晶体管等)导电高分子材料在掺杂状态具有半导体或金属的电导电高分子材料在掺杂状态具有半导体或金属的电导性导性,去掺杂时表现为绝缘体或半导体去掺杂时表现为绝缘体或半导体,而原来禁带宽度而原来禁带宽度较大的仍为绝缘体较大

21、的仍为绝缘体,所以可以利用这些性质来制作各种类所以可以利用这些性质来制作各种类型的元件成为二极管、晶体管及场效应晶体管等具有非型的元件成为二极管、晶体管及场效应晶体管等具有非线性电流线性电流-电压特性的电子元件。电压特性的电子元件。v微波吸收材料微波吸收材料 由于可以对导电高分子的厚度、密度和导电性进行由于可以对导电高分子的厚度、密度和导电性进行调整调整,从而可以调整微波反射系数、吸收系数从而可以调整微波反射系数、吸收系数,其吸收系其吸收系数可达数可达105cm-1。导电高分子作为微波吸收材料。导电高分子作为微波吸收材料,其薄膜其薄膜重量轻、柔性好重量轻、柔性好,可作任何设备可作任何设备(包括

22、飞机包括飞机)的蒙皮。的蒙皮。 v隐身材料隐身材料 所谓隐身材料是指能够减少军事目标的雷达特征、所谓隐身材料是指能够减少军事目标的雷达特征、红外特征、光电特征及目视特征的材料的总称。由于雷红外特征、光电特征及目视特征的材料的总称。由于雷达是军事目标侦查的主要手段达是军事目标侦查的主要手段,所以雷达波吸收材料的研所以雷达波吸收材料的研制是关键。自从导电聚合物的出现制是关键。自从导电聚合物的出现,其作为新型的雷达波其作为新型的雷达波吸收材料成为研究的热点。美国、日本、法国、印度及吸收材料成为研究的热点。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材料的研制中国相继开展了导电聚合物雷达

23、波吸收材料的研制,尤其尤其是美国空军投资开发的高聚物雷达波吸收材料，为隐身是美国空军投资开发的高聚物雷达波吸收材料，为隐身战斗机和侦察机制造战斗机和侦察机制造“灵巧蒙皮灵巧蒙皮”的设想和计划奠定了的设想和计划奠定了基础，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的发展。基础，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的发展。 可降解高分子材料可降解高分子材料可降解高分子可降解高分子材料是指在使用后的特定环材料是指在使用后的特定环境条件下境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下,使其化学结构在较短时间内发生明显变化

24、使其化学结构在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降从而引起物性下降,最终成为可被环境所消最终成为可被环境所消纳的高分子材料。纳的高分子材料。 降解高分子降解高分子生物降解生物降解淀粉添加剂淀粉添加剂天然大分子天然大分子合成聚合物合成聚合物光降解光降解添加光敏剂型添加光敏剂型化学合成化学合成氧化降解氧化降解复合降解复合降解光生物双降解光生物双降解(1)(1)生物降解高分子生物降解高分子 生物降解高分子材料是指在自然界微生物或人体及生物降解高分子材料是指在自然界微生物或人体及动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下动物体内的组织细胞、酶和体液的作用下,可使其化学结可使其化学结构发生变化构发生变化,

25、致使分子量下降及性能发生变化的高分子材致使分子量下降及性能发生变化的高分子材料。料。 添加型淀粉添加型淀粉塑料和橡胶，其生产方法是将淀粉以非偶塑料和橡胶，其生产方法是将淀粉以非偶联方式与现行塑料联方式与现行塑料(PE、PP、PS和和PVC等等)共混，淀粉含量共混，淀粉含量一般为一般为7%-15%。美国的。美国的Goodyear公司宣布试销含有部分公司宣布试销含有部分淀粉填料的轮胎淀粉填料的轮胎,该填料可以降低轮胎的滚动阻力和重量该填料可以降低轮胎的滚动阻力和重量,还还有利于环境保护。有利于环境保护。但是添加型淀粉塑料和橡胶的主要成分仍是石油基类聚但是添加型淀粉塑料和橡胶的主要成分仍是石油基类聚

