高分子材料專業(yè)論文.總結(jié)

1、2014 屆畢業(yè)論文題目高分子分離膜材料的研究進(jìn)展專業(yè)班級高分子材料應(yīng)用技術(shù)學(xué)號學(xué)生姓名學(xué)院指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師職稱完成日期：2014年 月日武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文目錄摘 要.2Abstract :.2一高分子分離膜概述 .3二高分子分離膜的起源和發(fā)展史 .32.1 國外高分子分離膜發(fā)展史 .32.2 國內(nèi)高分子分離膜發(fā)展史 .3三 .高分子分離膜所用到的材料 .3四 .高分子分離膜的分離原理和分離種類.4五 .高分子分離膜的研究現(xiàn)狀 .45.1用于氫氣的回收 .45.2有機(jī)氣體的回收 .45.3用于天然氣的回收 .45.4用于氮氣和氧氣的直取 .45.5.用于人類腎的過濾 .5

2、5.6生物人工肝 .55.7人工胰 .55.8在中草藥精制、濃縮中的應(yīng)用 .6六 . 對高分子分離膜材料的展望 .6參考資料 .7致謝.82摘 要高分子分離膜是用高分子材料制作而成的具有選擇性透過功能的半透性薄膜。 本文將簡單介紹高分子分離膜材料的起源、 發(fā)展史，重點介紹高分子分離膜材料的應(yīng)用前景和研究現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞： 高分子材料；高分子分離膜；分離；材料Abstract:The polymeric membrane for separation is made of polymer materials and selective through the function of a half p

3、ermeability film. This article will introduce the origin of the high polymer separation membrane materials, development history, with emphasis on the application prospect of the high polymer separation membrane materials and the research status.Key words: high polymer material; Polymer separation me

4、mbrane; Separation; material武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文一高分子分離膜概述高分子分離膜（ polymeric membrane for separation ），是由聚合物或高分子復(fù)合材料制得的具有分離流體混合物功能的薄膜。 膜分離過程就是用分離膜作間隔層， 在壓力差、濃度差或電位差的推動力下， 借流體混合物中各組分透過膜的速率不同， 使之在膜的兩側(cè)分別富集，以達(dá)到分離、精制、濃縮及回收利用的目的。單位時間內(nèi)流體通過膜的量（透過速度）、不同物質(zhì)透過系數(shù)之比（分離系數(shù)）或?qū)δ撤N物質(zhì)的截留率是衡量膜性能的重要指標(biāo)。二高分子分離膜的起源和發(fā)展史2.1 國外高分

5、子分離膜發(fā)展史1849 年，德國學(xué)者惠柏思用硝基纖維素制成第一張高分子膜。1920 年，麥克戈達(dá)開始觀察和研究反滲透現(xiàn)象。1930 年，人們將纖維素膜用于超濾分離。1940 年，離子交換膜開發(fā)和利用電滲析方法建立。1950 年，加拿大學(xué)者薩利拉簡研究反滲透。1960 年，洛薩和薩利拉簡成功制備了具有完整表皮和高度不對稱的第一張高效能反滲透膜，為該法奠定了基礎(chǔ)。1970 年以來。超濾膜、微濾膜成功開發(fā)和應(yīng)用，有支撐的液膜和乳液膜及氣體分離膜也相繼問世。2.2 國內(nèi)高分子分離膜發(fā)展史我國的膜科學(xué)技術(shù)的發(fā)展是從 1958 年研究離子交換膜開始的，六十年代進(jìn)入開創(chuàng)階段。1965 年著手反滲透技術(shù)的探索

