前途光明的功能高分子

1、鯊魚皮泳衣鯊魚皮泳衣 輕便賽車輕便賽車波音波音757AV8B鷂式飛機鷂式飛機 內容概要功能高分子材料簡介功能高分子材料簡介幾種類型的高分子材料幾種類型的高分子材料導電高分子導電高分子可降解高分子可降解高分子高分子吸附劑高分子吸附劑高分子功能膜高分子功能膜生物醫(yī)用高分子生物醫(yī)用高分子什么是功能高分子什么是功能高分子? 一般說來，利用其力學性能的高分一般說來，利用其力學性能的高分子，稱為一般高分子，如聚乙烯、聚子，稱為一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力學性利用力學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（。功能高分子

2、（FP,Functional Polymer）一般帶有官能團，化學結構）一般帶有官能團，化學結構較復雜，因此，難以按化學結構來分較復雜，因此，難以按化學結構來分類，一般按照其功能來分類。類，一般按照其功能來分類。按照功能來分類按照功能來分類:1.化學功能化學功能離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子等高分子增感劑、分解性高分子等 2.物理功能物理功能導電性高分子（包括電子型導電高分子、高分子導電性高分子（包括電子型導電高分子、高分子固態(tài)離子導體、高分子半導

3、體）、高介電性高分固態(tài)離子導體、高分子半導體）、高介電性高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子光電導體、高分子光生伏打材料、高分子顯示子光電導體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等；材料、高分子光致變色材料等； 3.復合功能復合功能高分子、高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子高分子、高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等 4.生物、醫(yī)用功能生物、醫(yī)用功能抗血栓、控制

4、藥物釋放和生物活性等抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等 按照功能特性通?？煞殖梢韵聨最悾喊凑展δ芴匦酝ǔ？煞殖梢韵聨最悾海? 1）分離材料和化學功能材料）分離材料和化學功能材料（2 2）電磁功能高分子材料）電磁功能高分子材料（3 3）光功能高分子材料）光功能高分子材料（4 4）生物醫(yī)用高分子材料）生物醫(yī)用高分子材料 從制造和結構的角度考慮：從制造和結構的角度考慮： 結構型功能高分子結構型功能高分子 復合型功能高分子復合型功能高分子 種種 類類 功功 能能 特特 性性 應應 用用 示示 例例1.1.分離材料和化學功能高分子材料分離材料和化學功能高分子材料高分子分離膜和氣液交換膜 傳質作用 化工、制

5、藥、海水淡化、冶金離子交換樹脂和交換膜 離子交換作用 化工、制藥、水凈化高分子催化劑和高分子固定酶 催化作用 化工、食品加工、生物工程高分子試劑 反應性 農藥、醫(yī)用、環(huán)保貯氫材料 吸著作用 化工、能源高吸水性材料 吸著作用 農業(yè)、紙制品2.2.電磁功能高分子材料電磁功能高分子材料導電高分子材料 導電性 防靜電材料、屏蔽材料、固體電 解質材料、面狀發(fā)熱體高分子半導體 導電性 電子技術和電子器件光導電材料 光電效應 電子照相、光電池、傳感器壓電高分子 力電效應 開關材料、儀器儀表測量材料 機器人觸感材料高分子磁性體 導磁作用 塑料磁石、磁性橡膠、中子吸收 微型電機磁性記錄材料 磁性轉換 磁帶、磁盤

6、電致變色材料 光電效應 顯示、記錄 種種 類類 功功 能能 特特 性性 應應 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變色、顯示和發(fā)光材料光致變色、顯示和發(fā)光材料 光色、光電效應光色、光電效應 自動調節(jié)光線明暗自動調節(jié)光線明暗 的太陽鏡和窗玻璃的太陽鏡和窗玻璃 等、顯示、記錄等、顯示、記錄液晶高分子液晶高分子 偏光效應偏光效應 顯示、連接器顯示、連接器熒光高分子材料熒光高分子材料 光化學作用光化學作用 情報處理、熒光染料情報處理、熒光染料光降解高分子材料光降解高分子材料 光化學光化學 環(huán)境保護環(huán)境保護光盤基板材料光盤基板材料 光學原理光學原理 高密度記錄和貯存信息高密度記錄

7、和貯存信息4.4.生物醫(yī)用高分子材料生物醫(yī)用高分子材料人工器官材料人工器官材料 仿人體功能與替代仿人體功能與替代 人體臟器人體臟器 修補作用修補作用藥物高分子藥物高分子 藥理作用藥理作用 治療動脈硬化、抗血栓治療動脈硬化、抗血栓降解性縫合材料降解性縫合材料 化學降解化學降解 非永久性外科材料非永久性外科材料導電高分子材料導電高分子材料 2000年年10月月10日，瑞典皇家科學院宣布日，瑞典皇家科學院宣布了了2000年諾貝爾化學獎獲得者，美國加利福年諾貝爾化學獎獲得者，美國加利福尼亞大學的物理學家艾倫尼亞大學的物理學家艾倫.J.黑格教授、美國黑格教授、美國賓夕法尼亞大學的化學家艾倫賓夕法尼亞大學

8、的化學家艾倫.G.馬克迪亞馬克迪亞米德教授和日本筑波大學的化學家白川英樹米德教授和日本筑波大學的化學家白川英樹教授，因為他們發(fā)現了導電塑料。教授，因為他們發(fā)現了導電塑料。摻雜聚乙炔摻雜聚乙炔幾種導電高分子的摻雜情況幾種導電高分子的摻雜情況 復合型導電高分子材料是以有機高分子材料為基體復合型導電高分子材料是以有機高分子材料為基體,加加入一定數量的導電物質入一定數量的導電物質(如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等金屬纖維、金屬氧化物等)組合而成。該類材料兼有高分組合而成。該類材料兼有高分子材料的易加工特性和金屬的導電性。與金屬相比較子材料的易加工特性和

9、金屬的導電性。與金屬相比較,導電導電性復合材料具有性復合材料具有加工性好、工藝簡單、耐腐蝕、電阻率可加工性好、工藝簡單、耐腐蝕、電阻率可調范圍大、價格低等調范圍大、價格低等優(yōu)點。優(yōu)點。 復合型導電高分子所采用的復合方法主要有兩種復合型導電高分子所采用的復合方法主要有兩種:一種是將親水性聚合物或結構型導電高分子與基體高分子一種是將親水性聚合物或結構型導電高分子與基體高分子進行共混；進行共混；另一種則是將各種導電填料填充到基體高分子中。另一種則是將各種導電填料填充到基體高分子中。 炭黑是天然的導電材料炭黑是天然的導電材料,其體積電阻率約為其體積電阻率約為0.1100cm-1。它不僅原料易得。它不僅

