当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

功能高分子材料发展概述


功能高分子材料发展概述 功能高分子材料发展概述 材料 1. 速干衣
速干的由来:所谓速干实际上是由英文 QUICK-DRY 或 DRY-EASY 等类似单词 直译过来的,而速干是指该面料的衣物与毛质或棉质的衣物相比时,在外界条件 相同的情况下,更容易将水分挥发出去,干得更快。速干衣顾名思义就是干的比 较快的衣服,它并不是把汗水吸收,而是将汗水迅速地转移到衣服的表面,通过

空气流通将汗水蒸发,从而达到速干的目的,一般的速干衣的干燥速度比棉织物 要快 50%。 速干衣物最初的设计理念主要是 基于两个方面的考虑:A、内部因素, 由于从事野外活动的人比较容易出 汗。如果运动量大的时候,全身则会 大汗淋漓。如果此时你穿的是普通的 衣物,那么它们会紧紧贴在你的皮肤 上,特别难受。但速干衣物呢,它们 能使挥发的汗水迅速得以挥发到体 外;B、外部因素,野外行走时,早 晨的露珠或是毛毛细雨都会将你的 衣物打湿,如果裤腿紧贴在腿上,那 会带来不舒服的感觉。如果是速干衣 物,那么它们的速干性能及防泼水性 能就会使你免除这些不必要的麻烦。 速干的面料:市场上的速干衣物 品牌林林总总,所使用的面料也 是数不胜数,更是令人眼花缭 乱。其实常见的户外速干衣物所 采用的面料无非是以下几种常见 面料,COOLMAX 这是一种最为常 见,使用范围相对较为广泛的一 种面料,由杜邦公司研制。该面 料的突出特点是具有很强的吸汗 排汗功能,这得归功于 COOLMAX 这得归功于 的中空结构, 的中空结构, 但选购时必须看清 楚 COOLMAX 在面料中所含的比 例 THEMOLITE 这种聚脂纤维的保 ; 暖性能不错,属于中空涤纶纤维 系列,但缺点是排汗性能相对要 差一些;MONI-DRY 属于吸湿速干 面料,有 COLUMBIA 公司研制出品。其主要特点是超强的挥发性和吸水性,比一 般的棉布要强 2--3 倍,从而有效地保持穿着者的舒适干爽;CIBAULTRAPHIL 这

是汽巴公司的产品,该面料的最大优越性是舒适、易清洗,是汽巴公司专门为优 化衣物控湿能力和提升其美观性而设计,该面料能很好地协助排汗,让身体时刻 保持干爽及很好的舒适感,此外,不起静电,使衣物持久光亮如新;ACTIVENT 这是美国 GORE 公司出的一种既防风,有非常透气,还能防一点水的化学材料, 它是一种薄膜,需要和别的尼龙类材料压合在一起用,比较适合自行车爱好者使 用;M.C.S 属于一种防护性科技合成织物纤维,具有很强的吸湿力,能奖湿气迅 速被体表吸收,同时该面料具有高抗磨损性和抗变形性、不起球、防撕裂,在多 次洗涤熨烫后能保持鲜艳的颜色。 2. CoolMax 纤维材料 面料名:COOLMAX 提供公司:美国杜邦公司设计,现分离为 INVISTA 英威达 面料介绍 人在运动或做其他活动时,人体常常会产生汗水与湿气,天冷时 汗水让你感到寒冷不适;汗水和湿气更使人闷热难受。杜邦公司高科技纤 维 COOLMAX 是通过四管道纤维迅速将汗水和湿气导离皮肤表面,并向四面 八方分散,让汗水挥发更快,时刻保持皮肤干爽舒适。于是人体流汗,皮 肤表面与服装都不留汗。持久舒爽透气,冬暖夏凉,倍感轻松。 此面料还有 容易洗涤、洗后不变形、易干、面料轻而软、不用熨烫等其他特 点。 CoolMax&reg 是杜邦公司研制的、专利技术的四管道纤维材料。四管道纤维及 纤维之间形成最大的空间,保证最好的透气性,把皮肤表面散发的湿气快 速传导至外层纤维。纯棉与其相比虽可吸汗,但其排汗能力不高,而普通 化纤在吸汗的能力上有很差,CoolMax® 纤维在吸汗和排汗方面都很出 色。CoolMax® 纤维材料可用于衬衫、裤子、袜子、内衣、帽子、背包。 特点 1、可以把身体产生的热湿气导出,调节身体温度,既产生热调节 效应,使你保持凉爽。 2、快干,干燥速度是纯棉的 5 倍。 3.、耐久,易护理,允许多次洗涤、不缩水、不变形,不霉变。 感觉柔软、 舒适、 透气, 不会带来皮肤的不适。 4 、 感觉柔软 、 舒适 、 透气 , 不会带来皮肤的不适 。