6、。 1967 年開始全國的海水淡化會戰(zhàn)。 大大促進(jìn)了我國膜技術(shù)的發(fā)展。 70 年代進(jìn)入開發(fā)階段。這時期，微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發(fā)出來， 80 年代跨入推廣應(yīng)用階段。 80 年代又是氣體分離和其他膜的開發(fā)階段。三.高分子分離膜所用到的材料最初用作分離膜的高分子材料是纖維素酯類材料。 后來，又逐漸采用了具有各種不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺 (見芳香族聚酰胺纖維 ) 、聚四氟乙烯（見氟樹脂） 、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亞胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物（見聚合物）也越來越多地被用于制分離膜，使其具有單一均聚物所沒有的特性。 制備高分子分

7、離膜的方法有流延法、不良溶劑凝膠法、微粉燒結(jié)法、 直接聚合法、表面涂覆3武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文法、控制拉伸法、輻射化學(xué)侵蝕法和中空纖維紡絲法等。四 .高分子分離膜的分離原理和分離種類推動膜分離的外力可以是壓力差、電位差、濃度差、溫度差和化學(xué)反應(yīng)高分子分離膜可按結(jié)構(gòu)分為 :致密膜，膜中無微孔，物質(zhì)僅從高分子鏈段之間的自由空間通過； 多孔質(zhì)膜， 一般膜中含有孔徑為 0.02 20m的微孔， 可用于截留膠體粒子、細(xì)菌、高分子量物質(zhì)粒子等；不對稱膜，由同一種高分子材料制成，膜的表面層與膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不相同，表面層為0.1 0.25 m薄的活性層，內(nèi)部為較厚的多孔層;含浸型膜，在高分子多

8、孔質(zhì)膜上含浸有載體而形成的促進(jìn)輸送膜和含有官能基團(tuán)的膜， 如離子交換膜；增強(qiáng)膜，以纖維織物或其他方式增強(qiáng)的膜。按膜的分離特性和應(yīng)用角度可分為反滲透膜 （或稱逆滲透膜）、 超過濾膜、微孔過濾膜、氣體分離膜、離子交換膜、有機(jī)液體透過蒸發(fā)膜、 動力形成膜、鑲嵌帶電膜、液體膜、透析膜、生物醫(yī)學(xué)用膜等多種類別。五.高分子分離膜的研究現(xiàn)狀5.1 用于氫氣的回收另類高分子分離膜對氫氣具有選擇性， 可有效地用于合成氣體的調(diào)節(jié)， 冶煉氣體中氫氣的回收以及液態(tài)氨合成中的氫氣回收，此類技術(shù)在美國廣泛應(yīng)用。5.2 有機(jī)氣體的回收針對一些高分子材料對有機(jī)氣體有特殊的選擇性、 過濾性。有機(jī)氣體在此類高分子材料中穿透性快的

9、特點，將分離膜用于有機(jī)氣體的回收， 如回收在塑料合成中的單分子氣體，回收工業(yè)排放氣中的有機(jī)物質(zhì)， 既使能源在利用， 又凈化了氣體， 美國和西方國家生產(chǎn)出的此類高分子分離膜已廣泛用于化工工業(yè)及環(huán)境治理。5.3 用于天然氣的回收天然氣中含有 CO2 ， H2O 和 H2S 是造成天然氣質(zhì)量低，輸送管道易被腐蝕的主要原因，高分子分離膜能有效的出去此類有害物質(zhì)，提高天然氣質(zhì)量，延長管道使用壽命。5.4 用于氮氣和氧氣的直取以空氣作為原料， 高分子分離膜可分離出百分之九十九的氮氣，含量為百分之九十以4武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文上的氧氣。新一代的高分子分離膜產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)將更加精湛，用途將涉及

