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分子识别功能高分子膜的研究进展

分子识别功能高分子膜的研究进展
分子识别功能高分子膜的研究进展

高分子功能膜材料

第八章高分子功能膜材料 膜是一种能够分隔两相界面,并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料,在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜,膜也可以人工制作,如高分子合成膜。膜可以是均相的,也可以是非均相的;可以是对称的,也可以是非对称的;可以是固体的,也可以是液体的;可以是中性的,也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。 随着科学的发展,越来越多的人工合成膜相继被开发出来,应用到各个行业中,起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员,在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能,并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理,并以主要的分离膜为代表,介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类 高分子分离膜是具有分离功能,即具有特殊传质功能的高分子材料,又称为高分子功能膜。其形态有固态,也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多,不可能用单一的方法来明确分类,现有的分类既可以从被分离物质的角度分,也可以从膜的形状、材料等角度分,目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类 根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类 根据固态膜的形状,可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类 从膜材料的来源来看,分离膜可以是天然的也可以是合成的,或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等,而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一.主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物,很多都可以用于制备气体分离膜,如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良,被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰(亚)胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表,常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布,芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料,用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜,具有良好的分离与透过性能,且耐高压、耐高温、耐溶剂,是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料,缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等,是高机械强度的工程塑料,具有耐酸、耐碱的优点,多用于超滤膜和气体分离膜的制备,较少用于微滤,可在80℃下长期使用,缺点是耐有机溶剂的性能较差。

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强,重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要:由于当今材料科学技术的快速更迭,高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天,光敏高分子材料的研究力度大大提升,逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括,以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索,高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中,都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下,太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下,光敏高分子材料的研究力度渐渐增加,也得到了许多理想的科研成果, 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料,是材料科学里一类主要的功能高分子材料,所触及范畴也较为普遍,如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能,可以分成如下四类:感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类,对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能,可以利用光交联反应或光聚合反应,使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后,光敏涂料会快速固化,获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂,从而降低了排放,提高了材料利用,保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联,使图层交联度更好,机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物,在紫外光的处理下,给电冰箱表面上漆,能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物,与光引发剂等结合后形成的混合型涂料,其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶(光致抗蚀剂) 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中,通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影,改变了其溶解性,其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质,氧化层表面留下不溶部分,从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解,被显影液所消融;而与之相反,在光照后,负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补,即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像,而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融,。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长,还可将其分为深紫外(i-线,g-线)光刻胶,远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

高分子膜材料的制备方法

高分子膜材料的制备 方法 xxx级 xxx专业xxx班 学号:xxxxxxx xxx

高分子膜材料的制备方法 xxx (xxxxxxxxxxx,xx) 摘要:膜技术是多学科交叉的产物,亦是化学工程学科发展的新增长点,膜分离技术在工业中已得到广泛的应用。本文主要介绍了高分子分离膜材料较成熟的制膜方法(相转变法、熔融拉伸法、热致相分离法),而且介绍了一些新的制膜方法(如高湿度诱导相分离法、超临界二氧化碳直接成膜法以及自组装制备分离膜法等)。 关键词:膜分离,膜材料,膜制备方法 1.引言 膜分离技术是当代新型高效的分离技术,也是二十一世纪最有发展前途的高新技术之一,目前在海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产、医药、食品、电子领域等得到广泛应用,并将成为解决人类能源、资源和环境危机的重要手段。目前在膜分离过程中,对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域;随着膜过程的开发应用,人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重要性,在此对膜材料的制备技术进行综述。 2.膜材料的制备方法 2.1 浸没沉淀相转化法 1963年,Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法,从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值,自此以后,相转化制膜被广泛的研究和采用,并逐渐成为聚合物分离膜的主流制备方法。所谓相转化法

制膜,就是配置一定组成的均相聚合物溶液,通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态,使其从均相的聚合物溶液发生相分离,最终转变成一个三维大分子网络式的凝胶结构。相转化制膜法根据改变溶液热力学状态的物理方法的不同,可以分为一下几种:溶剂蒸发相转化法、热诱导相转化法、气相沉淀相转变法和浸没沉淀相转化法。