隐身高分子材料
隐身高分子材料 2010-05-30 21:02:00| 分类: 默认分类 | 标签: |字号大中小 订阅

隐身战斗机是在 1991 年海湾战争中使用的先进武器。隐身技术在目前 阶段主要是指降低收音机的雷达反射截面和红外特征,是一种探测对抗技术,达 到隐身的措施主要是改进飞机的外形设计和在飞机表面使用吸波材料。 吸波材料指能吸收雷达波的复合材料,它可对抗雷达对飞机的探测。目 前研制和应用的吸波材料主要有两类:一类是介电吸波材料,其制造方法是在高 分子化合物中添加电损耗性物质,如碳纤维、导电炭黑、碳化硅等,领先电抗损 耗雷达入射能量;另一类是电磁性吸收材料,即在高分子化合物中添加铁氧体等 磁性物质,领先电磁损耗雷主射能量。 用于制造吸波材料的高分子化合物如视黄基度夫碱式盐聚合物,它的分 子为多共轭烯烃结构并含有一群高氯酸抗衡离子,这些抗衡离子由 3 个氧原子和 1 个氯原子组成,并在两处松散地高挂在高分子的碳原子骨架上,这种连接方式 非常弱,一个光电子都有可能把抗衡离子从一个位置移到邻近的一个位置,这种 位移使它很快将入射波的电磁能转换成热能散开,这就是它具有极好的吸收电磁 波能的本领的原因。 可用于制造吸波材料的高分子还有聚苯硫醚、聚芳酯、聚醚砜、聚芳砜、 聚苯并咪唑、聚醚亚胺、聚酰胺酰亚胺,它们被用做吸波材料的基体的原因是, 高分子可减轻飞机重量,提高收音机的机动性能和降低油耗。高分子都是电绝缘 体。 B-2 轰炸机的机身表面大部分由吸波材料的蜂窝夹层结构制成,为减 少雷达小散射截面,机翼的前后沿由一连串拇指大小的六角形小室构成,每个小 室内填充吸波材料,材料密度从外向内递增,它们用多层吸波材料覆盖,入射的 雷达波先投射在机翼的表面上,然后被多层吸波材料吸收,剩余的雷达波进入六 角形小室,继续被吸收,几乎可完全消除来自机翼前后雷达波的反射。

人体器官商店
十年后的某一天,一位老人被告之他的心脏正在急速衰竭,需要更换左心 室。主治医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家组织实验室,即人造器官工 厂。研究人员利用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三个月后,代用 左心室被冷冻、包装并送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。由于代用品 相当于老人自己的器官,手术之后自然不会发生任何排斥反应,老人的生命因此 而得到延续。

器官短缺 在日常的医疗实践中,常会遇到因疾病和意外事故引发的组织和器官受 损或衰竭,此时就需要进行器官、组织的移植或修复。虽然目前器官移植手术已 日臻成熟,但由于天然器官的来源极其有限,因此难以做到及时供应。1999 年 仅美国就有 72,000 名患者等待器官移植,其中有 6,100 人在漫长的等待中撒 手人寰。此外,异体器官的排斥反应更使手术的成功率大大降低。人造器官虽已 被采用,但由于外形、材料等原因,目前多数还只能供病人在体外使用,而且价 格也十分昂贵,非常人所能负担。所以,利用组织工程培育出人人体的各种组织 和器官,目前已成为许多国家的重点研究课题。

??目前,许多商业及学术研究组织正在利用从胚胎或病人身体上取下的细胞组 织,辅以特殊的生物材料,培养活体组织或器官。目前商业领域的大多数工作集 中于培养组织、瓣膜及器官的其他组成部分。目前市场上已经出现了利用组织工 程制成的人体器官:皮肤、骨骸、软骨等。虽然这些离制造完整的器官还有很长 一段路,但毕竟证明了人造器官概念的可行性。 人造血管 对于制造整体器官来说,组织工程所面临的最大问题是:绝大多数器官 需要自己的脉管系统,也就是血管网,来获取所需养料并实现器官应有的功能。 因此,研究人员在制造完整器官之前必须解决如何制造血管这一难题。 两 年 前 , 美 国 麻 省 理 工 学 院 的 生 物 医 药 专 家 Robert Langer 和 LauraNiklason 用少量从家猪体内提取的细胞制成了一条完整的血管,这是此领 域内的一项重大突破。Niklason 从一头 6 个月大的家猪身上提取少量颈动脉组 织切片;然后,将平滑的动脉细胞从切片中分离出来并用这些血管细胞覆盖在用 可降解聚合物制成的管状框架之外;之后,Niklason 将每条新制的血管放在各 自的培养皿中,这些培养皿称作生物反应器。在反应器上安装一个微型泵并把它 与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一样有规律地跳动。微型泵的 脉冲作用可使动脉细胞向管状框架内移动,从而将聚合体细微部分包裹起来,这 会使人造血管更加结实。在这种脉冲环境中培养几个星期后,血管内壁便生长出 内壁细胞——许多器官组织内部细长而扁平的细胞,再继续培养若干天后就可以 得到一条完整的血管。 人工合成的血管可以像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血管移植到 家猪大腿主动脉上,在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。新的动 脉血管对心脏血管替代手术来说可谓天赐之物。但要建造更为复杂的器官需要最 细的血管——毛细血管。这意味着组织工程要达到微米级,这对当今普通的制造 技术来说是一大难题。研究人员计划使用芯片制造中使用的光刻技术来建造毛细 血管。德雷珀实验室微型制造系统的物理学家 JeffBorenstein 发现最细的毛细 血管直径大约为 10 微米,而他日常所接触的是大小只有线宽 1 微米的芯片。他 认为凭着现有的技术完全有可能制成人造毛细血管。研究小组在手掌大小的硅片 上蚀刻出毛细血管状相互交织的网状结构。在起初的实验中他们在硅片表面覆盖 上从老鼠身上提取的内皮细胞,内皮细胞会沿着蚀刻出的网状结构生长,最终可 以形成能传送液体的毛细血管。

在随后的工作中,研究人员用蚀刻好的硅片作为模板来浇铸可降解聚合 物。从模板上取出浇铸好的聚合物然后进行分层组装,就可以形成全 3D 毛细血 管框架。在管状框架上覆盖内皮细胞就可以形成毛细血管。不过仅仅浇铸一次还 不可能满足人造器官的需要。制造人造肝脏所需的毛细血管需要用 1/4 个足球场 大小的模板,而我们目前的技术根本不可能制出直径 30 米的硅片。所以研究人 员希望通过将数千层毛细血管网与肝脏细胞相连实现人造肝脏基本结构。 人造膀胱和人造心脏 尽管目前的技术还不能制成有复杂血管的器官,但是已经有一种用组 织工程制成的器官开始为人类服务,这就是人造膀胱。波土顿儿童医院泌尿科医 师 AnthonyAtala 从 1990 年左右开始设计人造膀胱 在 20 世纪 90 年代后期 Atala 。 , 为 6 只小猎犬制作了膀胱。研究人员从狗的膀胱上取下 1 平方厘米的组织切片, 然后将内层细胞和肌肉细胞分离后分别进行培养。一个月后,Atala 的研究小组 培养的两种细胞总数都达到 3 亿个,已经可以构建人造膀肮了。研究人员用肌肉 细胞覆盖膀胱形状的聚合物框架,用内层细胞覆盖框架内部。之后,研究人员用 人造膀肮替代小狗原有的膀胱,他们发现不仅周围组织的血管长入人造膀胱且发 育良好,而且功能与健康小狗并无多少差别。 上述实验大大坚定了研究人员的信心,他们决定从 2000 年开始研究人 类膀肮,不过这个过程将是漫长的。研究人员用了 20 年左右的时间证明人造皮 肤的适用性;膝盖软骨用了近四、五年才投入临床使用。Atala 的实验室已经制 成有排尿功能的膀胱形状小型单元。不过,膀肮是由 20 种不同类型的细胞组成 的复杂系统,研究人员仍需克服许多技术难题才能为众多需要移植膀胱的患者解 除痛苦。 ??用组织工程构建人造心脏更是一件艰巨的任务,但有许多理由让我们相 信用不了多久就可以取得重大突破。因为,心脏的组成细胞只有 10 种。而且更 重要的是有许多研究机构一直在进行此领域的研究。虽然目前制造组织工程心脏 的工作量十分巨大,但如果将此工作细分为提取心肌细胞、制造承载这些细胞的 框架等部分的话,在众多研究人员的共同奋斗下还是有可能取得成功的。在美国 国家卫生研究所(NIH)1,000 万美元的资助下和 40 多名研究人员的共同努力下, 华盛顿大学的研究项目正由开始阶段向成果阶段迈进。首先,他们计划用组织工 程手段为受损心脏制出修补组织;然后,制出可用于移植手术的左心室。不过, 要用组织工程制出功能完善的心脏决非某个组织一朝一夕所能实现的,这需要所 有研究人员和其他各方的共同努力。 生产人造器官的工厂 人造器官若想获得大规模应用,还需要制订统一、标准的生产流程。麻 省理工学院的生物工程师 Linda Griffith 及其同事为实现此目标计划采用 3D 打印技术。 这种机器(快速原型制造机的一种,详情请参见本期的《快速原型制造 的光明未来》一文)根据计算机分层扫描物体采集的数据一层一层地喷涂构建复 杂物体。一根滚轴在活塞顶部的平板上推出一层粉末。然后,一个喷墨打印头在 这层粉末上按照计算机文件的指示涂一层粘合剂使其成为固体状。之后将活塞倒

转,继续进行此过程直至所有层都喷涂完成为止。把制成的物体取走后,多余的 粉末会自动脱落。 Griffith 和她的合作者们在打印机上使用粉末和特殊粘合剂并采用多 打印头,这样就能大规模生产各种组织和器官所需的框架。这种打印机不仅可以 使研究人员精确地控制框架外形,而且可以使研究人员根据各种细胞的不同属性 选择适当框架化合物。 这种 3D 打印机为组织工程师提供了制造复杂器官的倚天之剑。研究人 员正在利用这种 3D 打印技术制造肝脏及其他器官。他们希望生物科学技术与 3D 打印技术相结合能够制成可移植的肝脏。 如果这种人造器官制造厂获得有关部门的许可,那时在隆隆的机器声 中,患者所需的大量器官会走下生产线。我们不知道未来这些工厂究竟是直接生 产各种器官还是生产制造人造器官所需的精密框架,但有一点可以肯定:将来一 定会出现一种人造器官商店,等待器官移植的患者只需购买自己所需要的器官, 然后进行手术,一切都是那么简单。让我们共同期待这一天的到来吧!

隐形眼镜材料的发展及其应用
1509 年 Leonardoda Vinci 第一次介绍并描绘出隐形眼镜的草图,1887 年由 Muller 吹制的第一只真正的隐形眼镜问世。在随后的几十年里隐形眼镜一直处 于实验阶段,直到 1930 年隐形眼镜才作为切实可行的视力矫正工具而得到应 用。早期的隐形眼镜是由玻璃制成的,配戴舒适性、实用性差,直到 1937 年, 有机材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)才作为隐形眼镜材料开始使用。随后,许多 新型有机材料不断尝试应用于隐形眼镜,使隐形眼镜在配镜舒适性、透气性、抗 污染性等方面不断得以改善,在屈光不正患者中配戴率不断提高。 隐形眼镜根据镜片装入眼内呈现的软硬程度,可分为硬性隐形眼镜和软 性隐形眼镜两大类。两者除了具有矫正屈光不正的共性外,还各有特性。如软性 隐形眼镜含水量高、配戴舒适,硬性隐形眼镜矫正角膜散光效果好等。材料的性 能严重影响隐形眼镜的品质。影响隐形眼镜品质的材料的性能参数主要有透光 率、折射率、含水量、透氧性(DK)、离子电荷等。 2.1 硬性隐形眼镜材料 硬性隐形眼镜材料均为疏水聚合物,含水量一般均在 4%以下。硬性隐 形眼镜除具有矫正屈光不正的作用外,在矫正角膜散光、保养护理等方面又有其 独特的优势。 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 2.1.1 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA),俗称有机玻璃,属于热塑性材料。它有优 良的光学清晰度,矫正角膜散光效果尤佳。聚合物具有稳定、耐用、无毒、抗沉 淀性好,加工性好、制造简单,原材料价格低廉、成本低等优点。缺点是透气性 极差,因此影响角膜代谢而易引起角膜水肿;配戴舒适度差,初期戴镜适应时间 长;稳定性差,镜片容易从眼内脱落,镜片下容易混入尘埃等异 。PMMA 树脂是

最早用于隐形眼镜的有机材料,但因其种种弊端一直没能在眼镜业中广泛推广, 现基本已弃用。 醋酸丁酸纤维素(CAB) 2.1.2 醋酸丁酸纤维素(CAB) 醋酸丁酸纤维素 (CAB) 是继 PMMA 之后应用于隐形眼镜的有机材料。CAB 的机械强度较好、牢固、耐用,制造性能很好,光学清晰度好,透气性比 PMMA 有所提高,但其稳定性比 PMMA 稍差,吸水后会变形,表面容易受损并结垢,因 而临床上基本不使用。 2.2 软性隐形眼镜材料 软性隐形眼镜材料是含有亲水性基团的高分子聚合物 吸水能力的大小 是含有亲水性基团的高分子聚合物 , 取决于聚合物中所含基团的种类和数量的多少,一般软镜材料含水量在 35%~80%。软性隐形眼镜具有含水量高、润湿性好、透气性好、配戴舒适等特性。 聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA) 2.2.1 聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA) 甲基丙烯酸羟乙脂单体经聚合后即生成聚甲基丙烯酸羟乙脂 (PHEMA) , 是聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)的化学衍生物,同时也是最早应用于软性隐形眼镜 制作的亲水性材料。其主要优点为吸水性好,含水量约 38%,材料柔软;特点是 吸附性羟,易脏,矫正散光也不如硬镜好,而且只能部分透氧。弥补的措施是通 过添加不同性能的单体来改善材料的透氧性及其它性能,即 HEMA 混合材料。即 使有这些缺憾,但 PHEMA 现仍然由许多制作商用于镜片制造。 2.2.2HEMA 混合材料 以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为基础,加入不同性能的单体、交联剂和 化学基团,即可生成一系列不同性能和含水量的软性隐形眼镜材料——HEMA 混 合材料。根据所加单体的不同,不同类型的 HEMA 混合材料所表现出的特性也不 一样,如含水量、透氧性、离子性等。

隐形眼镜自 100 多年前由玻璃材料发展至今,其材质经历了 PMMA、 HEMA、CAB、SMA、FSA 等阶段,已取得了巨大的进步。在高新技术迅猛发展的今 天,通过共聚改性、共混改性、分子内部改性、表面处理以及新材料的研制开发, 配戴更舒适、透气性更好、抗沉淀性能更强、更耐用、免维护的更新型隐形眼镜 材料会不断被研究开发并得以应用。

电子油墨
2002 年 1 月,E Ink 公司宣布,由 E Ink 公司、TOPPAN 公司、Philips 公司 联合开发了一种世界上最薄的、可刷新的、可携带的类纸式阵列式显示媒体─电 电 子油墨显示媒体材料。该材料只有信用卡一半厚,其重量和厚度都不到传统 LCD 子油墨 的二分之一。这种显示材料具有良好的柔性,能以高分辨率显示彩色信息,特别 适应移动显示和方便携带。该材料的核心技术就是电子油墨技术,其用於显示信 息的基本单元就是电子油墨。 电子油墨是经印刷涂布在经处理的片基材料上的一种特殊油墨,其直径

只有头发丝大小,由微胶囊包裹而成。在一个微胶囊内有许多带正电的白色粒子 和带负电的黑色粒子,正、负电微粒子都分布在微胶囊内透明的液体当中。当微 胶囊充正电时,带正电的微粒子聚集在朝观察者能看见的一面,这一点显示为白 色;当充负电时,带负电的黑色粒子聚集在观察者能看见的一面,这一点看起来 就是黑色。这些粒子由电场定位控制,即该在什么位置显示颜色是由一个电场控 制的,控制电场由带有高分辨率显示阵列的底板产生。 类纸阵列式电子油墨显示媒体工具的制造工艺可分为: 1、电子油墨的涂布。 电子油墨的涂布。 首先,将电子油墨均匀地印刷到能导电的透明塑料片基上。即将微胶囊 色粒子悬浮分散在液体介质中形成通常意义上的油墨,再用丝网印刷方法印刷到 塑料上。 与塑料片一样,各种表面例如纤维、玻璃甚至纸等都可成为电子油墨的 基材,形成信息的显示媒体,扩大信息媒介范围。 2、印有电子油墨的塑料片黏贴到一张底板上。 印有电子油墨的塑料片黏贴到一张底板上。 黏贴时先在塑料片上涂布一层胶黏剂,再用一碾压辊碾压,让塑料片均 匀地与底板黏紧。形成带电子油墨的前置碾压板(FPL) 。底板带有高分辨率显示 阵列,其电路系统由显示软件控制,用来形成由像素组成的图文。 类纸阵列式电子油墨显示材料特点具体表现在: 1.显示分辨率高,可以以任意分辨率来显示信息,最佳分辨率是 125ppi。 2.颜色数多,图像质量稳定。彩色的电子油墨显示工具可显示 4096 种 颜色。 3.能耗低。 3.能耗低。 能耗低 和以前方便阅读的显示技术 LCD、LED 相比,电子油墨的能耗要低很多。 这直接导致电子油墨显示可使用小电池,从而使显示媒体更轻更薄,并有较低价 格。 4.类纸性, 4.类纸性,可阅读性强 类纸性 我们知道,最佳的阅读媒体是纸,因为它是通过反射光线来显示图文 的,可以在较广泛的光照条件下及较大角度范围内阅读。类纸阵列式电子油墨显 示工具的呈色介质和纸印刷品的呈色介质都是油墨,并且其底色也显示白色,阅 读时也不靠直接发光体显示颜色,这些条件和纸阅读材料基本上是一样的。因 此,同纸一样具有较好的阅读性。

5.结实,易携带, 5.结实,易携带,不易破碎 结实 由於不使用玻璃材料作显示面板,取而代之的是具柔软性和韧性的塑料 类材料,使这种显示媒体更结实,也使之具有良好的携带性,能像书一样随处携 带阅读。

6.阅读信息方便 6.阅读信息方便 由於携带方便,又不消耗很多电能,这种电子油墨显示媒体可像书一样 在普通的饿日光条件下就能阅读,用者可随时随地阅读信息。 7.轻 7.轻、薄 和液晶显示 LCD 相比,电子油墨显示媒体要薄、轻许多。典型的 LCD 是由一层薄的液晶层夹於两层玻璃之间,两层玻璃每层有 0.7mm 厚,加上两层极 化滤波薄膜紧贴人在玻璃上,两层薄膜约 0.5mm 厚,这样,最终得到的 LCD 板, 厚度至少有 2mm。加之使 LCD 发光显示的电路部件,便会更厚、更重。电子油墨 显示媒体由於不使用玻璃材料,其厚度将少於 0.5mm,有可能只有 0.3mm 厚。其 重量也因此有极大的减低。 电子油墨显示媒体的用途如下: 电子油墨显示媒体的用途如下 电子出版物的阅读器,用於书报、刊物的下载和阅读。 移动电话的显示面板。 机器、仪器的显示面板。 公共场所公告、广告牌。 户外广告牌。

智能高分子
智能高分子是指能够感知环境变化,通过自我判断和下结论,实现自我 指令和自我执行任务的高分子材料。高分子凝胶是一种三维空间的网络结构,其 中既含有高分子,又含有溶剂,网络中的高分子交联结构使它具有不溶性而保持 一定的形状,而凝胶中的亲溶剂基团又可使它被溶剂溶胀起来。当外部环境的 pH 值、离子强度、温度、光照、电场等发生变化时,高分子凝胶就表现为“刺 激-应答”状态,例如出现相转变、网络的孔增大、网络失去弹性,而且这种变 化是可逆的和不连续的。利用高分子凝胶的体积和收缩时提供的动力,设计出高 效率的“化学发动机”,它还可制成“人造肌肉”,现在,用这种材料制成的机 械手能拿住一张很薄的纸。另一种智能高分子是形状记忆树脂,它是在一定条件 下被赋予一定的形状(起始态),当外部条件发生变化时,它可以相应地改变形 状并将其固定 (变形态) 。如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化时, 形状记忆树脂便可逆地恢复到起始态。 将形状记忆树脂用作固定创伤部位的器材可以代替传统的石膏绷 带,操作方法时先将形状记忆树脂加工成创伤部位的形状,用热水或热风把它加 热使其软化,施加外力使它变形,成为易于装配的形状,等冷却固化后装配到创 伤部位,等到再加热时便可恢复到原始状态,和石膏绷带一样起到固定的作用。 要取下时只要加热,器材便软化,取下时很方便。

智能高分子是 20 世纪 90 年代才发展起来的,它在信息、电子、宇宙、 海洋科学;、生命科学等高科技领域开始获得应用,将是 21 世纪高科技领域的 一种重要材料。

应用举例 智能织物 将聚乙二醇与各种纤维(如棉、聚酯或聚酰胺聚氨酯)共混物结合,使其具 有热适应性与可逆收缩性。所谓热适应性是赋予材料热记忆特性,温度升高时纤 维吸热,温度降低时纤维放热,此热记忆特性源于结合在纤维上的相邻多元醇螺 旋结构间的氢键相互作用。温度升高时,氢键解离,系统趋于无序状态,线团弛 豫过程吸热。当环境温度降低时,氢键使系统变为有序状态,线团被压缩而放热。 这种热适应织物可用于服装和保温系统,包括体温调节和烧伤治疗的生物医学制 品及农作物防冻系统等领域。 此类织物的另一功能是可逆收缩,即湿时收缩,干时恢复至原始尺寸,湿态 收缩率达到可用于传感执行系统、微型发动机及生物医用压力与压缩装置,如压 力绷带,它在血液中收缩 在伤口上所产生的压力有止血作用,绷带干燥时压力消除。 当前,分子纳米技术与计算机、检测器、微米或纳米化机器的结合,又使织 物的智能化水平得到了进一步提高。自动清洁织物和自动修补的织物等更加引起 人们的关注。

反渗透膜
反渗透法 。 反渗透法最早使用于美国太空人将尿液回收为纯水使用 医学界还以反渗透 法的技术用来洗肾 洗肾(血液透析) 。反渗透膜可以将重金属、农药、细菌、病毒、 洗肾 杂质等彻底分离。整个工作原理均采用物理法,不添加任何杀菌剂和化学物质, 所以不会发生化学变相。并且反渗透膜 反渗透膜并不分离溶解氧,所以通过此法生产得出 反渗透膜 的纯水是活水 活水,喝起来清甜可口 活水 反渗透是 60 年代发展起来的一项新的膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力 下使溶液 中的溶 剂与 溶质进行 分离的 过程 .反渗透 的英文 全名 是“REVERSE OSMOSIS”,缩写为“RO”。 反渗透技术中,反渗透膜的发展是该处理方法的核心技术,所谓渗透膜就是 利用反渗透原理进行分离的液体分离膜。 具体的说,反渗透膜上有许多小孔,孔的大小只允许水分子通过,盐类和杂质分 子都比孔大而无法通过。反渗透膜的发展及应用经历了长期而复杂的过程。 膜结构如图: 反渗透的工作原理: 反渗透的工作原理 反渗透技术是利用半透膜(R.O 膜)以水压(或泵浦加压)使水由较高浓 度的一方渗透到较低浓度的一方,利用孔径仅为 1/10000um 的 R.O 膜(相当于大

肠杆菌大小的 1/60000,病毒的 1/3000) ,将现在社会工业污染物及重金属、细 菌、病毒等大量混入水中的杂质全部清除,导电率在 10us/cm(25 度)以下,溶 解性总固体含量小于 3mg/1;从而达到规定的理化指标及卫生标准,产生至清至 纯的水,是人体及时补充水份的最佳选择。由于 R.O 逆渗透技术生产的水纯净度 是目前人类掌握的一切净水技术中最高的,纯净度几乎达到 100%,所以人们称 这种水为纯水。 应用范围: 应用范围 太空水、纯净水、蒸馏水等制备; 酒类制造及降度用水; 医药、电子等行业用 水的前期制备; 化工工艺的浓缩、分离、提纯及配水制备; 锅炉补给水除盐软 水; 海水、苦咸水淡化; 造纸、电镀、印染等行业用水及废水处理。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操 作技术,30 年来取得了令人瞩目的飞速发展,已广泛应用于国民经济的各个领 域。 反渗透膜应用现状 在各种膜分离技术中,反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、 普及最广的一种。估计自 1995 年以来,反渗透膜的使用量每年平均递增 20%; 据保守的统计,1999 年工业反渗透膜元件的市场供应量为 8 英寸膜 6000 支,4 英寸膜 26000 支。2000 年和 2010 年的市场更为强劲,膜用量一年比一年有较大 幅度的提高。据估算,反渗透技术的应用已创造水处理行业全年 10 亿人民币以 上的产值。 国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水, 饮用水的市场规模次之,电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、 环保等行业的应用也形成了一定规模。 海水淡化膜应用现状及最新进展 国外已有日产水量 10 万吨级的反渗透海水淡化装置,目前正在运行的大型 卷式膜海水淡化装置的单机能力为日产水量 6000 吨。国内目前已建和在建的反 渗透海水淡化装置日产水量 350-1000 吨,国外单段反渗透海水淡化的水利用率 最高达 45%,国内目前多为 35%,另外国内渔船上装载的反渗透海水淡化膜多 用直径为 2.5 英寸的小型膜元件。目前国内批量生产海水淡化装置的公司不超过 10 家,在河北建设的日产水量 18000 吨的"亚海水"脱盐装置是国内最大的使用 海水淡化膜的反渗透装置。今后国内海水淡化膜的应用将进入一个新时期,不久 的将来,我国也会建设日产水万吨级的海水淡化装置。此外国内已开始商业生产 海水淡化反渗透膜元件。

反渗透膜在生活中的应用 在家电行业,能够坚持创新发展的企业很多,但是能够获得“国家科技进步 奖”的不多;能够保持稳定发展甚至快速增长的企业很多,但是能够为老百姓做 些实事儿的企业不多;既能获得国家高度认可又能切实为老百姓办事的企业就更 加少。而国内领先的水家电企业沁园集团就是其中一个。 今年上半年,沁园集团销售收入同比增长了 50%,利税同比增长率超过了 80%,在国内外经济普遍不景气的背景下,“沁园速度”再次令同行所瞩目。“领

先的技术水平是实现增长的基础,但作为行业的领军企业,在实现销售增长的同 时我们更关心能够为消费者做些什么?尤其是那些因为经济能力还没有喝上健 康安全水的城乡县镇的消费者。”沁园集团董事长叶建荣说。 据介绍,今年年初,由宁波沁园集团主持研究的“节能型饮用水深度处理系 列设备的研发与产业化”项目获得了国家科技进步奖。该项目的成功,使得沁园 的饮用水净化产品设备能真正实现彻底杀菌,解决了千滚水、二次污染、高能耗 等一系列问题,确保老百姓喝上健康、安全的饮用水,赢得了市场广泛的赞誉。 据悉,沁园净水器是目前行业内唯一敢将啤酒直接过滤为矿化水的品牌企业。目 前,同类产品中只有沁园能直接演示此项过滤功能。 为了让更多的消费者能喝上健康、安全的饮用水,今年以来,沁园果断启动 “惠民行动”。一是加快新产品推进速度,根据沁园集团的规划,2009 年全年, 沁园将围绕荣获国家科技进步奖的核心技术,陆续推出超过 40 余款饮用水净化 新产品。其中“末端除菌”、“即滤即饮”等技术的大部分新品实行“平民化” 价格,让更多的老百姓能享受到国家科技进步奖产品。二是加快完善销售网络布 局的步伐,从 3 月份开始,沁园启动了大规模的渠道招募活动,主要面向三四级 城市以及大中城市的居民社区,以便更多的民众了解和购买沁园产品。


相关文章:
高分子材料现状及未来发展展望
关键词 高分子材料 通用高分子材料 功能高分子材料 改性 一、高分子材料的发展史材料是人类用来制造各种产品的物质, 是人类生活和生产的物质基础, 它先于人类存在...
功能高分子材料研究进展
化学派生出高分子 化学,当时恰好处在世界经济飞跃发展的氛围中,对新材料的需求...1.2 功能高分子材料简介 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支, 它是...
功能高分子材料
本篇综述简单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及其发展现状和发展趋势。 关键词 功能高分子;材料;离子交换树脂;应用 3 第 ...
高分子材料发展情况及趋势论文
高分子材料发展情况及趋势论文_材料科学_工程科技_专业资料。有机高分子材料发展...机高分子材料概述 有机高分子材料是指区别于通用的、 具有高性能或特殊功能等...
功能高分子材料的发展现状与展望
功​能​高​分​子​材​料​的​发​展​现​状​与​展​望 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档©2014 Baidu 使用百度前必读 |...
高分子材料的应用现状与发展趋势分析
虽然功能高分子材料发展可以追述到很久以前,如光敏高分子材料和 离子交换树脂都...其先进的 设计思想被誉为材料科学史上的一大飞跃,已引起世界各国政府和多种...
功能吸附高分子材料发展现状与应用
现代环境工程材料论文 功能吸附高分子材料发展现状与应用李 伟 (太原工业学院环境...介绍了吸附性高分子材料的种类、 特点及结构与吸附性能的关系, 综述了高分子...
功能高分子材料
功能高分子材料 — 阳离子聚丙烯酰胺一概述:功能高分子材料一般指具有传递、转换...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、...
功能高分子材料的发展前景
功能高分子材料发展前景_能源/化工_工程科技_专业资料。本文介绍了功能高分子材料的定义,结构,及其构性关系,着重介绍了电磁功能高分子材料、生物医用功能高分子材料...
功能高分子材料综述
功能高分子材料论文 6页 免费 功能高分子材料综述 10页 免费 功能高分子材料综述 33页 5财富值 功能高分子材料论文 李 ... 11页 免费 功能高分子材料发展现...
更多相关标签:
功能高分子材料 | 光功能高分子材料 | 功能高分子材料ppt | 功能性高分子材料 | 功能高分子材料教案 | 功能高分子材料论文 | 新型功能高分子材料 | 功能高分子材料思考题 |