10、到血液的凈化，人造肝膽一類的生物工程領(lǐng)域，前景可觀。人工腎透析5.5. 用于人類腎的過濾據(jù)不完全統(tǒng)計，腎病患者人群發(fā)病率為萬分之五，國內(nèi)按 12 億人口測算，需要使用血液透析器（人工腎）治療腎功能衰竭病人約 60 萬人。按每周透析 1 次（實際每周透析 2-3 次）計算，每年需要 3000 萬只人工腎，也有資料表明至少需要 1000 萬只。目前國內(nèi)進(jìn)口的和國內(nèi)組裝的人工腎只能讓大城市內(nèi)的大醫(yī)院使用， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足農(nóng)村與邊遠(yuǎn)地區(qū)的要求。據(jù)資料分析 , 在人工腎血液透析過程中，長期使用纖維素類型中空纖維膜透析的病人血液中的中分子物質(zhì)和 微球蛋白水平的升高， 它將導(dǎo)致神經(jīng)病變及透析性淀粉樣變， 遠(yuǎn)期

11、并發(fā)癥，這一現(xiàn)象已受到醫(yī)學(xué)界的關(guān)注與重視， 因此血液濾過的概念也隨之提出， 而且正在血液透析領(lǐng)域中得到快速地發(fā)展。目前傳統(tǒng)的血仿膜對上述物質(zhì)幾乎無清除作用。 各國學(xué)者已在研究各種合成材料中空纖維代用品。 上海德圓科技發(fā)展有限公司已紡制成可做人工腎透析器低通量與高通量的聚砜與聚醚砜中空纖維膜，這將為新型人工腎的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。5.6 生物人工肝暴發(fā)性肝功能衰竭仍是一種死亡率很高的危重病癥， 用一般治療方法都不能達(dá)到理想的效果。國內(nèi)外較早地研究了微囊肝細(xì)胞和體外裝置等形式。 但現(xiàn)在生產(chǎn)的微囊還不足以對抗體外灌注的高血流速度所產(chǎn)生的切應(yīng)力，從已經(jīng)得到的結(jié)果分析，活肝細(xì)胞 - 中空纖維生物人工肝是目前

12、最先進(jìn)的人工肝裝置。中空纖維肝細(xì)胞反應(yīng)器是將一束平行排例的具有一定孔徑的高分子分離膜安裝在一個圓型外殼內(nèi)，按功能它可分為兩個腔室： 中空纖維管內(nèi)腔和中空纖維與外殼間的外腔。兩部分通過中空纖維管壁上的微孔進(jìn)行物質(zhì)交換。肝細(xì)胞種植在纖維管外表面， 血液在中空纖維管內(nèi)循環(huán)。5.7人工胰自 1889 年， von Mering 和 Minkowski 發(fā)現(xiàn)切除胰腺的狗可引起糖尿病，第一次說明了胰腺有調(diào)節(jié)血糖的和糖代謝的作用以來， 人們對胰腺及胰島素與糖尿病的關(guān)系予以足夠的重視（中國早就認(rèn)識了糖尿病這種病癥，以“消渴病”為名加以了描述，并采用中草藥治療，效果尚好）。 1965 年我國首先合成結(jié)晶牛胰島素

13、。隨著分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展，對糖尿病的研究重點已從胰島素分子本身轉(zhuǎn)向?qū)σ葝u素作用機(jī)制的探討。 胰島素受體及受體后的改變，胰島各細(xì)胞之間的功能調(diào)節(jié)及 B 細(xì)胞膜表面蛋白的改變等。5武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文從醫(yī)學(xué)治療上分析， 可以進(jìn)行胰島移植。 是否將胰島中各類細(xì)胞像生物人工肝一樣用中空纖維作為宿主， 治療糖尿病人的病癥， 這還將進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 我國糖尿病的發(fā)病率為 0.6%，如果將生物人工胰應(yīng)用于臨床，則意義十分重大。在人工胰產(chǎn)品中相當(dāng)重要的方面就是膜， 這種產(chǎn)品以膜來分胰島細(xì)胞， 使膜內(nèi)的胰島細(xì)胞通過膜的傳遞將胰島素輸送至血液循環(huán)系統(tǒng)中，而血液中的氧和營養(yǎng)物質(zhì)又通過膜傳送給