功能高分子材料聚合方法的研究进展

功能高分子材料聚合方法的研究进展 摘要:本文简述了对功能高分子材料的认识,功能高分子材料的特征和功能高分子材料的分类。并展望了功能高分子材料未来发展方向及其意义。 关键字:高分子;材料;应用;发展 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。是人类文明的重要里程碑,如今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱。进入本世纪80年代以来。一场与之相适应的“新材料革命”蓬勃兴起。功能材料是新材料发展的方向.而功能高分子材料占有举足轻重的地位。由于其原料丰富、种类繁多,发展十分迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料[1]。 1功能高分子材料 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域,是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来,功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上,其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%[2]。 2功能高分子材料的发展现状 2.1反应性高分子 反应性高分子是带有反应性官能团的高分子。可分为高分子试剂、高分子催化剂和离子交换树脂,具有广泛的应用前景,1984年诺贝尔化学奖得主就是由于多肽的固相合成法获得成功而被授与的。高分子催化剂与常规催化剂相比,优势明显,如可随时终止反应、稳定性高、可连续操作和反复使用等。尤其是高分子固定化酶催化剂,催化速度为常规催化剂的千百倍。离子交换树脂具有离子交换功能,目前发展方向主要是特种离子交换树脂,如螯合树脂、蛇笼树脂和耐热性离子交换树脂等[3]。 2.2吸附分离功能高分子 吸附分离功能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

功能高分子材料研究进展

功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料;功能高分子;功能材料; Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords:high polymer materials; functional polymer; functional Materials;

生物医用高分子材料研究进展及趋势

生物医用高分子材料研究进展及趋势

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势

学院名称:材料科学与工程 专业班级:金属1302 学生姓名:钱振 指导教师姓名:王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号:63 班级:金属1302 材料科学与工程学院 摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,分子材料在各领域得到了显著应用,在医用领域应用更多,本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件,概述了医用高分子材料的研究现状及其用途,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:生物材料,生物医用高分子材料,现状,应用,展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科,是用于人工组织或器官制备、高性能医疗

器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料,简称生物材料(BiomaterialS),是一类具有特殊性能或功能,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等)。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域,生物医用高分子材料取得了长足的进展,目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分,它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多,主要包括:塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展,这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等,都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用,因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来,用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。

高分子膜材料

高分子膜材料 姓名:*** 指导老师:** 专业:高分子材料2011年6月8号

摘要:高分子膜材料具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点。本文介绍高分子膜材料的分类、性能以及高分子膜材料在工业、农业以及日常生活中的应用,主要是论述高分子膜材料的研究进展以及发展前景等。 前言:高分子膜材料虽然很早就出现,但是对它的研究还是近些年来才开始。在上世纪20年代,由于石油工业的发展促进了三大合成材料品种的不断增多,高分子膜材料的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始,在30年代已经将纤维膜应用于超滤分离;40年代则出现了离子交换膜和点渗析分离法;50年代出现了饭渗透法膜分离技术;60年代又加拿大和美国学者分别成功的制造出了高效能膜和超过滤膜,总之,国外高分子膜材料技术的发展是迅速的。近年来,我国的科研工作者也开始重视这方面的研究,膜的汇总类及应用范围在不断扩大,其中用量最大的是选择性分离膜,如离子交换膜、微孔过滤膜、超过滤膜、液膜、液晶膜等等。目前已应用的领域有核燃料及金属提炼、气体分离、海水淡化、超纯水制备、污废处理、人工脏器的孩子早、医药、食品农药、化工等各个方面。

众所周知,进入二十一世纪以后,环境已经成为制约各国发展的重要因素,各种各样的工业废水、废气以及工业垃圾对环境造成了巨大破坏。而高分子膜材料以其独特的微处理性可以很好的清除废水、废气以及工业垃圾中所含有的有毒重金属、有机物和矿物质等物质,因而在新世纪高分子膜材料必然迎来新的发展。