10、原料易得,導電性持久穩(wěn)定導電性持久穩(wěn)定,而且可以而且可以大幅度調整復合材料的電阻率大幅度調整復合材料的電阻率(1108cm-1)。由炭黑填。由炭黑填充制成的復合型導電高分子是目前用途最廣、用量最大充制成的復合型導電高分子是目前用途最廣、用量最大的一種導電高分子材料。的一種導電高分子材料。 金屬纖維的填充量對導電性能的影響規(guī)律與炭黑填金屬纖維的填充量對導電性能的影響規(guī)律與炭黑填充的情形相類似。但由于纖維狀填料的接觸幾率更大充的情形相類似。但由于纖維狀填料的接觸幾率更大,因因此在填充量很少的情況下便可獲得較高的導電率。此在填充量很少的情況下便可獲得較高的導電率。結構型導電高分子是指高分子材料本身或

11、經少量摻結構型導電高分子是指高分子材料本身或經少量摻雜后具有導電性的高分子物質雜后具有導電性的高分子物質,一般由電子高度離域的共一般由電子高度離域的共軛聚合物經過適當電子給體或受體摻雜后制得。軛聚合物經過適當電子給體或受體摻雜后制得。離子型離子型導電高分子通常又叫高分子固體電解質，其導電導電高分子通常又叫高分子固體電解質，其導電時的載流子主要是離子。時的載流子主要是離子。電子型電子型導電高分子指的是以共軛高分子為主體的導電高導電高分子指的是以共軛高分子為主體的導電高分子材料分子材料,導電時的載流子是電子導電時的載流子是電子(或空穴或空穴)，這類材料是，這類材料是目前世界上導電高分子材料研究開發(fā)

12、的重點。目前世界上導電高分子材料研究開發(fā)的重點。導電高分子是由含導電高分子是由含 電子的共軛高聚物通過化學或電電子的共軛高聚物通過化學或電化學摻雜使其由絕緣體轉變?yōu)閷w?；瘜W摻雜使其由絕緣體轉變?yōu)閷w。 （1）通過控制摻雜度，導電高分子的室溫電導率可在絕緣體-半導體-金屬態(tài)范圍內變化。目前最高的室溫電導率可達105S/cm，它可與銅的電導率相比，而重量僅為銅的1/12；（2）導電高分子可拉伸取向。沿拉伸方向電導率隨拉伸度而增加，而垂直拉伸方向的電導率基本不變，呈現強的電導各向異性；（3）盡管導電高分子的室溫電導率可達金屬態(tài)，但它的電導率-溫度依賴性不呈現金屬特性，而服從半導體特性；（4）導電高

13、分子的載流子既不同于金屬的自由電子，也不同于半導體的電子或空穴，而是用孤子、極化子和雙極化子概念描述。 與金屬和半導體相比較，導電高分子的電學性能具有如下特點：與金屬和半導體相比較，導電高分子的電學性能具有如下特點： 對于導電高分子來說，摻雜的概念不同于常見的無機對于導電高分子來說，摻雜的概念不同于常見的無機半導體。以單晶硅為例，每個硅原子有四個價電子，若晶半導體。以單晶硅為例，每個硅原子有四個價電子，若晶格中有一個硅原子被一個僅具有三個價電子的硼原子取代格中有一個硅原子被一個僅具有三個價電子的硼原子取代后，由于硼原子是缺電子的，無論硅與硼之間是否發(fā)生電后，由于硼原子是缺電子的，無論硅與硼之間

14、是否發(fā)生電子轉移，在晶格中都有一個正的子轉移，在晶格中都有一個正的“空穴空穴”，這即所謂，這即所謂p p摻摻雜；反之，若晶格中有一個硅原子被一個具有五個價電子雜；反之，若晶格中有一個硅原子被一個具有五個價電子的磷原子取代后，該格點上就比別的格點多出一個電子，的磷原子取代后，該格點上就比別的格點多出一個電子，這即所謂這即所謂n n摻雜。摻雜。 導電高分子的摻雜則是通過氧化還原反應實現的。摻導電高分子的摻雜則是通過氧化還原反應實現的。摻雜的方式主要有兩種：雜的方式主要有兩種：化學摻雜法化學摻雜法，即通過加入第二種不同氧化態(tài)的物質，使，即通過加入第二種不同氧化態(tài)的物質，使之與聚合物接觸并反應；之與聚

15、合物接觸并反應；電化學摻雜法電化學摻雜法，即聚合物作為電極，摻雜劑作為電解質，即聚合物作為電極，摻雜劑作為電解質，在通電條件下使聚合物鏈發(fā)生氧化還原反應而直接改變，在通電條件下使聚合物鏈發(fā)生氧化還原反應而直接改變其荷電狀態(tài)。其荷電狀態(tài)。 前者簡單易行，有利于了解摻雜前后聚合物結構與性前者簡單易行，有利于了解摻雜前后聚合物結構與性能的變化；后者時間短，效率高，易于得到導電聚合物薄能的變化；后者時間短，效率高，易于得到導電聚合物薄膜。除此之外，還有諸如膜。除此之外，還有諸如酸堿化學摻雜、光摻雜、電荷注酸堿化學摻雜、光摻雜、電荷注入摻雜等入摻雜等方法。方法。摻雜對于電子導電聚合物導電能力的改變具有非

16、常重要摻雜對于電子導電聚合物導電能力的改變具有非常重要的意義，其導電性能往往會增加幾個數量級。摻雜過程中，的意義，其導電性能往往會增加幾個數量級。摻雜過程中，摻雜劑分子插入聚合物分子鏈中，通過兩者之間摻雜劑分子插入聚合物分子鏈中，通過兩者之間氧化還原反氧化還原反應應完成電子轉移過程完成電子轉移過程p型摻雜劑型摻雜劑在摻雜反應中作為電子的接受體。鹵素：Cl2,Br2,I2,IBr等；路易斯酸：PF5,AsF5,BF3,SbF5等；質子酸：HF,HCl,HNO3,ClSO3H等；過渡金屬鹵化物：NbF5,TaF5,MoF5,ZrCl4，TeI4等；過渡金屬化合物：四氰基乙烯（TCNE）, 四氰基對

17、苯醌二甲烷（TCNQ），四氯對苯醌、二氯二氰代苯醌（DDQ）等。 n型摻雜劑型摻雜劑在摻雜反應中作為電子的給予體。常見的有堿金屬：Li,Na,K等；在電化學摻雜中常用R4N+，R4P+(R=CH3，C6H5等)p型摻雜是由于導電高分子的部分氧化，即：型摻雜是由于導電高分子的部分氧化，即：x 聚合物聚合物 (聚合物聚合物+y)x + (xy)e-n型摻雜則是由于導電高分子的部分還原，即：型摻雜則是由于導電高分子的部分還原，即：x聚合物聚合物+ (xy)e- (聚合物聚合物-y)x 上述過程可通過電化學或化學方法完成。為了維持上述過程可通過電化學或化學方法完成。為了維持電中性，電中性，p型摻雜和型

18、摻雜和n型摻雜都必須提供一個型摻雜都必須提供一個對離子對離子，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) x導電高分子具有下列特點導電高分子具有下列特點:(1)與金屬相比與金屬相比,重量輕重量輕;(2)成型性好成型性好,用澆鑄、模壓等比較簡易的方法就能使其纖用澆鑄、模壓等比較簡易的方法就能使其纖維化、薄膜化，制成涂料維化、薄膜化，制成涂料,以及得到人們所需要的其他形以及得到人們所需要的其他形狀，而且易于加工成輕質的大面積的可撓性薄膜狀，而且易于加工成輕質的大面積的可撓性薄膜,以其大以其大的面

19、積的面積/厚度比來補償它的電導率較低的不足；厚度比來補償它的電導率較低的不足；(3)易于合成和進行分子設計、材料設計易于合成和進行分子設計、材料設計,從而能較好地滿從而能較好地滿足科學技術對這類功能材料提出的各種要求；足科學技術對這類功能材料提出的各種要求；(4)原料來源廣原料來源廣v電磁波屏蔽電磁波屏蔽 隨著各種商用和家用電子產品數量的迅速增加隨著各種商用和家用電子產品數量的迅速增加, ,電電磁波干擾已成為一種新的社會公害，對電子儀器、設備磁波干擾已成為一種新的社會公害，對電子儀器、設備進行電磁波屏蔽是極為重要的。直接使用混有導電高分進行電磁波屏蔽是極為重要的。直接使用混有導電高分子材料的塑

20、料做外殼子材料的塑料做外殼, ,因其成形與屏蔽一體，較其他方因其成形與屏蔽一體，較其他方法法, ,如使用太重又不方便的金屬板作外殼、在塑料外殼如使用太重又不方便的金屬板作外殼、在塑料外殼上涂一層金屬或含有碳粉、碳纖維的導電涂料、通過電上涂一層金屬或含有碳粉、碳纖維的導電涂料、通過電鍍金屬將外殼覆蓋等等更為方便。鍍金屬將外殼覆蓋等等更為方便。v電子元件電子元件( (二極管、晶體管、場效應晶體管等二極管、晶體管、場效應晶體管等) ) 導電高分子材料在摻雜狀態(tài)具有半導體或金屬的電導電高分子材料在摻雜狀態(tài)具有半導體或金屬的電導性導性, ,去摻雜時表現為絕緣體或半導體去摻雜時表現為絕緣體或半導體, ,而

21、原來禁帶寬度而原來禁帶寬度較大的仍為絕緣體較大的仍為絕緣體, ,所以可以利用這些性質來制作各種類所以可以利用這些性質來制作各種類型的元件成為二極管、晶體管及場效應晶體管等具有非型的元件成為二極管、晶體管及場效應晶體管等具有非線性電流線性電流- -電壓特性的電子元件。電壓特性的電子元件。v微波吸收材料微波吸收材料 由于可以對導電高分子的厚度、密度和導電性進行由于可以對導電高分子的厚度、密度和導電性進行調整調整, ,從而可以調整微波反射系數、吸收系數從而可以調整微波反射系數、吸收系數, ,其吸收系其吸收系數可達數可達105cm-1。導電高分子作為微波吸收材料。導電高分子作為微波吸收材料, ,其薄膜

22、其薄膜重量輕、柔性好重量輕、柔性好, ,可作任何設備可作任何設備( (包括飛機包括飛機) )的蒙皮。的蒙皮。v隱身材料隱身材料 所謂隱身材料是指能夠減少軍事目標的雷達特征、所謂隱身材料是指能夠減少軍事目標的雷達特征、紅外特征、光電特征及目視特征的材料的總稱。由于雷紅外特征、光電特征及目視特征的材料的總稱。由于雷達是軍事目標偵查的主要手段達是軍事目標偵查的主要手段, ,所以雷達波吸收材料的研所以雷達波吸收材料的研制是關鍵。自從導電聚合物的出現制是關鍵。自從導電聚合物的出現, ,其作為新型的雷達波其作為新型的雷達波吸收材料成為研究的熱點。美國、日本、法國、印度及吸收材料成為研究的熱點。美國、日本、

23、法國、印度及中國相繼開展了導電聚合物雷達波吸收材料的研制中國相繼開展了導電聚合物雷達波吸收材料的研制, ,尤其尤其是美國空軍投資開發(fā)的高聚物雷達波吸收材料，為隱身是美國空軍投資開發(fā)的高聚物雷達波吸收材料，為隱身戰(zhàn)斗機和偵察機制造戰(zhàn)斗機和偵察機制造“靈巧蒙皮靈巧蒙皮”的設想和計劃奠定了的設想和計劃奠定了基礎，進一步刺激了導電聚合物雷達隱身技術的發(fā)展?；A，進一步刺激了導電聚合物雷達隱身技術的發(fā)展?？山到飧叻肿硬牧峡山到飧叻肿硬牧峡山到飧叻肿涌山到飧叻肿硬牧鲜侵冈谑褂煤蟮奶囟ōh(huán)材料是指在使用后的特定環(huán)境條件下境條件下, ,在一些環(huán)境因素如光、氧、風、在一些環(huán)境因素如光、氧、風、水、微生物、昆蟲以及