14、膜內(nèi)的胰島細(xì)胞?，F(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)研究上提出雜化生物材料， 人工胰也是研究較多的一種代謝器官。 胰島細(xì)胞可采用豬、大鼠、 人類等胰臟細(xì)胞。采用高分子膜材料很多，比較成功的有聚賴氨酸海藻酸體系、聚丙烯酸酯體系、殼聚糖海藻酸體系等。采用 pH剌激響應(yīng)性高分子膜制作的雜化人工胰，當(dāng)患者血糖升高時， pH 值減小，膜也加大釋放出足量的胰島素，而當(dāng)血糖降低時， pH 值增大，膜孔收縮，減少胰胰島素的釋放，而當(dāng)血糖正常時，膜孔適中。這種根據(jù)人體狀態(tài)變化進(jìn)行生物調(diào)節(jié)的智能化人工胰，是最理想的人工雜化器官。人工胰最主要的是高分子材料的生物相容性、 血液相容性、 材料的理化性能、 細(xì)胞的培養(yǎng)技術(shù)等課題， 同時解決細(xì)胞

15、的生存期、 細(xì)胞的更換技術(shù)及具有穩(wěn)定的功能活性才能廣泛地應(yīng)用于臨床。5.8在中草藥精制、濃縮中的應(yīng)用中草藥針劑是一種新的劑型，在中草藥中有大量的鞣質(zhì)、蛋白、淀粉、樹脂等大分子物質(zhì)，這些大分子物無藥效，必須去除。 高分子分離膜可以去除這些無用物質(zhì)，使藥液得以澄清、濃縮，由于去除了鞣質(zhì)等雜質(zhì)，明顯地提高了針劑的澄清度和儲存穩(wěn)定性。 目前當(dāng)歸注射液、丹參注射液等都已用超濾膜進(jìn)行處理。 值得提出的是， 膜技術(shù)在中藥中的過濾優(yōu)點遠(yuǎn)非以上這些。 應(yīng)該對于中醫(yī)藥進(jìn)行整體研究， 這樣才能將膜技術(shù)真正用上去， 目前已有人正在研究中草藥中更深層次的作用與功效， 提出一種新的過濾概念， 開拓一種新型中草藥過濾方法，

16、以提高藥物的治療效果，以期達(dá)到事半功倍之效，加快病人的康復(fù)。六. 對高分子分離膜材料的展望一， 我們要致力于將新興的膜分離技術(shù)和傳統(tǒng)的工藝技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，不斷地將膜分離技術(shù)的研究成果從實驗室推向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。二， 我們要致力于研究新的膜材料，開發(fā)新的聚合膜材料。三， 我們要致力于研究開發(fā)新的膜工藝，進(jìn)一步制備超薄、高度均勻、無缺陷的非對稱膜皮層技術(shù)與工藝。四， 無論在學(xué)術(shù)上還是工業(yè)化應(yīng)用中，微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲透、氣體分離、滲透汽化等課題的研究都將是重中之重。6武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文參考資料1 焦劍 . 功能高分子材料 . 化學(xué)工業(yè)出版社 ,2007.72 俞耀庭

17、 , 張興棟等 . 生物醫(yī)用材料 . 天津：天津大學(xué)出版社 , 2000.3 陳先紅 , 鄭建華 . 生物降解高分子材料聚酸酐的研究進(jìn)展高分子材料科學(xué)與工程 2003,19(3):31-39.4 鄔潤德 , 童筱莉 . 高分子材料科學(xué)與工程 ,1997,13(1):131.5 甄寒菲，王志，李保安，等 . 用于分離 CO2的高分子膜 J. 高分子材料科學(xué)與工程，1999， 15（6）：29 31.7武漢工程大學(xué)國際學(xué)院2011 級畢業(yè)論文致謝不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識， 并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。 正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成， 在此向?qū)W院高分子材料應(yīng)用技術(shù)專業(yè)的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。感謝 XXX 教授等在畢業(yè)設(shè)計工作中給予的幫助。書是我們時代的生命 別林斯基書籍是巨大的力