目录 第一节:高分子膜材料的研究分类 (2) 第二节:各种高分子膜材料的的介绍 (3) 第三节:高分子膜材料的发展前景 (5) 第四节:高分子膜材料的性能 (6) 第五节:高分子膜材料的应用 (8) 参考文献 (11)

仿生材料电活性聚合物_人工肌肉_的研究进展

仿生材料电活性聚合物/人工肌肉0的研究进展 李晓锋梁松苗李艳芳王永鑫徐坚* (高分子物理与化学国家重点实验室,中国科学院化学研究所,北京100080) 摘要:自古以来,自然界就是人类各种技术思想、工程原理及重大发明的源泉。20世纪中期,人们越来越深刻认识到大自然的启发对于开发新材料和新技术的重要性,从而提出仿生学概念并建立仿生学这一学科。随 着研究的发展,仿生学已成为自然科学的一个前沿和焦点。进入21世纪以来,随着机器人开发的不断深入以 及人们对智能机械系统的强烈需求,作为机器人和智能机械系统驱动关键的人工肌肉已成为仿生领域的研究 重点。电活性聚合物驱动器具有应变高、柔软性好、质轻、无噪声等特点,与肌肉有着极为相似的特性,甚至在 一些方面的性能已经超过了肌肉,被公认为是最合适的仿肌肉材料,称之为/人工肌肉0。近二十年来,在电活 性聚合物驱动材料方面取得的研究进展使得仿生的/人工肌肉0研究得以飞速发展。 关键词:仿生;人工肌肉;电活性聚合物;驱动器 引言 肌肉是生物学上可收缩的组织,具有信息传递、能量传递、废物排除、能量供给、传动以及自修复功能,一直以来就是研究者开发驱动器灵感的来源,人类很早就致力于仿生物肌肉的/人工肌肉0研发。上世纪50年代,M cKibben首次研制了气动驱动器,并发展成为商业上的Mc Kibben驱动器[1],但是作为人工肌肉材料,M cKibben驱动器体积大,而且受到辅助系统的限制。形状记忆合金也被尝试用作人工肌肉材料[2],与同时代的驱动材料相比,具有高能量密度和低比重等特点,但同样存在许多不利因素,如形变不可预知性,响应速度慢以及使用尺寸受限等,这些都制约了其在人工肌肉材料方面的发展。电活性陶瓷是人工肌肉的另一个备选材料,其响应速度较形状记忆合金快,但是脆性大,只能获得小于1%的应变[3]。由于受材料的限制,人工肌肉的研究一直出于缓慢发展阶段,直到一类新型材料)))电活性聚合物(Electroactive polymers,E AP)的出现。E AP可以产生的应变比电活性陶瓷大两个数量级,并且较形状记忆合金响应速度快、密度小、回弹力大,另外具有类似生物肌肉的高抗撕裂强度及固有的振动阻尼性能等[4]。EA P的出现给人工肌肉领域以新的冲击,从上个世纪90年代初开始,基于电活性聚合物材料的人工肌肉驱动器得到快速发展。 电活性聚合物驱动材料是指能够在电流、电压或电场作用下产生物理形变的聚合物材料,其显著特征是能够将电能转化为机械能。EA P开发应用可追溯到1880年,伦琴发现一端固定的橡胶条在电场下可以发生长度的改变[5]。之后在1925年压电聚合物被发现,但由于应变和做功很小,只被用作传感器[6]。1949年Katchalsky[7]发现胶原质纤维在酸碱溶液中可重复收缩和膨胀,这是聚合物材料的化学响应性首次被发现。1969[8]年,研究者发现PVD F材料具有较大的压电效应,人们开始把目光投向其它聚合物体系,之后大量具有铁电性质的电活性聚合物材料被开发出来。人工肌肉研究最大的发展发生在最近十几年,应变可以达到380%甚至更大的材料已被研制出[9]。随着E AP材料研究的不断深入和发展,其巨大的应用前景已呈现在人们面前。E AP材料可作为人工肢体和人造器官、内窥镜导管、供宇航员和残疾人用的增力外骨架以及制作机器人肌肉,可用于制造尺寸更加细小的器件用于基因工程来操作细胞。利用电活性聚合物可实现设备与器件的小型化,从而推动微电子机械技术的发展。目前国际上研究目标之一是制造/昆虫0机器人,可用于军事、医疗等领域。利用电活性聚合物模仿鱼尾作为推进器,可用于制 基金项目:国家自然科学基金(50425312,50521302,50673097),973项目(2007CB936400)和中国科学院方向性创新项目; *作者简介:李晓锋(1982-),男,博士研究生,从事凝胶电场驱动研究; *通讯联系人,E2mail:jxu@https://www.wendangku.net/doc/0d17640698.html,.

