智能型高分子膜的制备及应用研究进展

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功能高分子材料的研究进展

功能高分子材料的研究进展

3、高分子催化剂与高分子试剂:在化学合成领域,科研人员正在研究新型的 高分子催化剂与高分子试剂,以提高反应效率,减少副反应,降低环境污染。 其中,负载型高分子催化剂以其高效、可回收的优点引起了科研工作者的广泛。
4、医用高分子:医用高分子材料与人类的健康和生命质量密切相关。近年来, 科研人员对医用高分子的研究主要集中在生物相容性、降解性以及功能性上。 例如,聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等生物降解材料已经被广泛应用于 药物载体和生物医学工程中。同时,科研人员也在开发具有药物控释、靶向治 疗等功能的医用高分子药物。
功能高分子材料的研究进展
目录
01 一、功能高分子材料 的分类
03 三、未来展望
02
二、功能高分子材料 的研究进展
04 参考内容
功能高分子材料是一种具有特殊物理、化学或生物性质的材料,其价值在于能 够进行精确的分子设计,以适应特定的应用需求。这种材料在众多领域中都有 着广泛的应用,如能源、医疗、环保等。近年来,随着科技的飞速发展,功能 高分子材料的研究取得了显著的进步。
1、高分子膜:高分子膜在分离、过滤、渗透等过程中有着广泛的应用。近年 来,科研人员在高分子膜的制备技术、性能优化以及应用研究等方面取得了重 要的突破。例如,通过纳米纤维构筑的多孔高分子膜在海水淡化、燃料电池等 领域展示出优异的性能。
2、高分子纤维:高分子纤维具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点,被广泛应 用于航空航天、汽车制造、环保等领域。一种新型的高分子纤维——碳纤维, 因其具有超高的强度和模量,被视为“黑金”。科研人员正在致力于提高碳纤 维的生产效率,降低成本,料主要分为物理功能高分子材料、化学功能高分子材料和生物功 能高分子材料。物理功能高分子材料主要涉及高分子膜、高分子纤维等;化学 功能高分子材料则包括高分子催化剂、高分子试剂等;生物功能高分子材料则 涉及医用高分子、生物降解高分子等。

智能高分子材料研究进展

智能高分子材料研究进展

智能高分子材料研究进展智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,它能够根据外界刺激或条件改变自身的结构和性质。

随着科技的不断进步,智能高分子材料的研究也取得了长足的进展。

本文将介绍智能高分子材料的研究进展,主要涉及两个方面:响应性高分子材料和自修复高分子材料。

响应性高分子材料是指根据外界刺激或条件发生可逆的结构和性能变化的材料。

其中,温度响应性材料是最常见的一类。

这类材料在不同的温度下会发生相变,从而改变物理性质或表面形貌。

例如,聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种具有温度敏感性的高分子材料。

当温度超过临界温度(约32℃),PNIPAM会在水中形成聚集体,从而改变其溶解度和阻力,实现温度响应性。

除了温度响应性材料外,pH响应性材料也是一类重要的响应性高分子材料。

这类材料能够在不同pH值下发生溶胀或溶解,从而实现对外界酸碱条件的响应。

聚丙烯酸(PAA)是一种常用的pH响应性材料,当pH 值低于其pKa值时,PAA会溶胀;当pH值超过其pKa值时,PAA会发生溶胀,从而改变其物理性质和形貌。

自修复高分子材料是指在受损后能够自行修复的材料。

这类材料通过自修复机制,可以恢复其原有的结构和性能。

一种常见的自修复机制是实现高分子链的断裂与重合。

例如,二氧化硼硬脂酸酯(Boronate ester)是一种具有自修复能力的高分子材料。

当材料受损断裂时,硼酸酯键会断裂,形成自由的亲电基团,然后在适当条件下,亲核物质与亲电物质发生反应,重新形成硼酸酯键,实现自修复。

除了上述两个方面的研究进展,近年来还涌现出一些智能高分子材料的新研究方向。

例如,光响应性材料可以通过光照引起结构和性质的变化。

电磁响应性材料可以通过外加电场或磁场实现结构和性质的调控。

生物响应性材料可以响应生物环境中的刺激,如细胞内温度、pH值和酶等。

这些新研究方向为智能高分子材料的发展开辟了新的途径。

总之,智能高分子材料是一种具有特殊功能和性能的高分子材料,其研究进展日益迅猛。

新型智能高分子材料的研究与应用

新型智能高分子材料的研究与应用

新型智能高分子材料的研究与应用随着科技水平的不断发展,智能材料的研究和应用越来越受到广泛的关注。

而在众多的智能材料中,新型智能高分子材料的研究和应用也成为了当前的热点话题。

智能高分子材料是目前材料科学领域中一种较为先进的材料,它的特殊性能和广泛的应用领域受到了各个领域的研究者和应用者的广泛关注。

下面我们将从新型智能高分子材料的研究和应用方面来一一介绍。

1.新型智能高分子材料的研究进展(1)嵌段共聚物嵌段共聚物是指在一条聚合物链上,有两种或多种不同的聚合单体交替出现,由此形成了多种纳米结构的高分子材料。

在这种结构之中,聚合单体之间的相互作用是非常重要的。

随着研究的深入,嵌段共聚物的应用场景越来越广泛,例如将其应用于纳米材料的研究工作当中。

(2)烯烃-芳香二元共聚物烯烃-芳香二元共聚物是指在一条聚合物链上,同时存在烯烃和芳香烃两种聚合单体。

这种材料在制备的过程中,烯烃和芳香烃之间的相互作用非常重要。

(3)超支化聚合物超支化聚合物是一种具有非常高分子量的聚合物,其形状非常奇特,由于其特殊的结构,超支化聚合物的性质也非常独特。

在实际应用当中,超支化聚合物的应用场景非常广泛,例如在纳米材料和生物医学领域等方面都能够发挥非常重要的作用。

(4)中息肉中息肉是指一种新型智能高分子材料,在制备过程中会发生逆转的“脱溶-相分离-再溶胀”过程。

中息肉具有很好的智能响应性质,能够非常敏锐地响应于外部环境的变化。

在实际应用方面,中息肉也被广泛用于人工智能领域的研究工作中。

2.新型智能高分子材料的应用新型智能高分子材料的应用场景非常广泛,下面我们将介绍一些比较典型的应用领域。

(1)传感器新型智能高分子材料由于具有非常好的响应性质,在传感器方面的应用也非常广泛。

例如在温度传感器、压力传感器和湿度传感器等方面都有广泛的应用。

而在这些传感器中,新型智能高分子材料具有更好的灵敏度和响应速度。

(2)生物医学在生物医学领域中,新型智能高分子材料也被广泛应用。

智能膜材料研究新进展 李月飞

智能膜材料研究新进展    李月飞

2. pH响应型智能膜
与温度响应型智能开关膜一样,pH响应型 智能开关膜的常见开关形式也包括覆孔型接枝链 开关、填孔型接枝链开关以及填孔型微球开关。 pH值响成型智能化开关膜大多是在多孔膜上接枝 pH响应型聚电解质开关。
如果接枝带负电聚电解质开关,当环境pH>pKa
时,聚电解质链处于伸展构象,膜孔有效孔径减小;
智能膜材料研究新进展
主讲人:李月飞
智能膜是仿生功能膜领域的重要技术进 展之一,能感知和响应外界物理和化学信号的 已成为国际上膜科学领域研究的新热点。因此,
对智能膜材料进行研究具有重要意义。
环境响应型智能膜
基于仿生材料而发展起来的一类新型功能膜材 料的环境响应型智能膜,是大多由多孔膜基材和能感 应外界环境刺激的聚合物功能开关两部分构成。这类 膜能够根据外界环境中的物理或化学因素(如温度、 pH值、物质种类、磁场、电场和光等)的变化来改变
当环境pH<pKa时,聚电解质链段处于收缩构象,膜
孔有效孔径增大。如果接枝带正电荷聚电解质开关,
膜孔的pH响应型正好相反。
3 . 光照响应型智能膜
在多孔膜上采用化学方法或物理方法安装
上光敏感型智能高分子制成开关,则可以制备成
光照响应型智能膜。光敏感分子通常为偶氮苯及
其衍生物、三苯基甲烷衍生物、螺环吡喃及其衍
同的目标需要来选取适当的膜基材来制 备智能膜。 不同类型的基材的PNIPAM 接枝膜的温度感应开关特性的影响。
1.3 具有反相感应开关的温度 响应型智能化开关膜
迄今温度相应型开关膜的智能开关一般都是 基于PNIPAM的温敏型高分子材料,这类高分子 材料均具有低温膨胀.高温收缩的特性;因此,
这类智能膜一般都具有膜孔随着温度升高到临界生物和多肽等。下面,将为大家展 Nhomakorabea一种通过外

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究

新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜的结构设计、制备及研究一、简述聚酰亚胺(Polyimide,简称PI)作为一种性能优异的高分子材料,在航空航天、电子信息和精密机械等领域具有广泛的应用前景。

传统的聚酰亚胺薄膜存在尺寸稳定性差和易损伤等局限性。

随着科技的不断进步和创新,研究者们致力于开发新型的高性能聚酰亚胺超薄薄膜,以满足日益严苛的使用要求。

本文将从结构设计、制备方法和研究三个方面对新型高性能聚酰亚胺超薄薄膜进行全面的阐述,旨在为相关领域的技术突破与创新提供有益的参考。

1. 聚酰亚胺(Polyimides)的优异性能与重要性聚酰亚胺(Polyimides)是一类具有卓越性能的特种工程材料,因其独特的结构和化学性质,在众多领域中都显示出极高的应用价值。

聚酰亚胺首先拥有优异的热稳定性,即使在高温环境下也能保持出色的物理和化学性能;它们具有极佳的机械性能,包括高抗张强度、高弯曲模量和优异的抗冲击性;除此之外,聚酰亚胺还表现出优异的化学稳定性,包括对各种酸碱盐类物质的耐腐蚀性以及对有机溶剂的耐受性;聚酰亚胺的加工性能也十分出色,可通过各种制备方法制成薄膜、纤维、复合材料等多种形式。

2. 超薄薄膜的应用领域与发展趋势聚酰亚胺超薄薄膜作为一种具有独特性能的新材料,自问世以来就受到了广泛的关注。

随着科技的发展和产业结构的优化,超薄薄膜的研究与应用逐渐渗透到各个领域,展现出巨大的潜力和价值。

在电子领域,聚酰亚胺超薄薄膜可以作为柔性导电膜、柔性触摸屏、柔性显示器等关键部件的原材料。

其独特的低蠕变特性和优异的机械强度使得聚酰亚胺超薄薄膜在柔性电子器件中具有较高的稳定性,为电子产品带来更轻便、更便携以及更好的耐用性。

在光伏领域,聚酰亚胺超薄薄膜可用于生产高效且轻质的太阳能电池封装膜。

这种薄膜具备出色的透光性、耐候性以及良好的隔离性能,可以有效保护太阳能电池片在恶劣环境下的稳定运行,从而提高光伏器件的发电效率及使用寿命。

聚酰亚胺超薄薄膜还在航空航天、精密仪器、锂电池隔膜等领域展现出巨大的应用前景。

高分子膜的制备及其应用研究

高分子膜的制备及其应用研究

高分子膜的制备及其应用研究
高分子膜是一种重要的材料,它具有广泛的应用领域。

在农业、医疗、能源等行业中,高分子膜都有着独特的作用。

高分子膜的制备方法有很多种。

其中,溶剂挥发法是一种常用
的制备方法。

这种方法的原理是通过将高分子材料溶解于溶剂中,在适当的条件下蒸发溶剂,形成高分子膜。

这种方法具有制备过
程简单、成本低廉等优点。

另外,还有一种电解沉积法。

这种方法虽然制备过程较为复杂,但是可以获得更加均匀的高分子膜。

这种方法的原理是将高分子
材料溶解于电解质中,在电流的作用下,在电极上沉积高分子膜。

这种方法可以获得高质量、高性能的高分子膜。

一般来说,高分子膜的应用领域可以分为三类。

第一类是农业
领域。

在农业生产中,高分子膜被广泛应用于土壤保护和水分管理。

由于高分子膜具有良好的渗透性和保水性,可以有效地保持
土壤湿度,提高农作物的生长率和产量。

第二类是医疗领域。

在医疗领域中,高分子膜被用作医用敷料、医用导管等。

由于高分子膜具有良好的生物相容性和可吸收性,
可以避免对人体的不良影响,对于创伤的治疗和外科手术具有良
好的疗效。

第三类是能源领域。

在能源领域中,高分子膜被用来制备太阳能电池和燃料电池。

由于高分子膜具有良好的导电和导热性能,可以提高太阳能电池和燃料电池的效率和性能。

总的来说,高分子膜是一种多功能的材料,具有广泛的应用领域。

随着科技的发展和材料科学的进步,相信高分子膜的应用前景会越来越广阔,对于推动各个领域的发展具有重要的作用。

高分子材料的制备及应用研究进展

高分子材料的制备及应用研究进展

高分子材料的制备及应用研究进展高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料,在各个领域中都有重要的作用。