26、合物合物(PE、PP、PS、PVC等等),很快降解的部分主要是淀粉很快降解的部分主要是淀粉,剩余的树脂降解仍需几百年。严格地讲剩余的树脂降解仍需几百年。严格地讲,添加淀粉的可降解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。塑料不具备降解机理和功能，所以该类产品已不再受欢迎。 热塑性淀粉热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料，意大利研制材料是完全生物可降解材料，意大利研制出一种淀粉含量为出一种淀粉含量为70%的可降解材料，所使用的树脂是无的可降解材料，所使用的树脂是无毒的毒的,分子量在分子量在500050000，它与淀粉直接交联或产生间，它与淀粉直接交联或产生间接物理作用，从

27、而形成一连续相。此种合金有良好的成型接物理作用，从而形成一连续相。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，缺点性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能，缺点是有亲水性，不宜用于食品包装而且价格较高。是有亲水性，不宜用于食品包装而且价格较高。德国的德国的Battele研究所开发出了淀粉含量为研究所开发出了淀粉含量为90%的降解的降解塑料塑料,可作为包装材料使用可作为包装材料使用,以聚氯乙烯为取代目标。美国以聚氯乙烯为取代目标。美国开发了一种热塑性淀粉材料，是以变性淀粉为主，且配有开发了一种热塑性淀粉材料，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材

28、料少量其它生物降解性添加剂的天然聚合物材料,淀粉含量高淀粉含量高达达90%100%，材料的性能类似于聚苯乙烯，可完全生物，材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、包装材料。降解，且降解可控，产品广泛用于医用器材、包装材料。 化学合成型化学合成型生物降解高分子：该类生物降解高分子生物降解高分子：该类生物降解高分子材料多是在分子结构中引入酯基结构的聚酯。工业化的材料多是在分子结构中引入酯基结构的聚酯。工业化的有聚乳酸有聚乳酸(PLA)和聚己内酯和聚己内酯(PCL)。PLA在医学领域内被在医学领域内被认为是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制备工认为是最重要的可

29、完全生物降解的高分子。由于制备工艺、成本的限制艺、成本的限制,该类材料的研究起步较晚该类材料的研究起步较晚,但越来越受到但越来越受到重视。由于可完全降解重视。由于可完全降解,所以应用前景较好所以应用前景较好,但是降解机理但是降解机理仍不完全清楚。仍不完全清楚。 微生物合成高分子微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制材料是由生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微得的一类高分子材料，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。生物多糖，此种产品的特点是能完全生物降解。研究发现，有许多可用于合成微生物聚酯的细菌，一研究发现，有许多

30、可用于合成微生物聚酯的细菌，一般发酵底物是般发酵底物是C1-C5的化合物。聚的化合物。聚-羟基丁酸酯羟基丁酸酯(PHB)是是细菌与藻类的贮存产物，细菌与藻类的贮存产物，70年代由英国年代由英国ICI公司开发成功公司开发成功并进行生产，可以完全生物降解并进行生产，可以完全生物降解,但力学和热学性能不佳。但力学和热学性能不佳。为了改善这一点，另一家公司开发了为了改善这一点，另一家公司开发了-羟基丁酸与羟基丁酸与-羟基羟基戊酸戊酸(HV)的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的高分子材料。的高分子材料。0.025mm厚的厚的PHB或或PHB-HV膜在海水膜在

31、海水中中6周已穿孔周已穿孔,堆肥堆肥7周可降解周可降解70%80%。PHB-HV可以可以制成瓶、膜和纤维制成瓶、膜和纤维,应用广泛。应用广泛。(2)光降解高分子光降解高分子 在制备塑料时在制备塑料时,通过向塑料基体中加入光敏剂通过向塑料基体中加入光敏剂,使其使其在光照条件下可诱发光降解反应，此类塑料称为光降解在光照条件下可诱发光降解反应，此类塑料称为光降解塑料。塑料。光降解引发剂有很多种光降解引发剂有很多种,包括过渡金属的各种化合包括过渡金属的各种化合物物,如如:卤化物、乙酰基丙酮酸盐、二硫代氨基甲酸盐、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

