04《精细化工概论》第四章功能高分子.ppt

第四章功能高分子
一、概述
高分子的概念始于20世纪20年代,但应用更早。
60年代以后,特种高分子和功能高分子得到发展。
1. 基本概念
通用高分子材料:应用面广量大,价格较低。
根据其性质和用途可分为五个大类:化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
精细高分子定义:所谓特种是指具有特定的性能,如耐高温、高强度、高绝缘性、光导性等,这类高分子材料品种多,用途较为专一,且产量小,价格贵,与大量生产的有机高分子相对应,称之为精细高分子。
:人们把利用高分子本身结构或聚集态结构的特点,并引人功能性基团,形成具有某种特殊功能的新型高分子材料,通称为"功能高分子"。
功能:指从外部向材料输入信号时,材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。例如,材料在受到外部光的输入时,材料可以输出电性能,称为材料的光电功能;材料在受到多种介质作用时,能有选择地分离出其中某些介质,称为材料的选择分离性。此外,如压电性、药物缓释放性等,都属于功能的范畴。
因此:
功能高分子是指当有外部刺激时,能通过化学或物理的方法做出相应的高分子材料。
功能高分子是目前高分子学科中发展最快、研究最活跃的新领域。
2 功能高分子分类
书中(1)具有分离功能的高分子
(2)高分子试剂
(3)高分子催化剂
(4)医用高分子和高分子药物(5)其他

功能高分子
光敏高分子
导电高分子
高分子催化剂与试剂
微生物降解高分子
生物医药高分子
高分子吸附剂
高分子膜
高吸水性树脂
交换型高分子
感光树脂
光致变色高分子
光导电高分子
高分子半导体
高分子导体
超导高分子
离子交换树脂
电子交换树脂
高分子药物
医用高分子
仿生高分子
发展功能高分子材料可以获得较高的经济效益。
表1-1 各种高分子材料的产量和价格比*
品种
主要产品举例
产量/万吨/年
价格比
通用高分子材料
LDPE,HDPE,PVC,PP,PS
>1000
1
中间高分子材料
ABS,PMMA
100~1000
1~2
工程高分子材料
PA,PC,POM,PBT,PPO
20~80
2~4
特种高分子材料
有机***材料,耐热性高分子,各种功能高分子
1~20
10~100
* 价格比以通用高分子为1计。
二、功能高分子的合成方法
(1)功能单体聚合或缩聚反应
(2)高分子的功能化反应
(3)与功能材料复合
三、离子交换树脂
离子交换树脂
聚合物骨架
功能基
可交换离子
1、组成
2、分类
按母体材质分为:无机和有机两大类。
按其他分类
3、离子交换树脂的制备
4、离子交换树脂的应用
4、1 功能:
(1)离子交换的功能,最基本功能,利用此性质可以实现高纯水、软水、含盐水的制备或处理,离子交换反应实现;
(2)吸附功能:吸附极性物质如有机气体、水、金属等进行吸附重而实现有机物及金属的回收。
4、2 水净化应用
在实际应用当中需根据原水水质、出水要求、生产能力等来确定合适的离子交换工艺。
(1)树脂的选择和处理
(2)装柱
(3)交换
(4)再生
1)再生剂种类
强酸性阳树脂用HCl或H2SO4等强酸
弱酸性阳树脂用HCl、H2SO4再生;
强碱性阴树脂用NaOH等强碱,
弱碱性阴树脂用NaOH,Na2CO3、NaHCO3等再生。
2) 再生剂用量
树脂的交换和再生均按等当量进行。理论上,再生剂可以恢复树脂的交换容量,但实际上再生剂用量比理论值大得多。
图为三塔式移动床,由交换塔、再生塔和清洗塔组成。运行时,原水由交换塔下部逆流而上,把整个树脂层承托起来并与之交换离子。一段时间后,当出水离子开始穿透时,停止进水,并由塔下排水。排水时树脂层下降(称为落床),由塔底排出部分已饱和的树脂,同时浮球阀自动打开,放入等量已再生好的树脂。
连续式离子交换器工作过程
四、高吸水性树脂
1、定义:可吸收相当于自身重量几百倍到几千倍的水。
2、分类:大致4种。
3、合成:举出淀粉类高吸水性树脂的制备方法。
原料:淀粉、丙烯***、***铈***
原理:
制备工艺: