高分子膜材料及其制备77页PPT
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高分子合成及高分子材料PPT课件
1. 本体聚合
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下， 由引发剂或直接由光、热等作用下引发的聚合反应。 优点：产品纯度高，易于生产透明、浅色制品，聚合设备 简单。适于制板材、型材等透明制品。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易 局部过热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导 致暴聚。
6
单 体 转 化 率
产 物 平 均 聚 合
度
反应时间 链式聚合反应 （ 逐步聚合反应
反应时间 活性链式聚合反应）
7
Chain Polymerization
Step Polymerization
需活性中心：自由基、阳离子或阴离子
无特定的活性中心，往往是 带官能团单体间的反应
单体一经引发，迅速连锁增长，由链引 发、增长及终止等基元反应组成，各步 反应速率和活化能差别很大
形成以碳链为主的大分子，称 形成的大多为杂链聚合物，称
加聚物
缩聚物
分子量不再是单体分子量的整 分子量是单体分子量的整数倍
数倍
加聚物结构单元组成与其单体 有低分子产生，缩聚物的结构
相同，电子结构有所改变
单元比单体少若干原子
3
2、按聚合机理或动力学分类
➢ 连锁聚合(chain polymerization)
乳化剂能形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度（简称
CMC），CMC越小，越易形成胶束，乳化能力越强。
17
乳液聚合的引发剂为水溶性引发剂，常使用水溶性的氧化还原引发体系。如K2S2O8/Fe2+等。
乳液聚合机理：
在乳液聚合体系中存在单体液滴、微溶有单体的增溶胶束、 空胶束以及以分子状态分散在水中的单体和乳化剂分子。 典型的乳液聚合可分为三个阶段： （i）M/P乳胶粒的形成：反应开始时，水中的引发剂分解产生 的初级自由基扩散到增溶胶束内，引发其中的单体进行聚合， 从而形成同时含单体与聚合物的增溶胶束，称M/P乳胶粒，随 着胶束中单体的消耗，胶束外的单体分子逐渐地扩散进胶束内， 使聚合反应持续进行。
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下， 由引发剂或直接由光、热等作用下引发的聚合反应。 优点：产品纯度高，易于生产透明、浅色制品，聚合设备 简单。适于制板材、型材等透明制品。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易 局部过热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导 致暴聚。
6
单 体 转 化 率
产 物 平 均 聚 合
度
反应时间 链式聚合反应 （ 逐步聚合反应
反应时间 活性链式聚合反应）
7
Chain Polymerization
Step Polymerization
需活性中心：自由基、阳离子或阴离子
无特定的活性中心，往往是 带官能团单体间的反应
单体一经引发，迅速连锁增长，由链引 发、增长及终止等基元反应组成，各步 反应速率和活化能差别很大
形成以碳链为主的大分子，称 形成的大多为杂链聚合物，称
加聚物
缩聚物
分子量不再是单体分子量的整 分子量是单体分子量的整数倍
数倍
加聚物结构单元组成与其单体 有低分子产生，缩聚物的结构
相同，电子结构有所改变
单元比单体少若干原子
3
2、按聚合机理或动力学分类
➢ 连锁聚合(chain polymerization)
乳化剂能形成胶束的最低浓度叫临界胶束浓度（简称
CMC），CMC越小，越易形成胶束，乳化能力越强。
17
乳液聚合的引发剂为水溶性引发剂，常使用水溶性的氧化还原引发体系。如K2S2O8/Fe2+等。
乳液聚合机理：
在乳液聚合体系中存在单体液滴、微溶有单体的增溶胶束、 空胶束以及以分子状态分散在水中的单体和乳化剂分子。 典型的乳液聚合可分为三个阶段： （i）M/P乳胶粒的形成：反应开始时，水中的引发剂分解产生 的初级自由基扩散到增溶胶束内，引发其中的单体进行聚合， 从而形成同时含单体与聚合物的增溶胶束，称M/P乳胶粒，随 着胶束中单体的消耗，胶束外的单体分子逐渐地扩散进胶束内， 使聚合反应持续进行。
高分子材料的生产方法要点PPT课件
第46页/共56页
压延设备