生物功能材料的研究进展

生物功能材料的研究进展 随着人民生活水平的提高,人们对于医疗保健方面的要求也越来越强,使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况,综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 生物功能材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”, “功能化”的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料分合成和天然两大类,下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。 ﹙1﹚天然生物材料 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维,从海藻植物中提取的海藻酸盐,从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性,在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势,已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如:迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质,海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质(chitin),广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中,是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖,用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖(chintosan)。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷,能从血液中分离出血小板因子,增加血清中H-6水平,促进血小板聚集或凝血素系统,作为止血剂有促进伤口愈合,抑制伤口愈合中纤维增生,并促进组织生长的功能,对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是一种优质的生物医学材料,具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道,由于天然高分子医用材料的独特临床效果,它的应用前景相当广阔。﹙2﹚合成生物材料 由于天然材料的有限,人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比,合成高分子材料具有优异的生物相容性,不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用,在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂,改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性,从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前,使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料,如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年,其标志是医用级有机硅

高分子分离膜的应用及发展综述

高分子分离膜的应用及发展综述 江苏技术师范学院化学与环境工程学院 09应化2Z 摘要:高分子分离膜是用高分子材料制成的,具有选择性透过功能的半透性薄 膜。本文介绍高分子分离膜的主要材料、分类以及高分子分离膜在日常生活中的广泛应用,并且论述了高分子分离膜的发展历程以及发展前景等。 关键词:高分子离子膜 高分子分离膜概述 高分子分离膜(polymeric membrane for separation),是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层,在压力差、浓度差或电位差的推动力下,借流体混合物中各组分透过膜的速率不同,使之在膜的两侧分别富集,以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的 [7]。单位时间内流体通过膜的量(透过速度)、不同物质透过系数之比(分离系数)或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。采用这样的半透性薄膜,以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力,使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有省能、高效和洁净等特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。 高分子分离膜主要材料及制备 最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来,又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物也越来越多地被用于制分离膜,使其具有单一均聚物所没有的特性。 1. 二氧化碳回收膜:是日本工业技术化学研究所新发明的一种环境保护膜,它是用聚醚矾合成的一种琼脂凝胶状薄膜。这种高分子膜可以分离和回收工厂或火力发电厂排放的二氧化碳,其效率达到世界先进水平。 2. 废水净化膜:瑞典发明。它主要是依靠一个命名为“Antric”的废水处理系统。这种系统是塔状结构,当它作用于废水上时,可以使废水中的有机物去除,同时产生一种含硫气体。这种气体在经过清洁器净化,即可以分离出硫元素而废水页已变得澄清无毒。 3. 诊测癌患膜:日本医学家将蚕丝溶解、干燥成一种超纯丝素膜,附上与抗原反应的单克隆抗体后,即可用来诊断癌症。由于它可使抗体固化在素膜上,加入血液与过氧化酶的抗体后,通过用装有载电极的免疫传感器测定所释放的氧气的数量,即可诊断是否患癌症。 4. 除臭生化膜:可除去70%~90%的抓硫醇、硫化氢等恶臭。同时还可除去体臭及卫生间、厨房、饲养场和医院等场所的臭味。 5. 食品空气保鲜膜:可以保鲜食品。 6. 超铜电导膜:非常易于导电。 7. 无电阻耐蚀膜:耐腐蚀的一种高性能氛基阴离子交换膜,把氛基阳离子交换膜改变为具有阴离子型阴离子交换基极性开关的一种膜。可以用来制造各种高性能电池以及高温电渗析的隔膜等。

高分子分离膜材料综述

《功能材料》课程论文考核表

高分子分离膜材料的研究进展 应用化学1005410220 袁强 摘要:高分子分离膜是用高分子材料制作而成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。本文将简单介绍高分子分离膜材料的起源、发展史,重点介绍高分子分离膜材料的应用前景和研究现状。 关键词:高分子材料;高分子分离膜;分离;材料 1.高分子分离膜概述 高分子分离膜(polymeric membrane for separation),是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层,在压力差、浓度差或电位差的推动力下,借流体混合物中各组分透过膜的速率不同,使之在膜的两侧分别富集,以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量(透过速度)、不同物质透过系数之比(分离系数)或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。 2.高分子分离膜的起源和发展史 2.1.国外高分子分离膜发展史 1849年,德国学者惠柏思用硝基纤维素制成第一张高分子膜。 1920年,麦克戈达开始观察和研究反渗透现象。 1930年,人们将纤维素膜用于超滤分离。 1940年,离子交换膜开发和利用电渗析方法建立。 1950年,加拿大学者萨利拉简研究反渗透。 1960年,洛萨和萨利拉简成功制备了具有完整表皮和高度不对称的第一张高效能反渗透膜,为该法奠定了基础。 1970年以来。超滤膜、微滤膜成功开发和应用,有支撑的液膜和乳液膜及气体分离膜也相继问世。 2.2.国内高分子分离膜发展史 我国的膜科学技术的发展是从1958年研究离子交换膜开始的,六十年代进入开创阶段。1965年着手反渗透技术的探索。1967年开始全国的海水淡化会战。大大促进了我国膜技术的发展。70年代进入开发阶段。这时期,微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组器件都相继研究开发出来,80年代跨入推广应用阶段。80年代又是气体分离和其他膜的开发阶段。 3.高分子分离膜所用到的材料 最初用作分离膜的高分子材料是纤维素酯类材料。后来,又逐渐采用了具有各种不同特性的聚砜、聚苯醚、芳香族聚酰胺(见芳香族聚酰胺纤维)、聚四氟乙烯(见氟树脂)、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚苯并咪唑、聚酰亚胺等。高分子共混物和嵌段、接枝共聚物(见聚合物)也越来越多地被用于制分离膜,使

智能化高分子的研究进展

智能化高分子的研究进展 摘要:近年来,在新材料领域中正在兴起一门新的分支学科——智能高分子材料。本文对一些智能高分子材料在各个领域的研究及应用做出综述性的阐述,并对该领域的发展做出一些展望。 关键字:智能高分子材料(Intelligent Polymer Materials)特征应用发展智能高分子材料 智能高分子材料(Intelligent Polymer Materials)又称智能聚合物,机敏性聚合物,刺激相应型聚合物,环境敏感型聚合物。智能高分子材料是一种能够通过对周围的环境变化的感觉,针对这个变化采取一定反应的高分子材料。智能高分子材料它在模仿生命系统中同时具有感知和驱动双重功能的材料,即不仅能够感知外界环境或内部状态所发生的变化,而且能够通过材料自身的或外界的某种反馈机制,实时地将材料的一种或多种性质改变,做出所期望的具有某种响应的材料,又称机敏材料。目前智能高分子材料主要研究,记忆功能高分子材料、智能高分子凝胶、智能药物释放系统、聚合物电流变流体、智能高分子膜、智能纺织品、智能橡塑材料、生物材料的仿生化、智能化等等。 表1智能材料的分类 分类方法智能材料种类 按材料的种类 金属类智能材料非金属类智能材料高分子类智能材料智能复合材料 按材料的来源 天然智能材料合成智能材料建筑用智能材料工业用智能材料

按材料的应用领域军用智能材料 医用智能材料 航天用智能材料 按材料的功能半导体;压电体;电致流变体按电子结构和化学键金属;陶瓷;聚合物;复合材料 20世纪80年代,人们提出智能材料的概念,20世纪90年代以来,美国、日本、意大利、英国等国家都在大力加强对智能材料的基础研究和应用研究。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。其概念设计可以从以下观点构思:(1)材料开发的历史——由结构材料、功能材料进而到智能材料;(2)人工智能在材料的水平反映——生物计算机的未来模式;(3)从材料设汁的立场制造智能材料;(4}软件功能引入材料;(5)人们对材料的期望;(6)能量传递;(7)材料具有时间轴,要求材料有寿命预告、自修复、自分解,甚至自学习、自增殖、自净化功能和可对应外部刺激时间轴积极自变的动态功能。智能高分子材料在信息、电子、宇宙、海洋科学、生命科学等领域得到了大力的发展和应用。 记忆功能高分子材料 形状记忆高分子材料(shape memory polymer,SMP)就是运用现代高分子物理学理论和高分子合成及改性技术,对通过高分子材料进行分子组合和改性获得的一类高分子材料。例如:聚乙烯,聚酰胺等高分子材料进行分子设计及分子结构的调整,使他们在一定的条件下,被赋予一定的形状初始态(initial state)当外部的环境发生变化之后,他可以相应地改变形状并将其固定变形态(varrable morphology)。如果环境以特定的方式和规律再次发生变化,它便可逆的恢复到初始态。形状记忆过程可简单表达为:初始形状的制品→2次形变→形变固定→形变恢复。 根据实现记忆功能的条件的不同,可以将SMP分为以下四种。 (1)热致SMP。(2)电致SMP。(3)光致SMP。(4)化学感应型SMP。目前研究最多,并投

生物医用高分子材料研究进展及趋势

JI A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 学院名称:材料科学与工程 专业班级:金属1302 学生姓名:钱振 指导教师姓名:王宝志 2016年10 月

生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号:63 班级:金属1302 材料科学与工程学院 摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,分子材料在各领域得到了显著应用,在医用领域应用更多,本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件,概述了医用高分子材料的研究现状及其用途,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:生物材料,生物医用高分子材料,现状,应用,展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,它是生物学、医学、化学、物理学和材料学交叉形成的边缘学科,是用于人工组织或器官制备、高性能医疗器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料,简称生物材料(BiomaterialS),是一类具有特殊性能或功能,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等)。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域,生物医用高分子材料取得了长足的进展,目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来,由于生物医学工程、材料科

仿生材料学研究进展

仿生材料学研究进展 摘要:本文介绍了可降解塑料的研究进展,论述了仿生材料学研究进展及其种类,重点介绍了当前研究热点:表面仿生超疏水材料、聚乙烯三元复合仿生材料、植物叶片仿生伪装材料、仿生层状结构壳聚糖医用材料… 关键词:表面仿生超疏水材料、聚乙烯三元复合仿生材料、植物叶片仿生伪装材料、仿生层状结构壳聚糖医用材料 1.引言 仿生材料学以阐明生物体材料结构与形成过程为目标,用生物材料的观点来思考人工材料,从生物功能的角度来考虑材料的设计与制作。仿生材料的当前研究热点包括贝壳仿生材料、蜘蛛丝仿生材料、骨骼仿生材料、纳米仿生材料等,它们具有各自特殊的微结构特征、组装方式及生物力学特性。仿生材料正向着复合化、智能化、能动化、环境化的趋势发展,给材料的制备及应用带来革命性进步。 2.仿生材料 我们在现实生活中接触过许多动物与植物,它们都属于生物的范畴。在地球上所有生物都是由理想的无机或有机材料通过组合而形成.动植物为了铸造自己身体所用的材料在有机系列里有纤维素、木质素、甲壳质、蛋白质和核酸等等,其构造非常复杂。许多生物体的某些构成材料是我们完全不知道的,这些材料大多数是在常温常压的条件下形成,并能发挥出特有的性能。当人们对这些生物现象有了充分的理解之后,把它们应用于材料科学技术方面,就是仿生材料.