32、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。它一些聚合物。 不同寿命的降解高分子材料还可以通过改变不同寿命的降解高分子材料还可以通过改变Ni,CoNi,Co等等稳定二硫代氨基甲酸盐和稳定二硫代氨基甲酸盐和Fe,CuFe,Cu等二硫代氨基甲酸盐的比等二硫代氨基甲酸盐的比例得到。此外联二茂铁也可以引发光降解反应例得到。此外联二茂铁也可以引发光降解反应,其降解速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，就可以根据该材料的使用期限选择与降解速度的曲线，就可以根据该材料的使用期限选择适当的用量。适当的用量。

33、除了以上光降解高分子外除了以上光降解高分子外,还有一类重要的合成光降解还有一类重要的合成光降解高分子，即通过共聚反应将羰基型感光基团引入高分子链高分子，即通过共聚反应将羰基型感光基团引入高分子链而赋予其光降解特性。光降解活性的控制则是通过改变羰而赋予其光降解特性。光降解活性的控制则是通过改变羰基基团含量来实现。已经工业化的此类合成光降解高分子基基团含量来实现。已经工业化的此类合成光降解高分子有乙烯有乙烯-乙烯酮共聚物和乙烯乙烯酮共聚物和乙烯-CO共聚物。共聚物。(3)光和生物双降解高分子光和生物双降解高分子 光光-生物双降解高分子材料，具有光、生物双降解功能生物双降解高分子材料，具有光、生物双

34、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起来,一方面可以加速降解一方面可以加速降解,另一方面可以利用光敏剂体系另一方面可以利用光敏剂体系可调的特性达到人为控制降解的目的。可调的特性达到人为控制降解的目的。光降解和生物降解的结合不仅提高了材料降解的可控性，光降解和生物降解的结合不仅提高了材料降解的可控性，而且还克服了单纯光降解材料在阳光不足或非光照条件下难而且还克服了单纯光降解材料在阳光不足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。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

35、高分子材料的一大应用领域是在农业上。在生物降解高分子材料的一大应用领域是在农业上。在适当的条件下，可生物降解高分子材料经有机降解成为混适当的条件下，可生物降解高分子材料经有机降解成为混合肥料合肥料,或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素/壳聚糖制壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降解壳聚糖的生物降解高分子材料高分子材料,其降解产物不但有利于植物生长其降解产物不但有利于植物生长,还可改良土壤还可改良土壤环境。环境。降解高分子当前存在的问题主要是价格昂贵降解高分子当前存在的问题主要是价格昂贵,难以推广难以推广

36、利用。淀粉填充型塑料降而不解利用。淀粉填充型塑料降而不解,生物降解塑料的用后处理生物降解塑料的用后处理需要全面的堆肥建设。另外需要全面的堆肥建设。另外,降解塑料自身技术如更合理的降解塑料自身技术如更合理的工艺配方、准确的降解时控性、用后快速降解性、彻底降工艺配方、准确的降解时控性、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。善。 高分子吸附剂高分子吸附剂吸附剂的分类：吸附剂的分类：(1)非离子型高分子吸附剂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结构中不包非离子型吸附树脂主要是指在分子结构中不包含离子

37、性基团，主要依靠分子间范德华力进行吸附的含离子性基团，主要依靠分子间范德华力进行吸附的高分子树脂。它主要用在色谱分离中作为载体和固定高分子树脂。它主要用在色谱分离中作为载体和固定相、环境保护中作为污染物富集材料、动植物中有效相、环境保护中作为污染物富集材料、动植物中有效成分的分离提取与纯化过程中。非离子型高分子吸附成分的分离提取与纯化过程中。非离子型高分子吸附剂品种较多，根据极性大小，可以分成非极性、弱极剂品种较多，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，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。可分成聚苯乙烯型、聚丙

38、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 金属阳离子配位型吸附剂又称为高分子螯合剂，是一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。其特征是高分子骨架上连接有能够类重要的功能高分子。其特征是高分子骨架上连接有能够对金属离子进行配位的螯合功能基，对多种金属离子具有对金属离子进行配位的螯合功能基，对多种金属离子具有选择性螯合作用，因此这类吸附树脂能够浓缩和富集各种选择性螯合作用，因此这类吸附树脂能够浓缩和富集各种金属离子。金属离子。作为吸附剂使用的高分子螯合剂主要有两类：一类是作为吸附剂使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

39、高分子螯合剂。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要满足两方面的要求：具有螯合功能的高分子需要满足两方面的要求：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。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，主要是素，主要是O、N、S、P、As、Se等。等。(3)(3)离子型吸附

40、树脂离子型吸附树脂 这种高分子材料的骨架中含有某些酸性或碱性基团，这种高分子材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能够与阳离子或阴离子通过静电引力在溶液中解离后分别能够与阳离子或阴离子通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结构：一部分是高分子骨架，其作用是树脂主要有两部分结构：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，它是离子交换能动力学条件；另一部分是离子交换基团，它

41、是离子交换能力和吸附选择性的决定因素。根据聚合物骨架上所带离子力和吸附选择性的决定因素。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、酸碱两性和氧化还原几种。另外一种使用更为、弱碱型、酸碱两性和氧化还原几种。另外一种使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。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行离子型吸附树脂的主要功能之一是对相应的离子进行离子交换，交换次序取决于离子交换基团与被交换离子的离子交换，交换次

42、序取决于离子交换基团与被交换离子的亲和能力的差异，而这些差异又取决于多种因素，例如离亲和能力的差异，而这些差异又取决于多种因素，例如离子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。一般来说，由于使用目的和条件的不同，对离子型吸一般来说，由于使用目的和条件的不同，对离子型吸附树脂有不同的具体要求：附树脂有不同的具体要求：a.良好的稳定性；良好的稳定性；b.良好的耐良好的耐溶剂性质；溶剂性质；c.良好的机械性能；良好的机械性能；d.具有一定的离子交换容具有一定的离子交换容量；量；e.对特定离子应具有选择性吸附能力；对特定离子应具有选择性吸附能力；f.具

43、有较大的比具有较大的比表面积、适宜的孔径和孔隙率。表面积、适宜的孔径和孔隙率。 吸水性高分子吸附剂：吸水性高分子吸附剂：高吸水性树脂的研究始于高吸水性树脂的研究始于60年代，世界上最早开年代，世界上最早开发的一种高吸水性树脂是淀粉发的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产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。物，即在淀粉上接枝丙烯氰然后水解而成。按原料组成分：按原料组成分：改性的天然高分子改性的天然高分子（包括淀粉类和纤维素类）（包括淀粉类和纤维素类）全人工合成的高分子全人工合成的高分子（包括聚丙烯酸系树脂、聚丙（包括聚丙烯酸系树脂、聚丙烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚

44、环氧乙烷系树脂烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚环氧乙烷系树脂等）等）通常情况下，纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比通常情况下，纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比淀粉类树脂低，但是吸水速度快是其特点之一，在淀粉类树脂低，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。一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。 高吸水性树脂的结构特征：高吸水性树脂的结构特征：a.分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键；能够与水分子形成氢键；b.树脂具有交联结构；树脂具有交联结构；c.聚合物内部具有较高的离子浓度；聚合物内部具有较高的离子浓

45、度；d.聚合物具有较高的分子量聚合物具有较高的分子量 吸油性高分子：吸油性高分子：高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料,对于对于不同种类的油，少则可吸自重的几倍不同种类的油，少则可吸自重的几倍,多则近百倍多则近百倍,吸油吸油量大、吸油速度快且保油能力强，在工业的废液处理量大、吸油速度快且保油能力强，在工业的废液处理以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。添加剂等。 高吸油性树脂的结构特征：高吸油性树脂的

46、结构特征：高分子之间形成一种三维的交联网状结构，高分子之间形成一种三维的交联网状结构，材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基材料内部具有一定微孔结构。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。生膨润。基于交联的存在，该树脂不溶于油中。由此可见由此可见,交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有密切关系。性能有密切关系。 当将高吸油性树脂投入油中时当将高吸油性树脂投入油中时,刚开始是分子刚开始是分子扩散控制扩散控制,当一定量的油分子进入后，油分子和高当一定量的油

47、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，尚不足以使高分子链段伸展开，实际上还比较少，尚不足以使高分子链段伸展开，实际上仍然卷曲缠结着，因此仍然是分子扩散控制；当油仍然卷曲缠结着，因此仍然是分子扩散控制；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，网络中只有共价键交联的交联点存在，这展开来，网络中只有共价键交联的交联点存在，这时才开始是由热力学推动力推动时才开始是由热力学推动力推动(即由热力学不平即由热力学不平衡态向平衡态方向进行衡态向平衡态方向进行)。当高分子

48、充分溶胀，从。当高分子充分溶胀，从高分子弹性力学模型可知，高分子链伸展到一定程高分子弹性力学模型可知，高分子链伸展到一定程度会慢慢回缩度会慢慢回缩,即存在弹性回缩力，最终达到热力即存在弹性回缩力，最终达到热力学平衡态。学平衡态。 吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子吸附性高分子材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材料，从外观形态或分子有选择性亲和作用的高分子材料，从外观形态上看，主要有上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。几种。吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响

49、，还与使用环境关系密切：因素的影响，还与使用环境关系密切：(1)温度因素温度因素(2)(2)树脂周围的介质树脂周围的介质流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的扩散系数等流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的扩散系数等 水处理水处理水的软化，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原子能工业铀、钍的提炼；反应堆用水的净化；放射性废水的处理催化剂催化剂蔗糖的转化；酯化反应；水解反应；烷基化反应；缩合反应制药工业制药工业抗菌素的分离提炼精制；生化药物的

50、分离精制；氨基酸、蛋白质的分离；生物碱的分离；药物添加剂 在农业方面农业方面，由于具有惊人的吸水能力，常常作为农用保水剂，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形成一个局部湿润的环境，对作物来说相当于一个微型水源。在沙漠和荒漠中进行绿化，高吸水性树脂能够发挥非常重要的作用。水果、蔬菜在一般条件下难以保鲜，用高吸水性树脂开发出一种可调节水分的包装薄膜，用于包装果蔬，可在一定程度上调节局部体系的气氛、湿度，从而控制水果、蔬菜的呼吸代谢。 建筑方面建筑方面，将高吸水性树脂与其他高分子材料混合后，可以加工成止水带，在土建工程中是理想的止水材料。利用吸水膨胀性能，添加到其他建筑材

51、料中，可以作为水密封材料，用于堵漏。卫生用品制造卫生用品制造方面是应用最早，也是现在使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，提高运动自由度和着装感；做成纸尿裤，由于锁住水分，感觉更舒适。在医疗方面在医疗方面，吸水树脂凝胶可抑制血浆蛋白质和血小板的粘着，因而可作抗血栓材料。另外用高吸水性树脂制成的人工肾过滤材料，可以调节血液中的水分含量。 三废处理三废处理由于高吸油性树脂的密度低由于高吸油性树脂的密度低,可以浮在水面上可以浮在水面上,因而因而处理水面浮油效果非常好处理水面浮油效果非常好,特别是对海洋石油以及运输特别是对海洋石油以及运输泄漏非常有效。当和其它材

52、料组合形成的复合材料泄漏非常有效。当和其它材料组合形成的复合材料,如如用无纺布包覆粒状固体用无纺布包覆粒状固体(形状可调节形状可调节),),可以替代传统的可以替代传统的吸油垫吸油垫,如聚丙烯垫、聚苯乙烯垫等。也有直接应用树如聚丙烯垫、聚苯乙烯垫等。也有直接应用树脂粒子的悬浮液脂粒子的悬浮液,粒状固体水浆粒状固体水浆(浓度浓度50%60%),从油从油水混合体系中分离除去油水混合体系中分离除去油,将工业污水经过处理后再排将工业污水经过处理后再排放到江湖中。放到江湖中。 芳香剂、杀虫剂、诱鱼剂基材芳香剂、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将吸收了如芳香剂的高吸油性树脂放在空

