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1、.....高分子膜材料的研究概况摘 要:高分子膜具有制备简单、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和性能的研究,着重从高分子膜的性能、应用等方面综述高分子膜材料的研究进展情况,同时概要叙述高分子膜材料今后的发展远景。关键词:高分子膜；蒸馏性膜；透过性膜；膜的电性；膜的应用。前 言：高分子膜虽然很早高分子膜虽然很早就出现,但是对它进行较系统的研究还是近年来才开始的。在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,高分子膜的应用范围也在逐渐扩大。由包装膜开始,到30年代已将纤
2、维素膜应用于超滤分离；40年代则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年代由加拿大和美国学者分别成功地制造出了高效能膜和超过滤膜,总之,国外高分子膜技术的发展是很迅速的。近年来,我国的科研工作者也开始重视这方面的研究,膜的种类及应用领域在不断扩大,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。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、人工脏器的制造、医药、食品、农业、化工等各方面。1.高分子膜材料的分类和性能研
3、究目前高分子膜材料的种类繁多,而且分类方法也不同,关于高分子膜材料的研究方法一般包括两方面：一是膜的制备方法,..........二是膜的性能测定方法,两者结合起来可以探讨膜的性能与合成条件之间的关系,从而达到有目的地合成性能优异的膜材料。目前一般常用的合成方法有溶液铸膜法、水面展开法、等离子体聚合法、相转换法、完全蒸发法、紫外光照射接枝法、熔融压膜法等。选用哪种合成方法合适,主要由研究目的决定,如欲制得极薄的膜时,用水面展开法为好。在膜的性能中,透过或分离性能最为重要,其分离特性与孔径大小有很大关系,所以测定孔
4、径大小的方法就成为研究的主要手段。常用的方法有泡压法、滤速法、气体渗透法、压汞法、吸附法、电子显微镜法等2.高分子膜的性能研究2.1膜的透过性膜的透过性是高分子膜材料非常重要的性能之一,几乎所有关于膜的报道都涉及此性能。几种常见高分子膜的透过性见表1.表中数据充分说明高分子膜材料具有良好的气体透过性,..........利用它对各种气体的透过性不同可以达到分离的目的。为了更有效地控制膜的透过性,许多研究者对影响膜透过性的因素进行了探讨叹实验结果表明,膜的透过性与温度、膜厚度、化学组成、制备工艺条件以及膜的微观结构
5、形态有着密切的关系。对甲基硅橡胶、乙丙橡胶、低密度聚乙烯及天然橡胶膜的氧、氮透过率研究结果发现,膜的透过率对温度的依赖性仅与膜的组成材料有关。2.2膜的蒸馏性膜蒸馏是近年来发展起来的新型分离技术,它是以蒸气压差为动力的膜分离过程,其特点是在常压下和适当温度下可以处理高浓度的溶液。如在水溶液的膜蒸馏过程中,憎水的微孔膜把不同温度的水溶液隔开,而暖侧的水蒸气在蒸气压差作用下,不断通过膜孔进人冷侧而冷凝,从而达到膜蒸馏目的。如当聚偏氟乙烯膜的孔径为0.1㎜,温差为30℃（暖侧50℃,冷侧20℃）,盐水浓度0.3mol,
6、盐水流量10ml/s,蒸馏通量55～65kg/m2.d,截流率近于100%。2.3膜的电性能高聚物大部分是不导电的材料,所以它能在电器工业上作绝缘材料使用。随着膜材料研究的发展,具有各种良好电性能的膜也相继出现。如聚毗咯就是具有高导电率的材料,但因它有难溶、难熔、难加工的缺点使其实用受到很大限制。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功能的高分子复合材料。PPY/PVC分子复合膜的导电性能、结构、形态以及力学性能的研究结果表明,该复合膜比导电率在10-3～
7、10-4s/cm。SEM观察PPY/PVC膜断口形态不同于PVC基体膜,..........它形成柱状而又互相连接的网络结构,与PPV/nafion爪复合膜的岛屿结构形态也不相同。其模量温度谱与PVC膜也不同,模量随温度的变化有个较平缓的变化区,温度到80℃时仍保持一定模量值,这说明该膜有较大的刚性和较好的耐热性。还有文献报导电聚合聚苯胺膜具有良好的电极电色效应,它的循环伏安曲线有三对峰分别对应黄绿色.绿色和蓝绿色之间的颜色互变,因此可作为变色电极材料.3.高分子膜材料的应用各种不同类型的高分子膜已经在许多方面得
8、到广泛应用，却很有竞争力。CO2回收膜：是日本工业技术院化学技术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电厂排放的二氧化碳,其效率达到世界先进水平。废水净化膜：瑞典发明。它主要依靠一个命名为“Antric”的废水处理系统。这种系统是塔状结构,塔中固体表面生长一层生物膜,当废水从膜上滴下,塔内就会产生厌氧环境,