第47页/共56页
三、 橡胶
橡胶的加工是指由生胶及其配合剂经过一系 列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。
生胶
橡胶制品
塑炼——混炼——成型——硫化
第48页/共56页
（一）塑炼
具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工 艺过程。
目的： 降低生胶分子量，以提高塑性，流动性，便
于加工。
小；所不同的只是前者所成的颗粒大小不等， 而后者比较整齐且具有固定形状。
第24页/共56页
第25页/共56页
（二）塑料的成型加工
1、挤出成型 2、注射成型 3、模压成型 4、压延成型
第26页/共56页
1、挤出成型
叫挤塑、挤压模塑。是借助螺杆和柱 塞的挤压作用,使受热熔化的塑料强行 通过模口而成为具有恒定截面的连续制 品的成型方法。 如管、板、丝、薄膜、电线电缆等。
第27页/共56页
挤出成型产品
第28页/共56页
塑料挤出成型工艺流程
挤出工艺流程： 加料—在螺杆中熔融塑化—机头口模挤出—定 型—冷却—牵引—切割
第29页/共56页
第30页/共56页
第31页/共56页
第32页/共56页
2、注射成型
将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆 加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注 入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型 后，开启模具即得制品。
第3页/共56页
2、原料制备 高分子化合物的合成，天然高分子化合物的
化学、物理处理和机械加工。
第4页/共56页
（二）纺丝流体的制备（纺前准备）
1、纺丝熔体的制备 两种实施方法：直接纺丝；切片纺丝。 2、纺丝溶液的制备
两种实施方法：一步法；二步法。
压延设备
第47页/共56页
三、 橡胶
橡胶的加工是指由生胶及其配合剂经过一系 列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。
生胶
橡胶制品
塑炼——混炼——成型——硫化
第48页/共56页
（一）塑炼
具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工 艺过程。
目的： 降低生胶分子量，以提高塑性，流动性，便
于加工。
小；所不同的只是前者所成的颗粒大小不等， 而后者比较整齐且具有固定形状。
第24页/共56页
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（二）塑料的成型加工
1、挤出成型 2、注射成型 3、模压成型 4、压延成型
第26页/共56页
1、挤出成型
叫挤塑、挤压模塑。是借助螺杆和柱 塞的挤压作用,使受热熔化的塑料强行 通过模口而成为具有恒定截面的连续制 品的成型方法。 如管、板、丝、薄膜、电线电缆等。
第27页/共56页
挤出成型产品
第28页/共56页
塑料挤出成型工艺流程
挤出工艺流程： 加料—在螺杆中熔融塑化—机头口模挤出—定 型—冷却—牵引—切割
第29页/共56页
第30页/共56页
第31页/共56页
第32页/共56页
2、注射成型
将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆 加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注 入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型 后，开启模具即得制品。
第3页/共56页
2、原料制备 高分子化合物的合成，天然高分子化合物的
化学、物理处理和机械加工。
第4页/共56页
（二）纺丝流体的制备（纺前准备）
1、纺丝熔体的制备 两种实施方法：直接纺丝；切片纺丝。 2、纺丝溶液的制备
两种实施方法：一步法；二步法。
高分子功能膜材料 ppt课件
23
1.膜分离机制
1）过筛分散机制
利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率 差别，达到组分的分离。属于过滤式膜分离的有
超滤（孔径0.1~1um）、微滤(孔径1~100nm)、纳滤(孔径 0.5 ~5nm)等；
24
超滤
微滤
25
2）溶解分散机制（密度膜、反渗透膜） 反渗透（Reverse osmosis）
高分子功能膜材料
第五章高分子功能膜材料
2
研究内容
5.1高分子功能膜材料概述 5.2高分子功能膜的制备方法
5.3高分子分离膜的分离机理与应用
3
5.1高分子功能膜材料概述
膜分离技术发展简史
➢ 1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有 酒精的猪膀胱内 开创了膜渗透的研究。
➢ 1846年，Schonbem 硝酸纤维制备微滤膜 ➢ 1861年，施密特（A. Schmidt）微孔过滤膜
• 在膜的两边造成一个压力差，并使其大于渗透压，就会发 生溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩
• 选择吸附，溶解-扩散机理
26
27
28
3）选择性吸附机制 当膜材料对混合物中的部分物质有选择性吸附
时，吸附性高的成分将在表面富集，这样，该成分 通过膜的几率将增大。 对膜分离起作用的吸附作 用主要包括范德华力吸附和静电吸附。
聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等
其他
壳聚糖，聚电解质等
6
一、高分子功能膜的分类
2.按使用功能划分：分离膜、缓释膜和保护膜等。 3.按被分离物质性质划分：气体分离膜、液体分离膜、固 体分离膜、离子分离膜、微生物分离膜等。 4.按被分离物质的粒度大小分：反渗透膜、纳滤膜、超滤 膜、微滤膜。 5.按膜的形成过程划分：沉积膜、相变形成膜、熔融拉伸 膜、溶剂注膜、烧结膜、界面膜和动态形成膜。 6.按膜的结构与形态划分：密度膜、乳化膜和多孔膜。
1.膜分离机制
1）过筛分散机制
利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率 差别，达到组分的分离。属于过滤式膜分离的有
超滤（孔径0.1~1um）、微滤(孔径1~100nm)、纳滤(孔径 0.5 ~5nm)等；
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超滤
微滤
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2）溶解分散机制（密度膜、反渗透膜） 反渗透（Reverse osmosis）
高分子功能膜材料
第五章高分子功能膜材料
2
研究内容
5.1高分子功能膜材料概述 5.2高分子功能膜的制备方法
5.3高分子分离膜的分离机理与应用
3
5.1高分子功能膜材料概述
膜分离技术发展简史
➢ 1748年，耐克特（A. Nelkt）发现水能自动地扩散到装有 酒精的猪膀胱内 开创了膜渗透的研究。
➢ 1846年，Schonbem 硝酸纤维制备微滤膜 ➢ 1861年，施密特（A. Schmidt）微孔过滤膜
• 在膜的两边造成一个压力差，并使其大于渗透压，就会发 生溶剂倒流，使浓度较高的溶液进一步浓缩
• 选择吸附，溶解-扩散机理
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3）选择性吸附机制 当膜材料对混合物中的部分物质有选择性吸附
时，吸附性高的成分将在表面富集，这样，该成分 通过膜的几率将增大。 对膜分离起作用的吸附作 用主要包括范德华力吸附和静电吸附。
聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等
其他
壳聚糖，聚电解质等
6
一、高分子功能膜的分类
2.按使用功能划分：分离膜、缓释膜和保护膜等。 3.按被分离物质性质划分：气体分离膜、液体分离膜、固 体分离膜、离子分离膜、微生物分离膜等。 4.按被分离物质的粒度大小分：反渗透膜、纳滤膜、超滤 膜、微滤膜。 5.按膜的形成过程划分：沉积膜、相变形成膜、熔融拉伸 膜、溶剂注膜、烧结膜、界面膜和动态形成膜。 6.按膜的结构与形态划分：密度膜、乳化膜和多孔膜。
高分子分离膜的材料优秀PPT完整PPT
分类
纤维素衍生物类：再生纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、
乙基纤维素及其他纤维素衍生类 化学稳定性好，耐高温。
以二元酸等交联的聚乙烯醇是目前唯一获得实际应用的渗透汽化膜。 膜分离技术是利用分离膜的选择透过性对分离对象进行分离和提纯的技术，此技术具有高效、节能、投资少、污染小的特点，被誉为
“绿色”技术聚。 砜类：双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等
纤维素酯类膜材料
从结构上看，每个葡萄糖单元上有三个羟基。在催化剂 （如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能与冰醋酸、醋 酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维素或三醋酸纤维素:
C6H7O2(OH)3+(CH3CO)2O=C6H7O2(OCOCH3)2+H2O C6H7O2(OH)3+3(CH3CO)2O=C6H7O2(OCOCH3)3+3CH3
CO2控制 除尘 洁净燃烧
以压力差为推动力，截留离子物质仅透过溶剂
早期使用的聚酰胺是脂肪族聚酰胺，如尼龙—4、尼龙—6等制成的中空纤维膜。 在催化剂（如硫酸、高氯酸或氧化锌）存在下，能与冰醋酸、醋酸酐进行酯化反应，得到二醋酸纤维素或三醋酸纤维素: 纤维素衍生物类：再生纤维素、醋酸纤维素、硝酸纤维素、乙基纤维素及其他纤维素衍生类 随着膜应用领域的不断拓展，对膜材料提出了更新更高的要求。 由于酰胺基团易与氯反应，故这种膜对水中的游离氯有较高要求。 共聚物包括：聚丙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯酸酯、聚乙烯/乙稀醇等。 纤维素是有几千个椅式构型的葡萄糖基通过1，4-β-甙链（缩醛链）连接起来的天然线性高分子化合物，其结构式为： 目前常用的改性方法有活性剂吸附、辐照、表面接枝、等离子体表面聚合及等离子体表面改性等方法，每种方法各有自身特点。 具亲水性能，较耐碱而不耐酸，在酮、酚、醚及高相对分子质量醇类中，不易被浸蚀，孔径型号也较多。 ｜ 共聚物包括：聚丙烯醇/磺化聚苯醚、聚丙烯腈/甲基丙烯酸酯、聚乙烯/乙稀醇等。 此外，也取决于膜的制备技术。
第六章 高分子功能膜材料 ppt课件
2 Cl－ － 2 e = Cl2
2021/3/26
用氟代烃单极或双极膜制备的的电渗析器已 成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取代了其他 制备氢氧化钠的方法。
如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，在 另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一定 的电压，则可电解水，在阳极产生氢气，而在阴 极产生氧气。
2021/3/26
2021/3/26
1. 纤维素酯类膜材料 纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过1,
4—β—甙链连接起来的天然线性高分子化合物， 其结构式为：
HCH 2O H O
H
O
OH OH
H H
H OH
H OH
OH H
H
H H
O
O
CH 2O H
HCH 2O H O
H
O
OH
H H
H OH
H OH
OH H
H H
H
相转换法
粉末烧结
多孔膜制备 拉伸致孔法
热致相分离法
核径迹法
铝阳极氧化多孔氧化铝膜
制备方法
溶剂涂层挥发法
致密膜的制备
水面扩展挥发法
支撑膜加涂层
复合膜的制备 支撑膜加水面扩展连续超薄膜
界面缩聚法在位制备复合膜
2021/3/26
四、膜分离过程
1. 膜分离过程分为：
2.
3. 多孔膜用于混合物水的分离：渗
析、微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。
Cl2
NaOH
A K A KA KA K AK
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
阳极水
2021/3/26
用氟代烃单极或双极膜制备的的电渗析器已 成为用于制备氢氧化钠的主要方法，取代了其他 制备氢氧化钠的方法。
如果在膜的一面涂上一层阴极的催化剂，在 另一面涂一层阳极催化在这两个电极上加上一定 的电压，则可电解水，在阳极产生氢气，而在阴 极产生氧气。
2021/3/26
2021/3/26
1. 纤维素酯类膜材料 纤维素是由几千个椅式构型的葡萄糖基通过1,
4—β—甙链连接起来的天然线性高分子化合物， 其结构式为：
HCH 2O H O
H
O
OH OH
H H
H OH
H OH
OH H
H
H H
O
O
CH 2O H
HCH 2O H O
H
O
OH
H H
H OH
H OH
OH H
H H
H
相转换法
粉末烧结
多孔膜制备 拉伸致孔法
热致相分离法
核径迹法
铝阳极氧化多孔氧化铝膜
制备方法
溶剂涂层挥发法
致密膜的制备
水面扩展挥发法
支撑膜加涂层
复合膜的制备 支撑膜加水面扩展连续超薄膜
界面缩聚法在位制备复合膜
2021/3/26
四、膜分离过程
1. 膜分离过程分为：
2.
3. 多孔膜用于混合物水的分离：渗
析、微滤、超滤、纳滤、亲和膜等。
Cl2
NaOH
A K A KA KA K AK
Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+ Na+
阳极水
功能高分子材料合成与制备PPT课件
无规立构
atactic
2021/8/2/21:51:01
第25页/共153页
• 共价键的特点是键能大（130～630kJ/mol），原子间距离短 （1.1×10-10～1.6×10-10）两键间夹角基本一定。
例如：碳－碳键角约109°28’。
聚合物的热稳定性与键能大小有关。
• 高分子链的化学结构是由高分子合成反应来决定的。高分子化学所要追求 的目标之一就是合成预定结构的聚合物，进而获得预定性能的高分子材料。
第5页/共153页
从高分子化学的角度来看，一般应以有机化合物分类为基 础。
碳链聚合物
大分子主链完全由碳原子组成。如聚乙烯、聚氯乙稀等。
• 杂链聚合物
大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。如 聚醚、聚酯、聚酰胺、聚脲、等。这类大分子都有特征基 团。
• 元素有机聚合物
大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝等原子组成，
第2页/共153页
由一种单体聚合而成得聚合物称为均聚物， 如聚氯乙烯、聚乙烯。
由两种以上单体共聚而成的聚合物称为共 聚物，如氯乙烯－醋酸乙烯共聚物。
2021/8/2/21:51:01
第3页/共153页
NH(CH2)6NH CO(CH2)4CO n
结构单元
结构单元
重复单元
注意：
有的聚合物的结构单元和单体单元是不一样的，聚 酰胺一类聚合物，如尼龙66（3）的重复单元由N组H成(C，H这2)两6N种H结- 和构单-C元O(比C其H2单)4体CO己-二两胺种结构单元 NH2(CH2)6NH2 和己二酸HOOC (CH2)4COOH要 少一些原子，是聚合过程中失去水的结果，这种
2021/8/2/21:51:01
2.3高分子与材料制备反应-复习ppt
均相聚合：得到透明、圆滑的小珠；非均相聚合：得到不透明、 不规整的小珠。
悬浮聚合中，分散剂和搅拌是两个重要的因素，二者将单体分散 成稳定的小液珠的过程可示意如下：
搅拌
单体
分散 凝聚
不稳定的分散状态
无机粉末分散作用
稳定的分散状态
水溶性高分子 的分散作用
悬浮聚合分散剂主要有两大类： (i)水溶性的高分子：如聚乙烯醇、明胶、羟基纤维素等； (ii) 难溶于水的无机物：如碳酸钙、滑石粉、硅藻土等。
水溶性高分子
难溶于水的无机物
悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水 比（单体与水的体积比）成反比。
由于悬浮聚合在液珠粘性增大后易凝聚成块而导致反应失败， 因此，该方法不适于制备玻璃化温度较低、粘性较大的高分子，如 橡胶等。
优点： （i）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分
2.2.5 聚合反应的实施方法 自由基聚合反应的实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮
聚合、乳液聚合。
2.2.5.1本体聚合
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由 引发剂或直接由光热等作用下引发的聚合反应。
优点：无杂质，产品纯度高，聚合设备简单。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易局部过 热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导致暴聚。
为解决聚合热的导出，工业上多采用两段聚合工艺： (i) 预聚合：在较低温度下预聚合，转化率控制在10~30%，体 系粘度较低，散热较容易；
(ii) 后聚合：更换聚合设备，分步提高聚合温度，使单体转化 率>90%。
也可相反，先在较高温度下预聚合，控制转化率在一定范围内， 然后再迅速冷却致较低温度下缓慢聚合。
乳化剂：能使油水混合物变成乳状液的物质成为乳化剂。通常 是一些兼有亲水的极性基团和疏水（亲油）的非极性基团的表面活 性剂。按其结构可分三大类（按其亲水基类型）：
悬浮聚合中，分散剂和搅拌是两个重要的因素，二者将单体分散 成稳定的小液珠的过程可示意如下：
搅拌
单体
分散 凝聚
不稳定的分散状态
无机粉末分散作用
稳定的分散状态
水溶性高分子 的分散作用
悬浮聚合分散剂主要有两大类： (i)水溶性的高分子：如聚乙烯醇、明胶、羟基纤维素等； (ii) 难溶于水的无机物：如碳酸钙、滑石粉、硅藻土等。
水溶性高分子
难溶于水的无机物
悬浮聚合产物的颗粒尺寸大小与搅拌速度、分散剂用量及油水 比（单体与水的体积比）成反比。
由于悬浮聚合在液珠粘性增大后易凝聚成块而导致反应失败， 因此，该方法不适于制备玻璃化温度较低、粘性较大的高分子，如 橡胶等。
优点： （i）聚合热易扩散，聚合反应温度易控制，聚合产物分子量分
2.2.5 聚合反应的实施方法 自由基聚合反应的实施方法主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮
聚合、乳液聚合。
2.2.5.1本体聚合
本体聚合是单体本身在不加溶剂以及其它分散剂的条件下，由 引发剂或直接由光热等作用下引发的聚合反应。
优点：无杂质，产品纯度高，聚合设备简单。 缺点：体系粘度大，聚合热不易扩散，反应难以控制，易局部过 热，造成产品发黄。自动加速作用大，严重时可导致暴聚。
为解决聚合热的导出，工业上多采用两段聚合工艺： (i) 预聚合：在较低温度下预聚合，转化率控制在10~30%，体 系粘度较低，散热较容易；
(ii) 后聚合：更换聚合设备，分步提高聚合温度，使单体转化 率>90%。
也可相反，先在较高温度下预聚合，控制转化率在一定范围内， 然后再迅速冷却致较低温度下缓慢聚合。
乳化剂：能使油水混合物变成乳状液的物质成为乳化剂。通常 是一些兼有亲水的极性基团和疏水（亲油）的非极性基团的表面活 性剂。按其结构可分三大类（按其亲水基类型）：
高分子膜材料及其制备
几种商品化聚砜结构
双酚A聚砜
CH3
O O S O O n
C
CH3
O
O O
O
聚芳砜Astrel
S O
S O
S O O
n
聚醚砜(PES)
n
O
聚苯砜Radel
O
S O
O n
液体分离膜材料--芳香杂环类
近年来开发出了一系列芳香杂环高分子材料， 如 聚 苯 并 咪 唑 酮 （ PBIP ） 、 聚 苯 并 咪 唑 （PBI）、聚芳醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK) 等，它们近年来广泛地用来制备超滤膜，并 通过改性制备纳滤膜。
膜材料的选择原则
应用场合不同，选择膜材料的原则不同。 ①多孔膜（ MF、UF等）：侧重于材料的物化性能（化 学性能、热性能、机械性能、表面的吸附润湿性）， 并不非常强调聚合物材料的本征性能（如材料本身固 有的气体渗透性）。
②致密膜（GC、PV等）：聚合物材料的选择直接决定 了膜的性能（选择性和通量），特别是玻璃化温度Tg 和结晶度，聚合物的本征性能和材料的物化性能都是 十分重要的参数。
膜材料的物化指标–表面性能
随着膜科学与技术的发展，其应用领域不断地拓展，对膜材料 的性能也提出了更新更高的要求。例如既要求膜具有较好的选 择性、较高的渗透通量；又要求其具有足够的机械强度和化学 和热的稳定性。但往往单一的均聚物不能满足要求，如目前工 业应用中最多的的膜材料是工程塑料类和醋酸纤维素类，工程 塑料类膜具有较好的化学稳定性、热稳定性,耐细菌侵蚀和较 好的机械强度。但亲水性差,而不易制得水通量适宜,孔径较小 的超滤膜；而醋酸纤维素类可制得亲水性好,高水通量的膜,但 其化学稳定性、热稳定性较差,因而限制了它的应用范围。因 此十分有必要对上述的膜材料进行改性，以获得不同性能的膜 （材料）。
高分子材料化学PPT课件
第19页/共140页
溶剂的选择
溶度参数相近原则 极性相似相溶原则 溶剂化原则
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溶度参数相近原则
如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常 遇到的问题，如制备薄膜包衣液或制备控释膜，如何 来选择溶剂、应用何种不同性质的化合物来调节膜上 孔隙的大小，药物、溶剂和高分子的相容性如何等， 这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律。 这些规律对聚合物的溶剂选择具有一定的指导意义。
?溶度参数相近原则极性相似相溶原则313溶剂的选择?极性相似相溶原则?溶剂化原则?如何选择溶解高分子材料合适的溶剂是药物制剂中常遇到的问题如制备薄膜包衣液或制备控释膜如何来选择溶剂应用何种不同性质的化合物来调节膜上孔隙的大小药物溶剂和高分子的相容性如何等这就需要运用判断高分子溶解度及相容性的一般规律
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极性相似相溶原则
对于非晶态极性聚合物不仅要求溶剂的溶度参数与聚 合物相近，而且还要求溶剂的极性要与聚合物接近才 能使之溶解，如聚乙烯醇是极性的，它可溶于水和乙 醇中，而不溶于苯中。
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溶剂化原则ຫໍສະໝຸດ 溶度参数相近的聚合物一溶剂体系，不一定都能很好
只能发生溶胀。 交联度越大，溶解度越小。 交联度可以用交联点密度表示。交联聚合物中交联链
的结构单元数Nc占总结构单元数N的分数，通常用q表 示。Q=Nc/N。
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制备药用高分子溶液的方法
药用高分子材料大多呈粒状、粉末状，如果将其直接 置于良溶剂中，易于聚结成团，与溶剂接触的团块表 面的聚合物首先溶解，使其表面粘度增加，不利于溶 剂继续扩散进人颗粒内部。
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高分子薄膜 ppt课件
过Байду номын сангаас膜。
性能
①透过性 由于高分子膜材料具有良好的透过性及选择性，可以利用其透过 性的不同来达到对不同物质分离的目的。 ②电性能 聚吡咯就是一种具有高导电率的膜材料。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实用性 无毒、耐磨、可降解等有利特点。
高分子薄膜
高分子薄膜
高分子膜
高分子膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，也是具 有特殊传质功能的高分子材料，通常称为分离膜，也称功 能膜。
膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时具有较 好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一种 耗能低，效率高的分离材料。
从功能上来说，高分子膜具有物质分离、物质识别，能量 转化和物质转化等功能。
膜材料的类
发展历程
上世纪20年代，石油工业的发展促进了三大合成材料品种 的增多，高分子膜材料的应用范围逐渐扩大。
由包装膜开始，30年代将纤维膜应用于超滤分离； 40年代出现了离子交换膜和电渗析分离法； 50年代出现了反渗透法膜分离技术； 60年代有加拿大和美国学者分别成功制造出高效能膜和超
性能
①透过性 由于高分子膜材料具有良好的透过性及选择性，可以利用其透过 性的不同来达到对不同物质分离的目的。 ②电性能 聚吡咯就是一种具有高导电率的膜材料。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实用性 无毒、耐磨、可降解等有利特点。
高分子薄膜
高分子薄膜
高分子膜
高分子膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料，也是具 有特殊传质功能的高分子材料，通常称为分离膜，也称功 能膜。
膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时具有较 好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收集，是一种 耗能低，效率高的分离材料。
从功能上来说，高分子膜具有物质分离、物质识别，能量 转化和物质转化等功能。
膜材料的类
发展历程
上世纪20年代，石油工业的发展促进了三大合成材料品种 的增多，高分子膜材料的应用范围逐渐扩大。
由包装膜开始，30年代将纤维膜应用于超滤分离； 40年代出现了离子交换膜和电渗析分离法； 50年代出现了反渗透法膜分离技术； 60年代有加拿大和美国学者分别成功制造出高效能膜和超
3.4-高分子分离膜的制备(ppt,课件)
采 用此法可更方便制膜。
缺点：只能制备微滤膜，膜的空隙率较低
仅为10%~20%
3.4.2 拉伸法
拉伸法 是由部分晶体状态的聚合物膜经拉伸后形成微孔而得到的。 非晶区 受到过度的拉伸而局部断裂形成微孔 晶 区 作为微孔区的骨架得到保留
优点：
此生产效率高 制备方法相对容易 价格较低 孔径大小容易控制 分布也比较均匀
想转换法也包括多种方法主要介绍浸没沉淀法和热诱导相分离法聚合物溶液先流延于增强材料上或从喷丝孔挤出后迅速浸入非溶剂浴中溶剂扩散进入凝固浴j2而非溶剂扩散到刮成的薄膜内j1经过一段时间后溶剂和非溶剂之间的交换达到一定程度聚合物溶液变成热力学不稳定溶液发生聚合物溶液的液液相分离或液固相分离结晶作用成为两相即聚合物富相和聚合物贫相聚合物富相在分相后不久就固化构成膜的主体贫相则形成所谓的孔
70年代制备出聚砜膜(UF和MF)。
80年代制备了聚丙烯腈膜(UF和MF)。
这三种膜现已成为最重要的商品多孔不对称膜。
想转换法也包括多种方法，主要介绍浸没沉淀法和热诱导 相分离法
一、浸没沉淀法
聚合物溶液先流延于增强材料上或 从喷丝孔挤出，后迅速浸入非溶剂 浴中，溶剂扩散进入凝固浴（J2）， 而非溶剂扩散到刮成的薄膜内 （J1），经过一段时间后，溶剂和 非溶剂之间的交换达到一定程度， 聚合物溶液变成热力学不稳定溶液， 发生聚合物溶液的液-液相分离或液固相分离（结晶作用），成为两相， 即聚合物富相和聚合物贫相，聚合 物富相在分相后不久就固化构成膜 的主体，贫相则形成所谓的孔。
3.4 高分子分离膜的制备
——伏婷婷
膜的制备方法包括：
膜制备原料的合成—— 化学过程
膜的制备及膜的功能化—— 物理过程或物理化学过程
制备方法
缺点：只能制备微滤膜，膜的空隙率较低
仅为10%~20%
3.4.2 拉伸法
拉伸法 是由部分晶体状态的聚合物膜经拉伸后形成微孔而得到的。 非晶区 受到过度的拉伸而局部断裂形成微孔 晶 区 作为微孔区的骨架得到保留
优点：
此生产效率高 制备方法相对容易 价格较低 孔径大小容易控制 分布也比较均匀
想转换法也包括多种方法主要介绍浸没沉淀法和热诱导相分离法聚合物溶液先流延于增强材料上或从喷丝孔挤出后迅速浸入非溶剂浴中溶剂扩散进入凝固浴j2而非溶剂扩散到刮成的薄膜内j1经过一段时间后溶剂和非溶剂之间的交换达到一定程度聚合物溶液变成热力学不稳定溶液发生聚合物溶液的液液相分离或液固相分离结晶作用成为两相即聚合物富相和聚合物贫相聚合物富相在分相后不久就固化构成膜的主体贫相则形成所谓的孔
70年代制备出聚砜膜(UF和MF)。
80年代制备了聚丙烯腈膜(UF和MF)。
这三种膜现已成为最重要的商品多孔不对称膜。
想转换法也包括多种方法，主要介绍浸没沉淀法和热诱导 相分离法
一、浸没沉淀法
聚合物溶液先流延于增强材料上或 从喷丝孔挤出，后迅速浸入非溶剂 浴中，溶剂扩散进入凝固浴（J2）， 而非溶剂扩散到刮成的薄膜内 （J1），经过一段时间后，溶剂和 非溶剂之间的交换达到一定程度， 聚合物溶液变成热力学不稳定溶液， 发生聚合物溶液的液-液相分离或液固相分离（结晶作用），成为两相， 即聚合物富相和聚合物贫相，聚合 物富相在分相后不久就固化构成膜 的主体，贫相则形成所谓的孔。
3.4 高分子分离膜的制备
——伏婷婷
膜的制备方法包括：
膜制备原料的合成—— 化学过程
膜的制备及膜的功能化—— 物理过程或物理化学过程
制备方法
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