本文将就高分子材料的制备方法及其在不同领域中的应用做出简要介绍。

高分子材料的制备方法多种多样,常见的方法包括聚合法、溶液法、熔融法、注塑法等。

其中,聚合法是最常用的方法之一。

聚合法通过采用不同的引发剂和反应条件,将单体分子连接成长链的高分子分子。

溶液法则是将溶解有高分子单体的溶液逐渐蒸发,让单体分子逐渐聚合形成高分子。

熔融法则是将高分子单体加热至熔点形成熔体,然后通过压力和温度的变化控制其聚合。

注塑法是将高分子熔体通过注射器注入到模具中,随后冷却凝固形成制品。

这些方法各有优缺点,适用于不同的高分子材料制备需求。

高分子材料在不同领域中有广泛应用。

在医学领域,高分子材料可以用于制备人工器官、药物缓释系统、组织工程材料等。

例如,一种被广泛应用于心脏病患者的人工心脏瓣膜材料就是高分子材料。

高分子材料具有良好的生物相容性和生物降解性,能够与人体组织相容,同时具有良好的耐久性和力学性能。

在电子领域,高分子材料可以用于制备柔性显示器件、有机太阳能电池、导电聚合物等。

高分子材料具有重量轻、柔性好、可塑性强的特点,能够适应不同形状和需求,因此在柔性电子产品中有广泛应用。

在环境保护领域,高分子材料可以制备吸附材料、膜材料、催化剂等,用于水处理、废气处理和垃圾处理等。

高分子材料具有较大的比表面积和较好的吸附性能,能够有效去除水中的有机污染物和重金属离子。

在航空航天领域,高分子材料可以用于制作轻质结构和防护层等。

高分子材料具有质量轻、强度高、隔热性好的特点,可以有效减轻航空器的重量并提高其性能。

虽然高分子材料的制备方法和应用领域十分广泛,但仍然存在一些挑战和问题。

首先,高分子材料的制备过程中可能出现反应不完全、副反应发生、分子量分布不合理等问题,使得材料性能不够稳定和一致。

其次,高分子材料的应用领域需要材料具备特定的物理性能和化学稳定性,因此高分子材料在不同领域中需求的性能参数差异较大,需要不断研究和改进。

智能高分子材料——杨磊

智能高分子材料——杨磊

智能高分子材料的研究进展材料化学工程——杨磊学号:2010207490一 .智能高分子材料概述“智能材料”这一概念是由日本的高木俊宜教授于1989年提出来的。

所谓智能材料,就是具有自我感知能力,集累积传感、驱动和控制功能于一体的材料,也是具有感知功能即识别功能、信息处理功能以及执行功能的材料,具备感知、反馈、响应三大基本要素。

它不但可以判断环境,而且可以顺应环境,通过感知周围环境的变化,适时做出相应措施,达到自适应的目的。

智能材料可分为智能金属材料,智能无机非金属材料,智能高分子材料。

智能高分子材料又称智能聚合物、机敏性聚合物、刺激响应型聚合物、环境敏感型聚合物,是一种能感觉周围环境变化,而且针对环境的变化能采取响应对策的高分子材料。

智能高分子材料具有多水平结构层次,较弱的分子间作用力,侧链易引入官能团,便于分子设计和精细控制等优点,这样因此更利于对环境的感知并实现对环境的响应。

二 .智能高分子材料的分类智能高分子材料可感知外界环境细微变化与刺激而发生膨胀、收缩等相应的自身调节。

其应用范围很广,如用于传感器、驱动器、显示器、光通信、药物载体、大小选择分离器、生物催化、生物技术、智能催化剂、智能织物、智能调光材料、智能黏合剂与人工肌肉等领域。

智能高分子材料的一般可以分为记忆功能高分子材料,智能纤维织物,智能高分子凝胶,智能高分子复合材料,智能高分子膜[1]。

这里主要综述智能高分子凝胶以及记忆功能高分子材料。

智能高分子凝胶是三维高分子网络与溶剂组成的体系。

它主要应用于组织培养,环境工程,化学机械系统,调光材料,智能药物释放体系等领域中。

记忆功能高分子材料也称形状记忆高分子材料,它是是利用结晶或半结晶高分子材料经过辐射交联或化学交联后具有记忆效应的原理而制造的一类新型智能高分子材料。

1.智能高分子凝胶智能高分子凝胶是其结构、物理性质、化学性质可以随外界环境改变而变化的凝胶。

当受到环境刺激时,这种凝胶就会随之响应,发生突变,呈现相转变行为。

智能型高分子膜进展

智能型高分子膜进展

智能型高分子膜的制备及应用研究进展精细0813 顾超叶 2008322104摘要:膜材料的智能化是当今分离材料领域发展的一个新方向。

讨论了智能型高分子膜材料的分类、制备方法及其环境响应特性等,分析了智能型高分子膜的应用现状及其应用前景,并展望了智能型高分子膜技术今后的研究和发展方向。

关键词:智能膜,智能高分子Research process in preparation of intelligent polymer membranes and their applicationAbstract: the membrane material is the separation of intelligent material field in a new direction of development. Intelligent polymer film are discussed Materialclassification, preparation method and its environment, the response characteristics of intelligent polymer film and the application prospect of application situation and prospectsof intelligent polymer membrane technology research and development direction.Keywords: intelligent membrane, intelligent polymer(一)引言膜的调研膜是一种二维材料,是两相之间的选择性屏障。

在自然界中,特别是在生物体内广泛存在,它与生命活动密切相关,是一切生命活动的基础,如能量转换、细胞识别、免疫激素、药物的作用和物质的传输等构成生命活动的基本问题,都与生物膜功能有关,而所有这些活动都是在界面上发生的,因此,研究膜及其界面具有重要的意义。

智能型高分子水凝胶的应用研究现状

智能型高分子水凝胶的应用研究现状

智能型高分子水凝胶的应用研究现状①房 喻② 胡道道 崔亚丽(陕西师范大学化学系 西安710062)提 要 介绍了智能型高分子和高分子水凝胶在分子器件、调光材料、生物医学等高新技术领域的应用研究现状。

0 引言1996年,美国麻省理工学院(M IT)的物理学家Toyoichi Tanaka因发现智能型水凝胶(Intelligent Hydrogels或Smart Hydrogels)而获当年探索者杂志新技术发现奖。

所谓智能型水凝胶是指对外来刺激具有可逆响应性、在水中可以溶胀的凝胶。

由于这类材料对外来刺激的可逆响应性使其在分子器件,调光材料,生物活性物质的温和、高效分离,酶和细胞的智能固定化以及药物可控释放等高新技术领域有广泛应用。

基于这样的认识,1992年美国著名风险投资商G eorge W Mc K inney与Tanaka合作创办了G el Sciences公司,致力于智能型水凝胶的工业应用开发。

两年后,Mc K inney联合另一位风险投资商Eyal S Ron创建了由G el Sciences控股的G elMed公司,该公司致力于智能型水凝胶的生物医学应用开发。

由于在随后的几年里G elMed的业务发展较之前者更快,因此两公司又合并为G el Sciences/ G elMed公司,以集中力量推进智能型水凝胶的生物医学应用。