53、气中,树脂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。如会缓慢地释放出来。如,日本触媒制造的外观透明的片状日本触媒制造的外观透明的片状固体材料的高吸油性树脂固体材料的高吸油性树脂,可用作芳香剂或杀虫剂的载体可用作芳香剂或杀虫剂的载体基材。基材。作为合成树脂的改性添加剂作为合成树脂的改性添加剂 作为储油设备密封材料的添加改性剂作为储油设备密封材料的添加改性剂,将高吸油性树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形状脂和纤维基材以及合成橡胶粘合剂等混合制成各种形状的密封材料的密封材料,具有极好的油封性能具有

54、极好的油封性能,且当油溶胀后且当油溶胀后,强度损强度损失很小，其中高吸油性树脂占失很小，其中高吸油性树脂占5%30%(质量质量)。 高分子功能膜高分子功能膜高分子功能膜的分类高分子功能膜的分类按构成膜的材料分按构成膜的材料分天然高分子膜、有机合成高天然高分子膜、有机合成高分子膜分子膜按膜的结构分按膜的结构分(a)对称膜对称膜疏松的多孔膜和致密的无孔膜疏松的多孔膜和致密的无孔膜(b)非对称膜非对称膜多孔膜、叠合膜和复合膜多孔膜、叠合膜和复合膜(c)离子交换膜离子交换膜按分离过程推动力分按分离过程推动力分压力差膜、浓度差膜、压力差膜、浓度差膜、温度差膜和电位差膜温度差膜和电位差膜(4)按膜材料的宏

55、观外形结构分按膜材料的宏观外形结构分(a)管状膜：容易清洗，适用于分离浓度很高或者污物管状膜：容易清洗，适用于分离浓度很高或者污物较多的场合，但是使用密度较小，在一定使用体积下，较多的场合，但是使用密度较小，在一定使用体积下，有效分离面积最小。有效分离面积最小。(b)中空纤维膜：主要应用于血液透析设备和人工肾脏中空纤维膜：主要应用于血液透析设备和人工肾脏的制备，缺点就是容易在使用中受到污染，一旦污染较的制备，缺点就是容易在使用中受到污染，一旦污染较难清洗。难清洗。(c)平面型分离膜：容易制作，使用方便，成本低廉；包平面型分离膜：容易制作，使用方便，成本低廉；包括无支撑型、支撑型和增强型三类。括

56、无支撑型、支撑型和增强型三类。 被分离材料能够从膜的一侧克服膜材料的阻碍穿过分被分离材料能够从膜的一侧克服膜材料的阻碍穿过分离膜，需要有特定的内在因素与合适的外在条件。从目前离膜，需要有特定的内在因素与合适的外在条件。从目前掌握的材料看，膜分离作用有两种形式：即掌握的材料看，膜分离作用有两种形式：即过筛作用和溶过筛作用和溶解扩散作用解扩散作用。过筛作用类似于物理过筛过程，与常见的筛网材料过筛作用类似于物理过筛过程，与常见的筛网材料相比，膜的孔径要小的多。被分离物能否通过筛网取决相比，膜的孔径要小的多。被分离物能否通过筛网取决于物质粒径尺寸和网孔的大小。于物质粒径尺寸和网孔的大小。溶解扩散作用是