24、機械力等的作用下水、微生物、昆蟲以及機械力等的作用下, ,使其化學結構在較短時間內發(fā)生明顯變化使其化學結構在較短時間內發(fā)生明顯變化, ,從而引起物性下降從而引起物性下降, ,最終成為可被環(huán)境所消最終成為可被環(huán)境所消納的高分子材料。納的高分子材料。 降解高分子降解高分子生物降解生物降解淀粉添加劑淀粉添加劑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劑型添加光敏劑型化學合成化學合成氧化降解氧化降解復合降解復合降解光生物雙降解光生物雙降解(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體及生物降解高分子材料是指在自然界微生物或人體及動物體內的組織細胞

25、、酶和體液的作用下動物體內的組織細胞、酶和體液的作用下, ,可使其化學結可使其化學結構發(fā)生變化構發(fā)生變化, ,致使分子量下降及性能發(fā)生變化的高分子材致使分子量下降及性能發(fā)生變化的高分子材料。料。 添加型淀粉添加型淀粉塑料和橡膠，其生產方法是將淀粉以非偶塑料和橡膠，其生產方法是將淀粉以非偶聯方式與現行塑料聯方式與現行塑料(PE、PP、PS和和PVC等等)共混，淀粉含量共混，淀粉含量一般為一般為7%-15%。美國的。美國的Goodyear公司宣布試銷含有部分公司宣布試銷含有部分淀粉填料的輪胎淀粉填料的輪胎,該填料可以降低輪胎的滾動阻力和重量該填料可以降低輪胎的滾動阻力和重量,還還有利于環(huán)境保護。有

26、利于環(huán)境保護。 但是添加型淀粉塑料和橡膠的主要成分仍是石油基類聚但是添加型淀粉塑料和橡膠的主要成分仍是石油基類聚合物合物(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,剩余的樹脂降解仍需幾百年。嚴格地講剩余的樹脂降解仍需幾百年。嚴格地講,添加淀粉的可降解添加淀粉的可降解塑料不具備降解機理和功能，所以該類產品已不再受歡迎。塑料不具備降解機理和功能，所以該類產品已不再受歡迎。熱塑性淀粉熱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，意大利研制出一種淀粉含量為出一種淀粉含量為70%的可降解材料，所使用的樹脂是無的可降解材料，所使用的樹脂是無

27、毒的毒的,分子量在分子量在500050000，它與淀粉直接交聯或產生間，它與淀粉直接交聯或產生間接物理作用，從而形成一連續(xù)相。此種合金有良好的成型接物理作用，從而形成一連續(xù)相。此種合金有良好的成型性、二次加工性、力學性能和優(yōu)良的生物降解性能，缺點性、二次加工性、力學性能和優(yōu)良的生物降解性能，缺點是有親水性，不宜用于食品包裝而且價格較高。是有親水性，不宜用于食品包裝而且價格較高。德國的德國的Battele研究所開發(fā)出了淀粉含量為研究所開發(fā)出了淀粉含量為90%的降解的降解塑料塑料,可作為包裝材料使用可作為包裝材料使用,以聚氯乙烯為取代目標。美國以聚氯乙烯為取代目標。美國開發(fā)了一種熱塑性淀粉材料，是

28、以變性淀粉為主，且配有開發(fā)了一種熱塑性淀粉材料，是以變性淀粉為主，且配有少量其它生物降解性添加劑的天然聚合物材料少量其它生物降解性添加劑的天然聚合物材料,淀粉含量高淀粉含量高達達90%100%，材料的性能類似于聚苯乙烯，可完全生物，材料的性能類似于聚苯乙烯，可完全生物降解，且降解可控，產品廣泛用于醫(yī)用器材、包裝材料。降解，且降解可控，產品廣泛用于醫(yī)用器材、包裝材料。 化學合成型化學合成型生物降解高分子：該類生物降解高分子生物降解高分子：該類生物降解高分子材料多是在分子結構中引入酯基結構的聚酯。工業(yè)化的材料多是在分子結構中引入酯基結構的聚酯。工業(yè)化的有聚乳酸有聚乳酸(PLA)和聚己內酯和聚己內酯

29、(PCL)。PLA在醫(yī)學領域內被在醫(yī)學領域內被認為是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制備工認為是最重要的可完全生物降解的高分子。由于制備工藝、成本的限制藝、成本的限制,該類材料的研究起步較晚該類材料的研究起步較晚,但越來越受到但越來越受到重視。由于可完全降解重視。由于可完全降解,所以應用前景較好所以應用前景較好,但是降解機理但是降解機理仍不完全清楚。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過各種碳源發(fā)酵制材料是由生物通過各種碳源發(fā)酵制得的一類高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微得的一類高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖，此種產品的特點是能完全生物降

30、解。生物多糖，此種產品的特點是能完全生物降解。研究發(fā)現，有許多可用于合成微生物聚酯的細菌，一研究發(fā)現，有許多可用于合成微生物聚酯的細菌，一般發(fā)酵底物是般發(fā)酵底物是C1-C5的化合物。聚的化合物。聚-羥基丁酸酯羥基丁酸酯(PHB)是是細菌與藻類的貯存產物，細菌與藻類的貯存產物，70年代由英國年代由英國ICI公司開發(fā)成功公司開發(fā)成功并進行生產，可以完全生物降解并進行生產，可以完全生物降解,但力學和熱學性能不佳。但力學和熱學性能不佳。為了改善這一點，另一家公司開發(fā)了為了改善這一點，另一家公司開發(fā)了-羥基丁酸與羥基丁酸與-羥基羥基戊酸戊酸(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

31、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、膜和纖維制成瓶、膜和纖維,應用廣泛。應用廣泛。(2)光降解高分子光降解高分子 在制備塑料時在制備塑料時, ,通過向塑料基體中加入光敏劑通過向塑料基體中加入光敏劑, ,使其使其在光照條件下可誘發(fā)光降解反應，此類塑料稱為光降解在光照條件下可誘發(fā)光降解反應，此類塑料稱為光降解塑料。塑料。 光降解引發(fā)劑有很多種光降解引發(fā)劑有很多種, ,包括過渡金屬的各種化合包括過渡金屬的各種化合物物, ,如如: :鹵

32、化物、乙酰基丙酮酸鹽、二硫代氨基甲酸鹽、鹵化物、乙?；猁}、二硫代氨基甲酸鹽、脂肪酸鹽、羥基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其脂肪酸鹽、羥基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其它一些聚合物。它一些聚合物。 不同壽命的降解高分子材料還可以通過改變不同壽命的降解高分子材料還可以通過改變Ni,CoNi,Co等等穩(wěn)定二硫代氨基甲酸鹽和穩(wěn)定二硫代氨基甲酸鹽和Fe,CuFe,Cu等二硫代氨基甲酸鹽的比等二硫代氨基甲酸鹽的比例得到。此外聯二茂鐵也可以引發(fā)光降解反應例得到。此外聯二茂鐵也可以引發(fā)光降解反應, ,其降解速其降解速度與光敏劑含量有關。在自然條件下測試出光敏劑含量度與光敏劑含量有關。在自然條件下測

33、試出光敏劑含量與降解速度的曲線，就可以根據該材料的使用期限選擇與降解速度的曲線，就可以根據該材料的使用期限選擇適當的用量。適當的用量。 除了以上光降解高分子外除了以上光降解高分子外,還有一類重要的合成光降解還有一類重要的合成光降解高分子，即通過共聚反應將羰基型感光基團引入高分子鏈高分子，即通過共聚反應將羰基型感光基團引入高分子鏈而賦予其光降解特性。光降解活性的控制則是通過改變羰而賦予其光降解特性。光降解活性的控制則是通過改變羰基基團含量來實現。已經工業(yè)化的此類合成光降解高分子基基團含量來實現。已經工業(yè)化的此類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

34、。(3)光和生物雙降解高分子光和生物雙降解高分子 光光- -生物雙降解高分子材料，具有光、生物雙降解功能生物雙降解高分子材料，具有光、生物雙降解功能, ,它將光敏劑體系的光降解機理與淀粉的生物降解機理結合它將光敏劑體系的光降解機理與淀粉的生物降解機理結合起來起來, ,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劑體系另一方面可以利用光敏劑體系可調的特性達到人為控制降解的目的?？烧{的特性達到人為控制降解的目的。光降解和生物降解的結合不僅提高了材料降解的可控性，光降解和生物降解的結合不僅提高了材料降解的可控性，而且還克服了單純光降解材料在陽光不足或非光照條件下難而且還克服了單純光

35、降解材料在陽光不足或非光照條件下難降解以及單純淀粉塑料在非微生物環(huán)境條件下難降解的問題。降解以及單純淀粉塑料在非微生物環(huán)境條件下難降解的問題。 生物降解高分子材料的一大應用領域是在農業(yè)上。在生物降解高分子材料的一大應用領域是在農業(yè)上。在適當的條件下，可生物降解高分子材料經有機降解成為混適當的條件下，可生物降解高分子材料經有機降解成為混合肥料合肥料,或與有機廢物混合堆肥。特別是用甲殼素或與有機廢物混合堆肥。特別是用甲殼素/殼聚糖制殼聚糖制備的生物降解高分子材料或含有甲殼素備的生物降解高分子材料或含有甲殼素/殼聚糖的生物降解殼聚糖的生物降解高分子材料高分子材料,其降解產物不但有利于植物生長其降解產

36、物不但有利于植物生長,還可改良土壤還可改良土壤環(huán)境。環(huán)境。 降解高分子當前存在的問題主要是價格昂貴降解高分子當前存在的問題主要是價格昂貴,難以推廣難以推廣利用。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處理生物降解塑料的用后處理需要全面的堆肥建設。另外需要全面的堆肥建設。另外,降解塑料自身技術如更合理的降解塑料自身技術如更合理的工藝配方、準確的降解時控性、用后快速降解性、徹底降工藝配方、準確的降解時控性、用后快速降解性、徹底降解性以及邊角料的回收利用技術等還有待進一步提高和完解性以及邊角料的回收利用技術等還有待進一步提高和完善。善。高分子吸附劑高分子吸附劑吸附劑的分

37、類：吸附劑的分類：(1)非離子型高分子吸附劑非離子型高分子吸附劑 非離子型吸附樹脂主要是指在分子結構中不包非離子型吸附樹脂主要是指在分子結構中不包含離子性基團，主要依靠分子間范德華力進行吸附的含離子性基團，主要依靠分子間范德華力進行吸附的高分子樹脂。它主要用在色譜分離中作為載體和固定高分子樹脂。它主要用在色譜分離中作為載體和固定相、環(huán)境保護中作為污染物富集材料、動植物中有效相、環(huán)境保護中作為污染物富集材料、動植物中有效成分的分離提取與純化過程中。非離子型高分子吸附成分的分離提取與純化過程中。非離子型高分子吸附劑品種較多，根據極性大小，可以分成非極性、弱極劑品種較多，根據極性大小，可以分成非極性

38、、弱極性、中等極性和強極性四種。按照聚合物骨架類型，性、中等極性和強極性四種。按照聚合物骨架類型，可分成聚苯乙烯型、聚丙烯酸型等?？煞殖删郾揭蚁┬?、聚丙烯酸型等。(2)金屬陽離子配位型吸附劑金屬陽離子配位型吸附劑 金屬陽離子配位型吸附劑又稱為高分子螯合劑，是一金屬陽離子配位型吸附劑又稱為高分子螯合劑，是一類重要的功能高分子。其特征是高分子骨架上連接有能夠類重要的功能高分子。其特征是高分子骨架上連接有能夠對金屬離子進行配位的螯合功能基，對多種金屬離子具有對金屬離子進行配位的螯合功能基，對多種金屬離子具有選擇性螯合作用，因此這類吸附樹脂能夠濃縮和富集各種選擇性螯合作用，因此這類吸附樹脂能夠濃縮和富

39、集各種金屬離子。金屬離子。 作為吸附劑使用的高分子螯合劑主要有兩類：一類是作為吸附劑使用的高分子螯合劑主要有兩類：一類是合成型高分子螯合樹脂；另一類是天然高分子螯合劑。合成型高分子螯合樹脂；另一類是天然高分子螯合劑。 具有螯合功能的高分子需要滿足兩方面的要求：具有螯合功能的高分子需要滿足兩方面的要求： 首先是要含有配位基團，其次是配位基團在高分子骨首先是要含有配位基團，其次是配位基團在高分子骨架上排布合理，以保證螯合過程對空間構型的要求。架上排布合理，以保證螯合過程對空間構型的要求。 螯合基團是一類含有多個配位原子的功能基團，目前螯合基團是一類含有多個配位原子的功能基團，目前最常見的配位原子是

40、具有給電子性質的第五族到第七族元最常見的配位原子是具有給電子性質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)離子型吸附樹脂離子型吸附樹脂 這種高分子材料的骨架中含有某些酸性或堿性基團，這種高分子材料的骨架中含有某些酸性或堿性基團，在溶液中解離后分別能夠與陽離子或陰離子通過靜電引力在溶液中解離后分別能夠與陽離子或陰離子通過靜電引力結合生成鹽，其中最常見的是離子交換樹脂。離子型吸附結合生成鹽，其中最常見的是離子交換樹脂。離子型吸附樹脂主要有兩部分結構：一部分是高分子骨架，其作用是樹脂主要有兩部分結構：一部分是高分子骨架，其作用是擔載離子交換基團以及為離子交換

41、過程提供必要的空間和擔載離子交換基團以及為離子交換過程提供必要的空間和動力學條件；另一部分是離子交換基團，它是離子交換能動力學條件；另一部分是離子交換基團，它是離子交換能力和吸附選擇性的決定因素。根據聚合物骨架上所帶離子力和吸附選擇性的決定因素。根據聚合物骨架上所帶離子交換基團的性質不同，可以分成強酸型、弱酸型、強堿型交換基團的性質不同，可以分成強酸型、弱酸型、強堿型、弱堿型、酸堿兩性和氧化還原幾種。另外一種使用更為、弱堿型、酸堿兩性和氧化還原幾種。另外一種使用更為廣泛的分法是根據樹脂所交換離子的荷電特征分成陽離子廣泛的分法是根據樹脂所交換離子的荷電特征分成陽離子型和陰離子型。型和陰離子型。

42、離子型吸附樹脂的主要功能之一是對相應的離子進行離子型吸附樹脂的主要功能之一是對相應的離子進行離子交換，交換次序取決于離子交換基團與被交換離子的離子交換，交換次序取決于離子交換基團與被交換離子的親和能力的差異，而這些差異又取決于多種因素，例如離親和能力的差異，而這些差異又取決于多種因素，例如離子半徑、價態(tài)、軟硬度、化學組成和立體結構等等。子半徑、價態(tài)、軟硬度、化學組成和立體結構等等。 一般來說，由于使用目的和條件的不同，對離子型吸一般來說，由于使用目的和條件的不同，對離子型吸附樹脂有不同的具體要求：附樹脂有不同的具體要求：a.良好的穩(wěn)定性；良好的穩(wěn)定性；b.良好的耐良好的耐溶劑性質；溶劑性質；c

43、.良好的機械性能；良好的機械性能；d.具有一定的離子交換容具有一定的離子交換容量；量；e.對特定離子應具有選擇性吸附能力；對特定離子應具有選擇性吸附能力；f.具有較大的比具有較大的比表面積、適宜的孔徑和孔隙率。表面積、適宜的孔徑和孔隙率。吸水性高分子吸附劑：吸水性高分子吸附劑：高吸水性樹脂的研究始于高吸水性樹脂的研究始于60年代，世界上最早開年代，世界上最早開發(fā)的一種高吸水性樹脂是淀粉發(fā)的一種高吸水性樹脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解產丙烯氰接枝共聚水解產物，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。按原料組成分：按原料組成分：改性的天然高分子改性的天然高分子（包括淀

44、粉類和纖維素類）（包括淀粉類和纖維素類）全人工合成的高分子全人工合成的高分子（包括聚丙烯酸系樹脂、聚丙（包括聚丙烯酸系樹脂、聚丙烯氰系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚環(huán)氧乙烷系樹脂烯氰系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚環(huán)氧乙烷系樹脂等）等）通常情況下，纖維素類高吸水性樹脂的吸水能力比通常情況下，纖維素類高吸水性樹脂的吸水能力比淀粉類樹脂低，但是吸水速度快是其特點之一，在淀粉類樹脂低，但是吸水速度快是其特點之一，在一些特殊情況下卻是淀粉類樹脂所不能取代的。一些特殊情況下卻是淀粉類樹脂所不能取代的。高吸水性樹脂的結構特征：高吸水性樹脂的結構特征：a.分子中具有強親水性基團，如羥基、羧基，分子中具有強親水性基團，如

45、羥基、羧基，能夠與水分子形成氫鍵；能夠與水分子形成氫鍵；b.樹脂具有交聯結構；樹脂具有交聯結構；c.聚合物內部具有較高的離子濃度；聚合物內部具有較高的離子濃度；d.聚合物具有較高的分子量聚合物具有較高的分子量吸油性高分子：吸油性高分子：高吸油性樹脂是一種新型的功能高分子材料高吸油性樹脂是一種新型的功能高分子材料,對于對于不同種類的油，少則可吸自重的幾倍不同種類的油，少則可吸自重的幾倍,多則近百倍多則近百倍,吸油吸油量大、吸油速度快且保油能力強，在工業(yè)的廢液處理量大、吸油速度快且保油能力強，在工業(yè)的廢液處理以及環(huán)境保護方面具有廣泛的用途。另外可作橡膠改以及環(huán)境保護方面具有廣泛的用途。另外可作橡膠

46、改性劑、油霧過濾材料、芳香劑和殺蟲劑的基材、紙張性劑、油霧過濾材料、芳香劑和殺蟲劑的基材、紙張?zhí)砑觿┑?。添加劑等。高吸油性樹脂的結構特征：高吸油性樹脂的結構特征：高分子之間形成一種三維的交聯網狀結構，高分子之間形成一種三維的交聯網狀結構，材料內部具有一定微孔結構。由于分子內親油基材料內部具有一定微孔結構。由于分子內親油基的鏈段和油分子的溶劑化作用，高吸油性樹脂發(fā)的鏈段和油分子的溶劑化作用，高吸油性樹脂發(fā)生膨潤?；诮宦摰拇嬖冢摌渲蝗苡谟椭?。生膨潤?；诮宦摰拇嬖?，該樹脂不溶于油中。由此可見由此可見,交聯度和親油性基團與高吸油性樹脂的交聯度和親油性基團與高吸油性樹脂的性能有密切關系。性能有密

47、切關系。 當將高吸油性樹脂投入油中時當將高吸油性樹脂投入油中時, ,剛開始是分子剛開始是分子擴散控制擴散控制, ,當一定量的油分子進入后，油分子和高當一定量的油分子進入后，油分子和高分子鏈段發(fā)生溶劑化作用，此時由于油分子進入得分子鏈段發(fā)生溶劑化作用，此時由于油分子進入得還比較少，尚不足以使高分子鏈段伸展開，實際上還比較少，尚不足以使高分子鏈段伸展開，實際上仍然卷曲纏結著，因此仍然是分子擴散控制；當油仍然卷曲纏結著，因此仍然是分子擴散控制；當油分子進入足夠多，溶劑化作用也足夠強了，鏈段伸分子進入足夠多，溶劑化作用也足夠強了，鏈段伸展開來，網絡中只有共價鍵交聯的交聯點存在，這展開來，網絡中只有共價

48、鍵交聯的交聯點存在，這時才開始是由熱力學推動力推動時才開始是由熱力學推動力推動( (即由熱力學不平即由熱力學不平衡態(tài)向平衡態(tài)方向進行衡態(tài)向平衡態(tài)方向進行) )。當高分子充分溶脹，從。當高分子充分溶脹，從高分子彈性力學模型可知，高分子鏈伸展到一定程高分子彈性力學模型可知，高分子鏈伸展到一定程度會慢慢回縮度會慢慢回縮, ,即存在彈性回縮力，最終達到熱力即存在彈性回縮力，最終達到熱力學平衡態(tài)。學平衡態(tài)。吸附性高分子材料主要是指那些對某些特定離子吸附性高分子材料主要是指那些對某些特定離子或分子有選擇性親和作用的高分子材料，從外觀形態(tài)或分子有選擇性親和作用的高分子材料，從外觀形態(tài)上看，主要有上看，主要有

49、微孔型、大孔型、米花型和大網狀樹脂微孔型、大孔型、米花型和大網狀樹脂幾種。幾種。吸附樹脂的吸附性不僅受到結構和形態(tài)等內在吸附樹脂的吸附性不僅受到結構和形態(tài)等內在因素的影響，還與使用環(huán)境關系密切：因素的影響，還與使用環(huán)境關系密切：(1)溫度因素溫度因素(2)樹脂周圍的介質樹脂周圍的介質流動相的流速、溶液黏度和被吸附物質的擴散系數等流動相的流速、溶液黏度和被吸附物質的擴散系數等水處理水處理水的軟化，脫堿；水的脫鹽；高純水制備糖及多元醇的處理糖及多元醇的處理 葡萄糖脫色精制，蔗糖、甜菜糖漿的軟化、脫色精制；甘油純化工業(yè)廢水處理工業(yè)廢水處理含鉻、汞、銅廢水處理；含金、銀廢水處理及回收原子能工業(yè)原子能工

50、業(yè)鈾、釷的提煉；反應堆用水的凈化；放射性廢水的處理催化劑催化劑蔗糖的轉化；酯化反應；水解反應；烷基化反應；縮合反應制藥工業(yè)制藥工業(yè)抗菌素的分離提煉精制；生化藥物的分離精制；氨基酸、蛋白質的分離；生物堿的分離；藥物添加劑在農業(yè)方面農業(yè)方面，由于具有驚人的吸水能力，常常作為農用保水劑，施用于土壤中時吸收的水分可以被植物吸收利用，并能在作物根系周圍形成一個局部濕潤的環(huán)境，對作物來說相當于一個微型水源。在沙漠和荒漠中進行綠化，高吸水性樹脂能夠發(fā)揮非常重要的作用。 水果、蔬菜在一般條件下難以保鮮，用高吸水性樹脂開發(fā)出一種可調節(jié)水分的包裝薄膜，用于包裝果蔬，可在一定程度上調節(jié)局部體系的氣氛、濕度，從而控制

51、水果、蔬菜的呼吸代謝。 建筑方面建筑方面，將高吸水性樹脂與其他高分子材料混合后，可以加工成止水帶，在土建工程中是理想的止水材料。利用吸水膨脹性能，添加到其他建筑材料中，可以作為水密封材料，用于堵漏。 衛(wèi)生用品制造衛(wèi)生用品制造方面是應用最早，也是現在使用量最多的領域之一。采用高吸水性樹脂可以將婦女衛(wèi)生經做的更薄，保水效果更好，提高運動自由度和著裝感；做成紙尿褲，由于鎖住水分，感覺更舒適。 在醫(yī)療方面在醫(yī)療方面，吸水樹脂凝膠可抑制血漿蛋白質和血小板的粘著，因而可作抗血栓材料。另外用高吸水性樹脂制成的人工腎過濾材料，可以調節(jié)血液中的水分含量。三廢處理三廢處理由于高吸油性樹脂的密度低由于高吸油性樹脂的

52、密度低, ,可以浮在水面上可以浮在水面上, ,因而因而處理水面浮油效果非常好處理水面浮油效果非常好, ,特別是對海洋石油以及運輸特別是對海洋石油以及運輸泄漏非常有效。當和其它材料組合形成的復合材料泄漏非常有效。當和其它材料組合形成的復合材料, ,如如用無紡布包覆粒狀固體用無紡布包覆粒狀固體( (形狀可調節(jié)形狀可調節(jié)),),可以替代傳統的可以替代傳統的吸油墊吸油墊, ,如聚丙烯墊、聚苯乙烯墊等。也有直接應用樹如聚丙烯墊、聚苯乙烯墊等。也有直接應用樹脂粒子的懸浮液脂粒子的懸浮液, ,粒狀固體水漿粒狀固體水漿( (濃度濃度50%60%),從油從油水混合體系中分離除去油水混合體系中分離除去油, ,將工

53、業(yè)污水經過處理后再排將工業(yè)污水經過處理后再排放到江湖中。放到江湖中。芳香劑、殺蟲劑、誘魚劑基材芳香劑、殺蟲劑、誘魚劑基材 將吸收了如芳香劑的高吸油性樹脂放在空氣中將吸收了如芳香劑的高吸油性樹脂放在空氣中, ,樹脂樹脂中的有機液由于在樹脂與周圍環(huán)境之間存在著濃度梯度中的有機液由于在樹脂與周圍環(huán)境之間存在著濃度梯度, ,會緩慢地釋放出來。如會緩慢地釋放出來。如, ,日本觸媒制造的外觀透明的片狀日本觸媒制造的外觀透明的片狀固體材料的高吸油性樹脂固體材料的高吸油性樹脂, ,可用作芳香劑或殺蟲劑的載體可用作芳香劑或殺蟲劑的載體基材?；摹Ｗ鳛楹铣蓸渲母男蕴砑觿┳鳛楹铣蓸渲母男蕴砑觿?作為儲油設備密封

54、材料的添加改性劑作為儲油設備密封材料的添加改性劑, ,將高吸油性樹將高吸油性樹脂和纖維基材以及合成橡膠粘合劑等混合制成各種形狀脂和纖維基材以及合成橡膠粘合劑等混合制成各種形狀的密封材料的密封材料, ,具有極好的油封性能具有極好的油封性能, ,且當油溶脹后且當油溶脹后, ,強度損強度損失很小，其中高吸油性樹脂占失很小，其中高吸油性樹脂占5%30%(質量質量)。高分子功能膜高分子功能膜高分子功能膜的分類高分子功能膜的分類按構成膜的材料分按構成膜的材料分天然高分子膜、有機合成高天然高分子膜、有機合成高分子膜分子膜按膜的結構分按膜的結構分(a)對稱膜對稱膜疏松的多孔膜和致密的無孔膜疏松的多孔膜和致密的

55、無孔膜(b)非對稱膜非對稱膜多孔膜、疊合膜和復合膜多孔膜、疊合膜和復合膜(c)離子交換膜離子交換膜按分離過程推動力分按分離過程推動力分壓力差膜、濃度差膜、壓力差膜、濃度差膜、溫度差膜和電位差膜溫度差膜和電位差膜(4)按膜材料的宏觀外形結構分按膜材料的宏觀外形結構分(a)管狀膜：容易清洗，適用于分離濃度很高或者污物管狀膜：容易清洗，適用于分離濃度很高或者污物較多的場合，但是使用密度較小，在一定使用體積下，較多的場合，但是使用密度較小，在一定使用體積下，有效分離面積最小。有效分離面積最小。(b)中空纖維膜：主要應用于血液透析設備和人工腎臟中空纖維膜：主要應用于血液透析設備和人工腎臟的制備，缺點就是

56、容易在使用中受到污染，一旦污染較的制備，缺點就是容易在使用中受到污染，一旦污染較難清洗。難清洗。(c)平面型分離膜：容易制作，使用方便，成本低廉；包平面型分離膜：容易制作，使用方便，成本低廉；包括無支撐型、支撐型和增強型三類。括無支撐型、支撐型和增強型三類。被分離材料能夠從膜的一側克服膜材料的阻礙穿過分被分離材料能夠從膜的一側克服膜材料的阻礙穿過分離膜，需要有特定的內在因素與合適的外在條件。從目前離膜，需要有特定的內在因素與合適的外在條件。從目前掌握的材料看，膜分離作用有兩種形式：即掌握的材料看，膜分離作用有兩種形式：即過篩作用和溶過篩作用和溶解擴散作用解擴散作用。過篩作用類似于物理過篩過程，

57、與常見的篩網材料過篩作用類似于物理過篩過程，與常見的篩網材料相比，膜的孔徑要小的多。被分離物能否通過篩網取決相比，膜的孔徑要小的多。被分離物能否通過篩網取決于物質粒徑尺寸和網孔的大小。于物質粒徑尺寸和網孔的大小。 溶解擴散作用是指當膜材料對某些物質具有一定溶溶解擴散作用是指當膜材料對某些物質具有一定溶解能力時，在外力作用下被溶解物質能夠在膜中擴散運解能力時，在外力作用下被溶解物質能夠在膜中擴散運動，從膜的一側擴散到另一側，再離開膜。這種作用形動，從膜的一側擴散到另一側，再離開膜。這種作用形式在用密度膜對氣體進行分離和用反滲透膜對溶質與溶式在用密度膜對氣體進行分離和用反滲透膜對溶質與溶液進行分離

58、的過程中起主要作用。液進行分離的過程中起主要作用。膜制備材料：膜制備材料： 天然高分子材料類天然高分子材料類主要包括改性纖維素及其衍生物類，主要包括改性纖維素及其衍生物類，原料易得，成膜性能好，化學性質穩(wěn)定，多用于透析、微原料易得，成膜性能好，化學性質穩(wěn)定，多用于透析、微濾、超濾、反滲透、膜蒸發(fā)和膜電泳等場合。近年來，甲濾、超濾、反滲透、膜蒸發(fā)和膜電泳等場合。近年來，甲殼素類海藻酸鈉類成為了新的分離膜制備材料。殼素類海藻酸鈉類成為了新的分離膜制備材料。聚烯烴類聚烯烴類包括聚乙烯、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。主要用于制備微濾、超濾、密度膜等。用于制備微濾、超濾、密

59、度膜等。聚酰胺類聚酰胺類尼龍尼龍66，機械強度高，化學穩(wěn)定性好，高溫，機械強度高，化學穩(wěn)定性好，高溫性能優(yōu)良。性能優(yōu)良。聚砜類聚砜類含氟高分子材料含氟高分子材料有機硅聚合物類有機硅聚合物類高分子電解質類高分子電解質類(1)反滲透膜反滲透膜反滲透膜主要是不對稱膜、復合膜和中空纖反滲透膜主要是不對稱膜、復合膜和中空纖維膜。不對稱膜的表面活性層上的微孔很?。s維膜。不對稱膜的表面活性層上的微孔很?。s2nm），大孔支撐層為海綿狀結構；復合膜由超），大孔支撐層為海綿狀結構；復合膜由超薄膜和多孔支撐層等組成。超薄膜很薄，只有薄膜和多孔支撐層等組成。超薄膜很薄，只有0.4 m，有利于降低流動阻力，提高透水

60、速率；，有利于降低流動阻力，提高透水速率；中空纖維反滲透膜的直徑極小，壁厚與直徑之比中空纖維反滲透膜的直徑極小，壁厚與直徑之比比較大，因而不需支持就能承受較高的外壓。比較大，因而不需支持就能承受較高的外壓。反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、聚酰反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纖維素胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纖維素膜透水量大，脫鹽率高，價格便宜，應用普遍。膜透水量大，脫鹽率高，價格便宜，應用普遍。芳香聚酰胺膜具有優(yōu)越的機械強度，化學性能芳香聚酰胺膜具有優(yōu)越的機械強度，化學性能穩(wěn)定，耐壓實，能在穩(wěn)定，耐壓實，能在pH值值4-10的范圍內使用。的范圍內使用