2.1表面仿生超疏水材料 自然界中的超疏水现象近年来,基于仿生科学而进行的各种新型材料的开发和研究正在各个领域广泛开展,人们对于超疏水表面的研究就是受到荷叶“出淤泥而不染”这种现象的启发而不断发展起来的。固体表面的润湿性可以用表面和水的接触角来衡量,通常将接触角小于900的固体表面称为亲水表面,接触角大于900的表面称为疏水表面,而将接触角大于150。的表面称为超疏水表面llI。自然界中,水滴在荷叶表面上可以自由滚动,当水滴滚动时可以将附着在表面上的灰尘等污染物带走,从而使表面保持清洁。因此,超疏水表面 又被称为自清洁表面。20世纪90年代,德国波恩大学的植物学家Wilhelm Barthlott针对荷叶表面不沾水这一特殊现象进行了一系列的实验,发现了荷叶的疏水性与自我洁净的关系,创建了“荷叶效应”(Lotus effect)--i百-Jt21。此后,超疏水表面在世界范围内引起了极大的关注,并且逐渐成为仿生纳米材料技术中的热点之一。这种表面在国防、工农业生产和日常生活等许多领域都有着极其重要的应用前景。例如,将其应用在高降雪地区的室外天线上,可以防止积雪,以保证信号畅通13J:用于石油管道中,可以防止石油对管道壁粘附;作为汽车、飞机、航空器等的挡风玻璃,不仅可以减少空气中灰尘等污染物的污染,还能够使其在高湿度环境或雨天保持干燥:用于水中运输工具或水下核潜艇上,可以减少水的阻力,提高行驶速度;用于微流体装置中,可以实现对流体的低阻力、无漏损传送;也可以用它来修饰纺织品,做防水和防污的服装等等。

功能高分子膜材料

功能高分子膜材料 作者姓名:朱海 学号:1105200077 (广州大学化学化工学院,广东广州510006) 摘要:功能高分子材料是高分子材料领域中发展最快,最有重要理论研究和实际应用的新领域。 功能高分子材料医其特殊的电学、光学、医学、仿生学等诸多物理化学性质构成功能材料学科研的 主要组成部分[1]。高分功能膜材料是功能高分子材料的重要组成部分,其分离方法简便,快捷,节 约能源这一独特性质在气体分离,海水淡化,污水处理,食品保鲜,混合物分离等方面得到广泛的 应用,在医学和药学方面应用研究也取得了较大进展[2]。 关键字:概述;特点;分类;分类原理;制备;发展趋势 Functional polymer membrane materials (Fine Chemical Research Institute,Guangzhou University,Guangzhou 510006,Guangdong,China)Abstract: functional polymer materials is the fastest growing in the area of polymer materials, the most important new areas of theoretical research and practical application. D its special functional polymer materials of electrical, optical, medical, bionics, and many other physical and chemical properties constitute the main part of functional materials science research. High functional membrane materials is an important part of functional polymer materials, the separation method is simple, fast, save energy this unique properties in gas separation, water desalination, sewage treatment, food preservation, separation of the mixture, etc widely used, in the aspect of medical and pharmaceutical application research have also made great progress 正文: 1.概述 膜是一种二维材料,智能化的膜是最高标准水平。广泛存在自然界,起着分隔,分离和选择性透过等作用。高分子功能膜由于在不同条件下表现出的特殊性质,已经在许多领域获得应用,而且具有潜在的应用前景。比如在电场作用下的点透析装置,在压力作用下的超滤,微滤,反渗透装置。在浓度梯度下的渗透过滤装置,以及膜修饰电极,非线性光电材料,膜缓释装置等都是功能膜的主要应用领域。这些研究成果被广泛用于工业,农业,医药,环保等领域,对节约能源,提高效率,净化环境做出了重大贡献[3]。 2.膜分离的特点 相对于其他分离方法,膜分离技术有以下优点:除个别情况,如渗透蒸发装外,分离过程没有相变化,因此分离物质的损耗小,能耗小,是一种低能耗,低成本的分离技术。膜分离过程通常在温和的条件下进行,因而对需避免高温分级,浓缩与富集的物质,如果汁、药品、蛋白质具有明显的优点。膜分离装置简单,操作容易,制造方便,易于与其他分离技术结合,其分离技术应用广,对无机物,有机物及生物制品均可适用,并且不会二次污染。但是膜分离过程容易出

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