57、指当膜材料对某些物质具有一定溶溶解扩散作用是指当膜材料对某些物质具有一定溶解能力时，在外力作用下被溶解物质能够在膜中扩散运解能力时，在外力作用下被溶解物质能够在膜中扩散运动，从膜的一侧扩散到另一侧，再离开膜。这种作用形动，从膜的一侧扩散到另一侧，再离开膜。这种作用形式在用密度膜对气体进行分离和用反渗透膜对溶质与溶式在用密度膜对气体进行分离和用反渗透膜对溶质与溶液进行分离的过程中起主要作用。液进行分离的过程中起主要作用。 膜制备材料：膜制备材料：天然高分子材料类天然高分子材料类主要包括改性纤维素及其衍生物类，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、微原料易

58、得，成膜性能好，化学性质稳定，多用于透析、微滤、超滤、反渗透、膜蒸发和膜电泳等场合。近年来，甲滤、超滤、反渗透、膜蒸发和膜电泳等场合。近年来，甲壳素类海藻酸钠类成为了新的分离膜制备材料。壳素类海藻酸钠类成为了新的分离膜制备材料。聚烯烃类聚烯烃类包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酰胺等。主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯酰胺等。主要用于制备微滤、超滤、密度膜等。用于制备微滤、超滤、密度膜等。聚酰胺类聚酰胺类尼龙尼龙66，机械强度高，化学稳定性好，高温，机械强度高，化学稳定性好，高温性能优良。性能优良。聚砜类聚砜类含氟高分子材料含氟高分子材料有机硅聚合物类有机硅聚合物类高分子电解质类高分子电解质类(1)反渗透

59、膜反渗透膜反渗透膜主要是不对称膜、复合膜和中空纤反渗透膜主要是不对称膜、复合膜和中空纤维膜。不对称膜的表面活性层上的微孔很小（约维膜。不对称膜的表面活性层上的微孔很小（约2nm），大孔支撑层为海绵状结构；复合膜由超），大孔支撑层为海绵状结构；复合膜由超薄膜和多孔支撑层等组成。超薄膜很薄，只有薄膜和多孔支撑层等组成。超薄膜很薄，只有0.4 m，有利于降低流动阻力，提高透水速率；，有利于降低流动阻力，提高透水速率；中空纤维反渗透膜的直径极小，壁厚与直径之比中空纤维反渗透膜的直径极小，壁厚与直径之比比较大，因而不需支持就能承受较高的外压。比较大，因而不需支持就能承受较高的外压。 反渗透膜的材料主要有

60、醋酸纤维素、聚酰反渗透膜的材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，价格便宜，应用普遍。膜透水量大，脱盐率高，价格便宜，应用普遍。芳香聚酰胺膜具有优越的机械强度，化学性能芳香聚酰胺膜具有优越的机械强度，化学性能稳定，耐压实，能在稳定，耐压实，能在pH值值4-10的范围内使用。的范围内使用。聚苯并咪唑反渗透膜则能耐高温，吸水性好，聚苯并咪唑反渗透膜则能耐高温，吸水性好，适用于在较高温度下的作业。适用于在较高温度下的作业。 反渗透装置已成功地应用于海水脱盐，并达反渗透装置已成功地应用于海水脱盐，并达到饮用级的质量

61、。海水淡化的原理是利用只允许到饮用级的质量。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。用淡水分隔开的。用RO(Reverse Osmosis)进行海进行海水淡化时，因其含盐量较高，除特殊高脱盐率膜水淡化时，因其含盐量较高，除特殊高脱盐率膜以外，一般均须采用二级以外，一般均须采用二级RO淡化。但是海水脱淡化。但是海水脱盐成本较高，目前主要用于特别缺水的中东产油盐成本较高，目前主要用于特别缺水的中东产油国。国。(2)超滤膜超滤膜超滤膜是指具有从超滤膜是指具有从1-20nm细孔的多孔质膜，它几乎可细孔的多孔质膜，它几乎

62、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以完全将含于溶液中的病毒、高分子胶体等微粒子截留分离。超滤膜的分离性能就是用它所截留物质的分子量大小离。超滤膜的分离性能就是用它所截留物质的分子量大小来定义的。来定义的。超滤所用的膜为不对称膜，它的特点是膜断面形态的超滤所用的膜为不对称膜，它的特点是膜断面形态的不对称性。它是由表面活性层与大孔支撑层两层组成，表不对称性。它是由表面活性层与大孔支撑层两层组成，表面活性层很薄，厚度面活性层很薄，厚度0.1-1.5 m，膜的分离性质主要取决于，膜的分离性质主要取决于这一层。支撑层的厚度为这一层。支撑层的厚度为50-250 m，起支撑作用，它决定，起

63、支撑作用，它决定膜的机械强度，呈多孔状。膜的机械强度，呈多孔状。 超滤膜分离技术主要用于分离溶液中的大超滤膜分离技术主要用于分离溶液中的大分子、胶体微粒。通过膜的筛分作用将溶液中分子、胶体微粒。通过膜的筛分作用将溶液中大于膜孔的大分子溶质截留，是溶质分子与小大于膜孔的大分子溶质截留，是溶质分子与小分子溶剂分离的膜过程分子溶剂分离的膜过程。(3)微滤膜微滤膜微滤膜是指孔径范围为微滤膜是指孔径范围为0.01-10m的多孔质分离膜，的多孔质分离膜，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离除去。流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的彻底

64、地分离除去。流体中含有粒子的浓度不同，微滤膜的使用方式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；使用方式也不同。当浓度较低时，常常使用一次性滤膜；当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。当浓度较高时，需要选择可以反复使用的膜。(4)气体分离膜气体分离膜气体分离中常用的高分子膜，是非对称的或复合膜，气体分离中常用的高分子膜，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。这种膜材其膜表层为致密高分子层，即非多孔高分子膜。这种膜材料需要具有优良的渗透性。料需要具有优良的渗透性。 膜反应器和膜催化：膜反应器和膜催化：膜过程初期的应用往往只利用一种膜分离过膜过程初期的应用往往只利用一种膜

65、分离过程以解决实际问题。利用多种膜过程联合解决实程以解决实际问题。利用多种膜过程联合解决实际问题称为集成膜过程。膜过程和其他化工过程际问题称为集成膜过程。膜过程和其他化工过程的联合叫杂化膜过程，它代表了膜过程发展的新的联合叫杂化膜过程，它代表了膜过程发展的新趋势。趋势。膜反应器是膜和化学反应或生物反应相结合膜反应器是膜和化学反应或生物反应相结合的系统或设备，在反应系统中引入膜技术，可以的系统或设备，在反应系统中引入膜技术，可以实现强化反应过程的目标。实现强化反应过程的目标。(1)产物原位分离膜反应技术适用于可逆反应、串产物原位分离膜反应技术适用于可逆反应、串联反应和产物抑制体系，以提高反应效率

66、。联反应和产物抑制体系，以提高反应效率。(2)反应物控制输入膜反应技术对于高浓度反应物反应物控制输入膜反应技术对于高浓度反应物会加速副反应速度或影响产物品质的体系，控制会加速副反应速度或影响产物品质的体系，控制输入膜反应技术可以有效的降低反应物中输入膜反应技术可以有效的降低反应物中B B的浓度，的浓度，达到提高反应选择性的目的。达到提高反应选择性的目的。(3)多相膜反应和萃取膜反应多相膜反应和萃取膜反应 亲水的含有脂肪酶的酶膜将反应器分隔为两部分。酶亲水的含有脂肪酶的酶膜将反应器分隔为两部分。酶的一边流过溶于有机相的的一边流过溶于有机相的L、D酯混合物，另一边流过水相酯混合物，另一边流过水相吹扫流。吹扫流。L-酯通过相间分配传递进入酶膜，被脂肪酶水解酯通过相间分配传递进入酶膜，被脂肪酶水解为水溶性产物为水溶性产物L-酸。而酸。而D-酯因脂肪酶的高水解选择性而不酯因脂肪酶的高水解选择性而不参与反应，也不溶于水相，将随着底物流离开反应器，从参与反应，也不溶于水相，将随着底物流离开反应器，从而将消旋的而将消旋的L、D酯拆分。酯拆分。(5)催化膜催化膜 在膜反应器中，利用膜的载体功能将催化剂在