智能型水凝胶的合成和应用研究涉及学科众多,具有显著的多学科交叉特点,是当今最具挑战的高新技术研究前沿领域之一。

关于智能型水凝胶的合成和性能研究已有多篇综述发表[1-4],本文重点介绍智能型水凝胶及与之密切相关的智能型大分子在高新技术领域的应用研究现状。

1 化学膜和化学阀大分子在溶液中的构象除了取决于大分子自身的结构本性外,还与大分子与大分子、大分子与溶剂之间的相互作用以及大分子溶液所处的外部环境条件有关。

对智能型大分子而言,其构象会因外部某种条件的微小变化而发生突变,而且这种变化可因外部条件变化的消失而消失。

高分子薄膜的制备及其应用研究

高分子薄膜的制备及其应用研究

高分子薄膜的制备及其应用研究高分子薄膜是一种重要的材料,广泛应用于电子设备、光学器件、生物医学等领域。

其制备及应用研究已经成为热门话题之一。

一、高分子薄膜的制备高分子薄膜的制备方法主要包括溶液法、熔融法、拉伸法和层层自组装法等。

(一)溶液法溶液法通常使用高分子溶液,溶液中含有单体或预聚物,通过溶液的挥发、凝固形成薄膜。

这种方法优点是制备简单、成本低,但缺点是薄膜的厚度和均匀性难以控制。

(二)熔融法熔融法主要是将高分子加热熔融,在某种条件下快速冷却形成薄膜。

该方法制备的薄膜质量好,但需要高温,一些高性能的聚合物很难熔融而不分解。

(三)拉伸法拉伸法是将高分子薄片进行拉伸制备的方法,可以得到高度拉伸的高分子薄膜。

该方法制备的薄膜的机械性能优异,并且具有方向性,但需要较高的技术要求。

(四)层层自组装法层层自组装法是一种逐层将高分子薄膜沉积在基底上的方法,每层薄膜之间通过一种化学键连接,使得薄膜有均匀的厚度和良好的质量。

该方法具有高温、高压不需要,制备工艺简单等优点。

二、高分子薄膜的应用高分子薄膜以其优异的性能和良好的制备可控性,在光电器件、电子设备、生物医学等领域有广泛的应用。

(一)光电器件高分子薄膜在光电器件中的应用主要包括有机发光二极管(OLED)、有机太阳能电池(OPS)等。

其中,OLED作为一种发光器件,具有颜色纯正、亮度高等优点,被广泛应用于显示器、灯具等方面,而OPS则是通过将有机半导体附着在电极上,形成光电转换的元件,具有环保、柔性等特点。

(二)电子设备高分子薄膜广泛应用于电子设备中的屏幕保护片、触摸屏、电容式触摸屏等领域。

这些薄膜由于其高硬度、高透明度等性质在手机、平板等电子设备中成为不可或缺的材料。

(三)生物医学高分子薄膜在生物医学领域的应用也很广泛。

例如,用于包裹和输送药物的纳米粒子表面经常被涂上用于细胞增殖和组织再生的高分子薄膜;或将高分子薄膜用于人造器官的支架等。

三、发展趋势随着科技的不断发展,高分子薄膜在越来越多的领域得到应用,对于其制备方法和性能的控制提出了更高的要求。

高分子薄膜的制备及其应用研究

高分子薄膜的制备及其应用研究

高分子薄膜的制备及其应用研究高分子材料在当今的工业和科学领域中发挥着重要的作用。

其中,高分子薄膜作为一种重要的材料形式,在电子、光电子、生物医学、环境保护等领域中有着广泛的应用。

因此,对高分子薄膜的制备及其应用研究具有重要的意义。

一、高分子薄膜的制备方法1、溶液旋转涂敷法溶液旋转涂敷法是制备高分子薄膜的一种常用方法。

它通常通过将高分子物质溶解在溶剂中,将溶液滴在基材上,并利用旋转涂敷机器快速旋转以移除溶剂,形成平坦且均匀的薄膜。

这种方法简单易行、可控性强,可以制备出具有不同厚度和形貌的高分子薄膜,很适合于小批量制备和工艺优化。

2、静电纺丝法静电纺丝法是制备高分子薄膜的另一种方法。

该方法通过将高分子物质溶解在溶剂中,并利用静电纺丝机器施加高电压,将溶液从微细孔洞中拉伸出纤维。

在拉伸的过程中,由于蒸发速度的快慢,纤维表面的溶剂被部分挥发,从而形成具有孔隙结构的薄膜。

这种方法制备的薄膜具有高比表面积和多孔结构,适用于生物医学等领域。

二、高分子薄膜的应用研究1、电子领域高分子薄膜在电子领域中有着广泛的应用。

例如,在新型平板显示器中,高分子薄膜被用作液晶显示器的屏幕背光剂,能够在灯光下提供清晰的图像。

此外,高分子薄膜还被用作光电器件的绝缘材料和包裹保护材料,以防止化学腐蚀和水蒸气侵入。

2、光电子领域高分子薄膜在光电子领域中也有着重要的应用。

例如,高分子薄膜可以用作太阳能电池的光敏材料,将光能转化为电能。

此外,高分子薄膜还广泛应用于有机发光二极管(OLED)中,用于提供高效的发光材料。

3、生物医学领域高分子薄膜在生物医学领域中的应用也日益增多。

例如,高分子薄膜可以用作生物传感器的支撑材料,在诊断和治疗疾病方面具有重要的作用。

此外,高分子薄膜还可用作药物缓释材料,控制药物的释放速率和浓度,从而提高药物的疗效和安全性。

4、环境保护领域高分子薄膜在环境保护领域中也具有广泛的应用。

例如,高分子薄膜可以用作水处理中的隔离膜,使污染物得以过滤出去。

新型高分子膜的开发与应用

新型高分子膜的开发与应用

新型高分子膜的开发与应用第一章引言新型高分子膜是指利用一定的高分子单体或聚合物,经过一定的化学反应或物理处理,制备出一定性质的膜状材料。

高分子膜除了具有传统材料如陶瓷、金属、玻璃等所具备的力学性能外,还具有电子、光学、磁学、声学、生物学等特殊性质。

在生物医学、环境保护、能源开发等领域的应用也日益广泛。

本文将从新型高分子膜的开发、制备方法和应用方面进行讨论。

第二章新型高分子膜的开发2.1 树脂薄膜树脂薄膜是以树脂或单体为原料,采用表面增强剂、结晶调节剂等辅助剂,通过溶液浸渍、蒸汽沉积、离子束辐照等多种技术手段制备而成。

其主要特点是制备工艺简单、成本低廉、成膜速度快,具有较好的化学稳定性和复杂形状的可塑性。

2.2 板材膜板材膜是将板材经过各种处理方式(如切割、打孔、胶粘、压制、热成型等)后制备成的高分子膜材料。

相对于建筑、汽车等行业通用的板材而言,板材膜具有更高的柔韧性、更好的导电性、更好的保温性能和防水性能,从而更为合适地应用于新能源、环保、生物医学等领域。

2.3 纳米膜纳米膜是指厚度小于100纳米的高分子膜,具有超级疏水、超疏油、防污染、隔热、传感、抗辐射等特殊的物理、化学性质。

纳米膜具有很高的应用前景,可以应用于油墨、电影、印刷、光电子学、微纳米技术等领域。

第三章新型高分子膜的应用3.1 生物医学领域高分子膜在生物医学领域中得到了广泛的应用。

例如,可以利用高分子膜制备胶囊用于体内监测和输送药物,可广泛用于病情监测、治疗、研究等。

高分子膜还可制备成人工血管、心脏瓣膜等器械,也可作为组织细胞培养基质等生物医学器材。

3.2 环保领域高分子膜经过改性后可以作为分离膜用于水处理、气体分离、废气净化等环保技术。

此外,高分子膜在油水分离领域也具有重要性的应用。

3.3 能源领域高分子膜在能源领域中也扮演着重要的角色。

例如,利用高分子膜制备的燃料电池具有高效的能量转换和分离性能;高分子膜还可作为太阳能电池、聚合物电池等能源存储领域中的关键材料。

导电高分子薄膜的研究及其应用

导电高分子薄膜的研究及其应用

导电高分子薄膜的研究及其应用导电高分子薄膜是一种可以导电的高分子材料,在多个领域都有广泛的应用,比如电子设备、光电器件、传感器等。

我们来更深入地了解导电高分子薄膜的研究及其应用。

1. 导电高分子薄膜的制备方法导电高分子薄膜的制备方法主要包括溶液法、电沉积法和化学气相沉积法等。

其中溶液法是最常见的制备方法。

这种方法是通过将导电高分子材料溶解在溶剂中,再通过旋涂、喷涂或印刷等方法将其均匀地涂覆到基底上,然后通过烘干或甚至退火来形成薄膜。

与其他膜材料相比,导电高分子薄膜的制备时间较短,成本也较低,而且可以制备出各种形状和大小的薄膜。

这些优点使得导电高分子薄膜在许多领域中得到了广泛应用。

2. 导电高分子薄膜的应用导电高分子薄膜具有良好的导电性和导热性,因此可用于多种应用中。

2.1 电子设备在电子设备方面,导电高分子薄膜可作为柔性排线、电极、传感器等部分的材料。

例如,导电高分子薄膜可以被包裹在柔性的可穿戴设备上,以实现灵活性、角度可调节性等特性。

目前,大多数智能手表、健身追踪器和智能眼镜都使用导电高分子薄膜。

2.2 光电器件在光电器件方面,导电高分子薄膜可用于制造有机发光二极管(OLED)。

由于这种材料导电性能优良,能够让OLED设备产生出色的亮度和鲜艳的色彩,并且能够自由地控制电流和电压,因此有望被广泛应用于高分辨率显示器和室内照明项目中。

此外,导电高分子薄膜还可以作为太阳能电池的电极材料,帮助太阳能电池储存和周转电能。

2.3 传感器导电高分子薄膜还可以作为传感器的敏感材料。

对大气中的气体进行检测时,导电高分子薄膜可与外界环境接触,感受到环境中存在的某些化学物质。

当环境的温度、湿度、气压或其他环境因素发生变化时,薄膜的电阻率和传感器的电信号随之变化,使得传感器能够检测到气体的存在。

3. 导电高分子薄膜的未来发展虽然导电高分子薄膜在多个领域都有着很大的应用前景,但是它的研究仍然只处于起步阶段,需要进一步开发和研究。

生物高分子膜材料的研发和应用

生物高分子膜材料的研发和应用

生物高分子膜材料的研发和应用随着社会的进步和科技的不断发展,生物高分子膜材料的研发和应用越来越受到人们的关注。

生物高分子膜材料具有优良的物理化学性能和多种功能,逐渐成为一种具有广泛应用前景的新型材料。

一、生物高分子膜材料的定义和分类生物高分子膜材料是由生物高分子组成的一种薄片状材料,具有良好的渗透性和选择性。

主要包括蜂窝状膜、石墨烯膜、离子通道膜等。

蜂窝状膜是一种微孔过滤膜,具有良好的渗透性和选择性,适用于生物制药、生物化学、微生物学等领域。

石墨烯膜是一种新型的膜材料,具有高导电性、高强度和高渗透性等特点。

离子通道膜是一种重要的传质材料,在生物分离、催化反应等方面有广泛的应用。

二、生物高分子膜材料的研发生物高分子膜材料的研发是一个多学科交叉的领域,需要涵盖材料科学、化学、生物学等多个方面的知识。

在材料的设计、合成和表征等方面需要精细的实验技术和理论分析。

材料的设计是生物高分子膜材料研发的核心,需要结合不同领域的知识,考虑到材料的性能、构造和制备等方面的要求。

合成技术是生物高分子膜材料研发的关键,需要考虑到材料的可控性、产率和纯度等方面。

表征技术是生物高分子膜材料研发的基础,需要对材料的物理化学性质、结构和形貌等方面进行综合分析。

三、生物高分子膜材料的应用生物高分子膜材料具有广泛的应用前景,在医学、生物制药、环保和能源等领域都有重要的应用。

在医学方面,生物高分子膜材料可以用于人造血管、人造心脏瓣膜等医疗器械的制造。

在生物制药方面,生物高分子膜材料可以用于纯化蛋白质、生产抗体、制备酶等领域。

在环保方面,生物高分子膜材料可以用于水处理、污水处理等。

在能源方面,生物高分子膜材料可以用于电池、燃料电池等领域。

四、生物高分子膜材料的未来发展随着科学技术的不断发展和人们对生物高分子膜材料的认识不断加深,生物高分子膜材料的应用范围和市场前景将会越来越广阔。

未来,生物高分子膜材料将会在更多领域发挥更重要的作用,成为一种具有广泛应用前景的新型材料。

智能高分子膜PPT课件

智能高分子膜PPT课件

1967年
在美国、丹麦、 日本等国出现 了多家膜及其 组件的生产厂 家,逐渐开始 了膜分离技术 的规模应用。
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4.1.2 膜分离的特点
与蒸馏、分馏、沉淀、萃取、吸附等传统的分离方 法相比,膜分离具有以下优点:
1. 没有相变化,不需要液体沸腾;也不需要气体液 化,不需要投加化学物质,是低能耗、低成本的分 离技术;
反之,斜坦的截断曲线会导致分离不完全。
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4.3 高分子分离膜材料
原则上讲,凡能成膜的高分子材料和无机材料均可用 于制备分离膜。实际上,真正成为工业化膜的膜材料 并不多。这主要决定于膜的一些特定要求。
膜应该满足的特性 膜应具有较大的透过速度和较高的选择性. 机械强度好,耐压 耐热、耐化学试剂、不被细菌侵袭(清洗) 可以高温灭菌 价廉
大多数的工业用膜采用相转化法制备第39页共58页40将制备第二种聚合物的单体溶液沉积在多孔膜表面引发聚合在多孔膜表面沉积一层缩聚单体与另一双官能团单体缩聚第40页共58页4145智能高分子膜智能膜的概念感知响应且具有功能发现能力的膜膜的材料组成合成高分子和天然高分子材料第41页共58页42451智能高分子膜的分类来源用途对环境的响应性形式天然高分子材料膜和合成高分子材料用于分离的分离膜和交换膜用于识别的传感器膜和用于参与反应的催化剂膜等热敏感膜ph敏感膜电敏感膜和光敏感膜荷电型超滤膜接枝型智能膜互穿网络膜聚电解质配合物膜导电聚合物膜液晶膜和凝胶膜第42页共58页43452智能高分子膜的制备方法物理方法将某种具有智能性的材料埋入到另一种材料中制成膜从而得到具有某种响应性的智能膜
水洗
后处理
非对称膜
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特点: 可制备多孔膜,也可制备致密膜 大多数的工业用膜采用相转化法制备

智能高分子膜

智能高分子膜

7.3.2.1 化学传感膜 化学传感器:按用途可分为气体传感器、 湿度传感器、离子传感器等,其检测对象分别 为气体、湿度和离子。 气体传感器通常是指用来检测如CO、O2等 气态物质的化学传感器。H.Nanto等利用丙烯丁烯共聚物与有害气体如甲苯、二甲苯、乙二 醚、氯仿等有相似溶解参数的性质,用其作为 敏感膜材,将其溶液浇注在石英晶振片表面制 得气体传感器。
7.3.2.1 化学传感膜
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图7-4 味觉传感器系统示意图
7.3.2.2 生物传感膜 工作原理:将分子识别元件中的生物敏感物质与 待测物发生化学反应后所产生的化学与物理变化 再通过信号转换器转变成电信号进行测量的,其 组成如图7-5所示。 生物传感器的选择性好坏完全取决于它的敏感元 件,可用作敏感元件的物质有酶、微生物、动植 物组织、细胞器、抗原和抗体等。 根据所用敏感物质可将生物传感器分为酶传感器、 微生物传感器、组织传感器、细胞器传感器、免 疫传感器等。
色彩鲜艳的
搅拌均匀
液晶热敏膜
红外烘干
涂覆在黑色聚酯薄膜上
7.1.2.2 化学方法
接枝共聚法实例:Y Imanishi等利用10μm厚的聚碳酸酯(PC)膜 在26.7Pa的气压下,以6mA的电流辉光放电处理一定时间,在膜表面生 成过氧化物,再将这种处理过的膜迅速移到丙烯酸的水溶液中进行接枝 聚合,便得到聚丙烯酸接枝PC膜。研究表明:当pH<4时,接枝膜的渗 水性随pH的减小而迅速增大。 嵌段共聚法实例:将具有温度敏感特性的N-异丙基丙烯酰胺单体与 丙烯酸等单体进行自由基共聚,既可得到具有温度和pH敏感的高分子膜 材。 辐射聚合法实例:李斌等以氧杂蒽酮或二苯甲酮为引发剂,通过用 紫外光引发表面接枝聚合的方法在聚丙烯薄膜表面引入了具有温度敏感 特性的聚N-异丙基丙烯酸铵(PNIPA)接枝聚合物层。 溶胶-凝胶法实例:将PNIPA分散在致密而不透水的硅基质中可制得 温度敏感膜,膜的网孔可以根据温度的变化打开或关闭。

浅谈智能高分子材料的研究进展及其

浅谈智能高分子材料的研究进展及其

浅谈智能高分子材料的研究进展及其应用领域摘要智能高分子材料是一种刺教一响应型聚合物或祷环境敏感聚旨播。

已成为功能高分子研兜的前沿领域。

在本文中,笔者通过查阅资料,首先讲述智能高分子材料简要发展史;然后介绍对一些有代表性的智能高分子材料在各个领域的研究及应用进展作了简单的综述,并展望了其发展前景。

目前,具有各种智能的高分子材料在信息、电子、宇宙、海洋科学、生命科学等领域得到了应用。

智能高分子材料的开发与应用孕育着新一代的技术革命。

它将是21世纪使用的重要材料之一,并将促进新理论的产生和新产品的开发。

关键词智能高分子材料发展应用展望引言目前在新材料领域中,正在形成一门新的分支学科-智能高分子材料,也有人称机敏材。

,智能高分子材料它是通过有机合成的方法,使无生命的有机材料变得似乎有了“感觉”和“知觉”。

这类材料在实际中已有了应用,并正在成为各国科技工作者的崭新的研究课题,预计不远的将来,这些材料将进入到我们生活中。

数千年来,人们建造的建筑物都是摸拟动物的壳,天花板和墙壁都是密不透风,以便把建筑物内外隔开。

科学家正在研制一和能自行调温调光的新型建筑材料,这种制品叫“云胶”,其成分是水和一种聚合物的混合物,这种聚合物的一部分是油质成分,在低温时这种油质成分把水分子以一种冰冻的方式聚集在这种聚合物纤维的周围,就象“一件冰茄克衫”,这种象绳子似的聚合物是成串排列起来的,呈透明状,可以透过90%的光线。

当它被加热时,这和聚合物分子就象“面条在沸水里”那样翻滚,并抛弃它们的象冰似的“冰茄克衫”,使聚合纤维得以聚在一起,此时“云胶”又从清澈透明变成白色,可阻挡90%的光。

这一转变大部分情况下在两三度温差范围内就能完成,并且是可逆的。

建筑物如果具有象这样的“皮肤”,就可以适应周围的环境。

当天气寒冷时,它就变成透明的,让阳光照班进来。

当天气暖和且必须把阳光挡住时,它就变得半透明。

一个装有云胶的天窗,当太阳光从天空的一端移向另一端时,能提供比较恒定的进光量。

智能高分子材料的应用与进展 论文

智能高分子材料的应用与进展  论文

智能高分子材料的应用与进展(华北科技学院化工B082班卫星红 200801034207)摘要智能材料已成为当今借界高度关注的热点和焦点 ,它有着广阔的应用前景 ,取得了丰富的研究成果。

从合成、加工、新产品开发及其应用诸方面综述了智能高分子材料,如智能高分子凝胶、形状记忆高分子材料、智能织物、智能高分子膜和智能高分子复合材料等的研究进展,并展望了其发展前景。

关键词高分子材料智能高分子材料响应速率进展0 引言20世纪80年代中期,人们提出了智能材料的概念,智能材料要求材料体系集感知、驱动和信息处理于一体,形成类似生物材料那样的具有智能属性的材料[ l ]。

智能材料在目前文献中的提法大都为机敏材料( Smart Material )、机敏结构( Smarts Structure)、自适应结构 (A daptive Strueture)、智能材料( Intelligent Material )、智能结构( Intelligent Strueture),这些概念国内外至今尚无统一的定论。

关于“机敏”(Smart)和“智能”( Intelligent)的讨论,不少文献资料进行了说明[2~5]。

智能材料的基础是功能材料功能材料通常可分为 2 大类一类被称为驱动材料,它可以根据温度、电场或磁场的变化来改变自身的形状、尺寸、位置、刚性、阻尼、内耗或结构等 ,因而对环境具有自适应功能,可用来制成各种执行器;另一类被称为感知材料,它是指材料对于来自外界或内部的刺激强度及变化(如应力、应变、热、光、电、磁、化学和辐射等)具有感知,可以用来做成各种传感器.同时具有敏感材料与驱动材料特征的材料,被称为机敏材料。

智能材料通常不是一种单一的材料,而是一个由多种材料系统组元通过有机的紧密或严格的科学组装而构成的一体化系统 ,是敏感材料、驱动材料和控制材料(系统)的有机合成。

智能材料是材料科学不断向前发展的必然结果,是信息技术溶入材料科学的自然产物,它的问世,标志和宣告第 5 代新材料的诞生,也预示着在 2 1 世纪将轰生一次划时代的材料革命。

功能高分子膜的制备及在电合成中的应用的开题报告

功能高分子膜的制备及在电合成中的应用的开题报告

功能高分子膜的制备及在电合成中的应用的开题报告开题报告一、选题背景随着科学技术的不断发展,高分子材料在各个领域中发挥着越来越重要的作用。

在工业生产中,高分子膜作为一种新型的薄膜材料,具有较高的机械强度、化学稳定性和电磁性能等特点,因此在各种膜分离技术中得以广泛应用。

此外,高分子膜还可以作为聚合物电解质膜,应用于电池和燃料电池等领域,这也使得高分子膜在新能源领域中具有重要的应用价值。

二、研究内容本文将着重研究功能高分子膜的制备及在电合成中的应用。

具体分为以下两个方面:1.功能高分子膜的制备本文应用PVD(物理气相沉积)和CVD(化学气相沉积)等技术来制备功能高分子膜。

其中PVD技术是一种在真空条件下,利用高能电子或离子轰击膜材料使其从固态到气态转化并沉积在基板上的方法;而CVD技术是一种在高温和低压条件下,各种气态物质在化学反应的作用下,沉积在基板上的方法。

本文将研究不同条件下制备高分子膜的效率和质量,试图得出一种最优的制备方案。

2.高分子膜在电合成中的应用本文将探讨高分子膜在电合成方面的应用。

电合成是一种利用电流在电解液中进行的合成反应,因其简单易懂、操作简单、环境友好等优势,已广泛应用于有机合成、金属沉积等领域。

本文将应用功能高分子膜,研究其在电合成反应中的应用,探讨高分子膜在电合成反应中所起的作用和其优势。

三、研究意义本文研究的是一种新型薄膜材料——功能高分子膜的制备及应用,在膜分离技术和新能源领域中具有广泛应用前景。

PVD和CVD技术的研究对于高分子膜的制备有很大的指导作用,同时对于高分子膜的应用研究也将有助于拓展其在电合成等领域中的应用。

因此,本文研究的意义是明显的。

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智能型高分子膜的制备及应用研究进展摘要:膜材料的智能化是当今分离材料领域发展的一个新方向。

讨论了智能型高分子膜材料的分类、制备方法及其环境响应特性等,分析了智能型高分子膜的应用现状及其应用前景,并展望了智能型高分子膜技术今后的研究和发展方向。

关键词:智能膜,智能高分子Research process in preparation of intelligent polymer membranes and their application Abstract:the membrane material is the separation of intelligent material field in a new direction of development.Intelligent polymer film are discussed Material classification,preparation metho d and its environment,the response characteristics of intelligent polymer film and the application prospect of application situation and prospects of intelligent polymer membrane technology res earch and development direction.Keywords:intelligent membrane,intelligent polymer(一)引言膜的调研膜是一种二维材料,是两相之间的选择性屏障。

在自然界中,特别是在生物体内广泛存在,它与生命活动密切相关,是一切生命活动的基础,如能量转换、细胞识别、免疫激素、药物的作用和物质的传输等构成生命活动的基本问题,都与生物膜功能有关,而所有这些活动都是在界面上发生的,因此,研究膜及其界面具有重要的意义。

近几年来,膜作为一种新型的高分离、浓缩、提纯及净化技术,已经广泛应用于生产。

但是,随着人民生活水平的不断提高和科学技术的不断进步,对膜的要求也越来越高。

由于目前已应用于生产的和科学研究的膜材料并不能响应环境的变化,已经不能满足人们的需要所以一种新型的膜应运而生——智能膜,智能膜能够响应各种环境的变化,而逐渐成为近几年来人们开发和研究的热点之一。

智能膜材是智能材料的一种,即可感知、响应外界环境细微变化与刺激而发生膨胀、收缩等相应的自身调节,并且有功能发现能力的膜用材料。

目前应用主要是高分子材料,合成高分子和天然高分子材料。

智能型高分子膜膜技术是一种高效的流体分离技术,与传统的分离技术(如蒸馏等)相比具有效率高、能耗低、操作简便、对环境无污染等特点,在节能降耗、清洁生产和循环经济中发挥着越来越重要的作用。

在膜分离中,膜材料起着关键作用,目前人们对高分子膜材料的研究逐渐从传统商品化膜材料向功能性、智能型膜材料的方向发展。

与传统商品分离膜不同,智能膜中含有对外界刺激做出可逆反应的基团或链段,从而使膜的结构岁外界刺激变化而可逆地改变,导致膜性能(如孔径大小、亲/疏水性等)的改变,从而控制膜的通量,提高膜的选择性。

目前,膜材料的智能化已经成为当今分离材料领域发展的一个新方向。

智能高分子膜在控制释放、化学分离、生物医药、化学传感器、人工脏器、水处理等多个领域具有重要的潜在价值。

现状前景智能高分子膜是近十年来膜研究的一个崭新的领域。

随着高新技术的发展,它已经在很多方面取得了较大的进步,例如在物质分离,感应元件,药物释放系统和固定化酶等方面有了一定的研究和应用,逐步开发出了一些新型膜材如LB (langmuir-blodgett)膜,分子自组装膜,纳米自组装膜和具有可调纳米孔道的高分子薄膜等。

但是,目前,我国智能膜材的研究与开发存在着不足,与世界先进水平相比尚有相当大的差距,制约着我国信息、航天、航空、能源、建筑材料、航海、船舶、军事等的进一步发展,因此,新世纪智能膜材会被更加广泛的应用,可以相信,随着研究和开发工作的进一步深入,智能高分子膜材最终将在膜工业和发展中取得重要的地位。

(二)智能高分子膜制备智能高分子膜制备方法主要有成膜物质功能化法、表面改性法和共混法等。

2.1成膜物质功能化法成膜物质功能化法主要是通过化学反应将功能性物质连接在成膜物质上,然后将其通过浇铸或相转化法直接成膜,这是制备整体智能膜的常用方法。

美国的Gudeman等通过共混交联法制备了具有互穿网络结构的聚乙烯醇/聚丙烯酸pH 响应型智能膜,该膜对尿素、愈创木酚甘油酯、L-色氨酸,VB12具有不同的选择渗透性。

以聚偏氟乙烯(PVDF)为大分子引发剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法制备了PVDF-g-PNIPA平板智能膜。

同时以碱处理法对PVDF粉末进行基体改性,以偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂,制备了PVDF-g-PNIPA共聚物,并通过相转移法制备了PVDF-g-PNIPA平板膜。

这两种方法所得的PVDF-g-PNIPA平板膜均具有很好的温度敏感性。

2.2表面接枝法表面接枝法是先通过化学(自由基引发剂、臭氧等)或物理手段(如紫外光、等离子体、高能辐照等)在已有商品聚合物膜表面生成反应活性中心,然后利用这些活性中心引发其他单体在膜表面聚合,从而生成“聚合物刷”。

接枝法根据自由基产生方式的不同又可分为化学接枝法、等离子体接枝法、光接枝法和高能辐射接枝法等。

化学接枝法:将PVDF中空纤维膜经碱处理后,将其浸入含有单体N-异丙基丙烯酰(NIPA)和溶剂的混合溶液中,然后将中空纤维膜放入一定比例的交联剂和引发剂的混合溶液中进行反应,制备了PVDF-g-PNIPA智能中空纤维膜。

采用氧化还原引发接枝-填充聚合,制备了具有pH响应的酚酞型聚醚砜(PES-C)分离膜。

或以CuBr/HMTETA为催化体系,将甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)接枝到PVDF微孔膜的表面,制备了具有良好抗污染性和环境响应型膜材料。

尽管化学接枝法得到了很大的发展,但是对于常用的分离膜而言,大都是化学惰性的,功能性单体较难在其表面上进行接枝聚合生成“聚合物刷”,并且所使用的溶剂通常有毒有害,容易对环境造成污染,因此其应用受到了限制。

等离子体改性技术:在众多的膜表面改性方法中,等离子体改性技术是近年来发展较快的方法。

运用该技术,分别将聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙基丙烯酸、聚-3-氨基甲酰-1-(对-乙烯基苄基)吡啶氯化物、聚谷氨酸酯、螺环吡喃的甲基丙烯酸酯链段引入膜表面,制得环境敏感型分离膜。

或采用等离子体技术将L-谷氨酸-γ-苄酯羧酸酐接枝到聚四氟乙烯多孔膜上,然后经碱水解反应和水洗等步骤,制备了具有pH敏感的多肽聚合物刷膜。

有报道指出,利用等离子体接枝聚合将N-异丙基丙烯酰胺和苯并-18-冠-6-丙烯酰胺的共聚物接枝到分离膜上,制得具有离子识别能力的膜。

国内采用等离子体接枝填充聚合法将聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPA)接枝在多孔平板膜的膜孔中,得到了具有温敏性的膜。

但是,等离子体接枝聚合用于膜表面改性还存在难以控制引发剂数量和种类的缺点,另外其表面聚合机理研究也有待完善。

表面光接枝聚合:表面光接枝聚合由于具有易控制、产物纯净等特点,已经广泛地用于材料的表面改性中。

采用紫外光引发将甲基丙烯酸接枝到聚乙烯多孔膜上,制备了带有pH敏感性聚合物刷的膜材料,同时还采用顺序光接枝技术在聚乙烯(PE)微孔膜接枝了N-异丙基丙烯酰胺和甲基丙烯的共聚物,获得了具有多重温度响应的PE多孔膜。

此外,研究人员采用光接枝技术分别将N-异丙基丙烯酰胺、聚4-乙烯基吡啶和聚甲基丙烯酸等引入大孔或微孔膜表面,制得具有可控渗透性的智能膜。

另外,利用高能射线辐射使膜材料表面产生自由基,引发单体接枝聚合也是一种有效的表面改性手段。

通过γ射线辐照将N-异丙基丙烯酰胺接枝到PVDF 微孔膜表面,制备了具有温度响应的膜材料。

用Co射线源辐照浸入N-异丙基丙烯酰胺溶液的聚酯(PET)膜和聚丙烯膜,得到温敏型核孔膜材。

将高密度聚乙烯膜(HDPE)在N2保护下与辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸(AAc),制备了既具有温度敏感性又兼具pH敏感性的水凝胶。

此外,在常温下采用预辐照引发接枝的方法,在四氟乙烯-2-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AAc)合对苯乙烯磺酸钠(SSS)制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的湿敏膜。

然后将该膜制成电阻型湿度传感器,发现在相对湿度(RH)从5%变化到98%时,传感器电阻线性变化范围接近4个数量级,具有响应速度快、湿度小等特点。

用Co射线源辐照浸入N-异丙基丙烯酰胺溶液的聚酯(PET)膜和聚丙烯膜,得到温敏型核孔膜材。

将高密度聚乙烯膜(HDPE)在N2保护下与辐射接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)和丙烯酸(AAc),制备了既具有温度敏感性又兼具pH 敏感性的水凝胶。

此外,在常温下采用预辐照引发接枝的方法,在四氟乙烯-2-乙烯共聚物(ETFE)上接枝丙烯酸(AAc)合对苯乙烯磺酸钠(SSS)制备了一种含羧酸基团和磺酸基团的湿敏膜。

然后将该膜制成电阻型湿度传感器,发现在相对湿度(RH)从5%变化到98%时,传感器电阻线性变化范围接近4个数量级,具有响应速度快、湿度小等特点。

由此可见,接枝法是制备智能型分离膜的强力工具,近年来得到了很大的发展。

但是接枝法也存在自身难以克服的缺点,即膜表面聚合物链段的分子质量和聚合物链段在膜表面的接枝密度难以控制,导致膜表层结构不规整,从而影响了膜的分离。

另外,接枝法成本较高,设备复杂,不容易实现规模化工业生产。

2.3共混法共混改性是近年来制备智能高分子膜的新方法,共混法由于结合了各共混材料的性能,因此具有很大的优势。

共混应该注意的问题是各共混材料之间的相容性,其优点是:改性与成膜同步进行,工艺简单,不需要繁琐的后处理步骤,极易实现材料的工业化,改性剂能同时覆盖膜表面和膜孔内壁,不会引起膜结构的破坏。

共混法在制备亲水性多孔膜方面获得了很大的进步,但在智能膜研制方面才刚刚开始。

例如:以PVDF为主链、聚甲基丙烯酸(PMAA)为侧链的两亲性梳状聚合物,通过与PVDF共混制备了具有pH响应性的多孔膜。

研究发现,共混膜的通量具有可逆的pH响应性,在pH范围为2-8时,共混膜通量的变化达到1个数量级。

通过活性自由基聚合技术分别合成了具有温度和pH响应性的两亲性共聚物PES-g-PAA和PES-g-PNIPA,然后分别将其作为膜添加剂用于膜的改性,得到了具有环境响应性的膜材料。

此外,采用共混法可制备压力响应型膜,该类膜多采用具有良好形状记忆功能的聚氨酯(PU)为基相来制备。

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