吸附分离功能高分子

高分子化学0920742-10张威星吸附分离功能高分子论文摘要：简述了吸附分离功能高分子包括离子交换树脂和吸附树脂，以及这两类树脂的结构、分类，还有它们的功能。描述了离子交换树脂的质量的控制，以及这两种树脂在各个领域的应用和发展前途，而且提出了自己对吸附分离功能高分子的期望和信心。关键字：吸附分离功能高分子离子交换树脂吸附树脂相关应用结构分类化学，这个神圣的名词，为人类创造了多少价值，给我们带来了多少利益。在物质文明高速发展的今天，化学，突出地表现出了它的地位。近些年来尤其是以高分子化学更为突出，在世界范围内,高分子材料的制品属于最年轻的材料．它不仅遍及各个工业领域,而且已进入所有的家庭,其产量已有超过金属材料的趋势,将是21世纪最活跃的材料支柱．吸附分离操作在化工、轻工、炼油、冶金和环保等领域都有着广泛的应用。如气体中水分的脱除，溶剂的回收，水溶液或有机溶液的脱色、脱臭，有机烷烃的分离，芳烃的精制等。固体物质表面对气体或液体分子的吸着现象称为吸附。边界层脱离绕流物体壁面的现象称为分离。吸附和分离是紧密相连的，吸附分离是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别，即各组分在固相（吸附剂）与流体间分配不同的性质使混合物中难吸附与易吸附组分分离。适宜的吸附剂对各组分的吸附可以有很高的选择性，故特别适用于用精馏等方法难以分离的混合物的分离，以及气体与液体中微量杂质的去除。此外，吸附操作条件比较容易实现。功能高分子材料从功能上大致可分为四类：第一类是化学功能，包括离子交换、催化、光聚合、光分解、光降解等；第二类是物理功能，包括导电、热电、压电、超导、磁化、光弹性等；第三类是介于化学、物理之间的功能，包括吸附、膜分离、高吸水、表面活性等；第四类是生理功能，包括生理组织适应性，血液适应性等。下面就介绍一下关于吸附分离功能的高分子材料。高分子化学0920742-10张威星吸附分离功能高分子主要包括离子交换树脂和吸附树脂。从广义上讲，吸附分离功能高分子还应该包括高分子分离膜材料。离子交换树脂是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能——离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。吸附树脂是指具有特殊吸附功能的一类树脂。离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料，其外形一般为颗粒状，不溶于水和一般的酸、碱，也不溶于普通的有机溶剂，如乙醇、丙酮和烃类溶剂。常见的离子交换树脂的粒径为0.3～1.2nm。一些特殊用途的离子交换树脂的粒径可能大于或小于这一范围。离子交换树脂的分类方法有很多种，最常用和最重要的分类方法有以下两种（1）按交换基团的性质分类：可将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阳离子交换树脂可进一步分为强酸型、中酸型和弱酸型三种。如R—SO3H为强酸型，R—PO(OH)2为中酸型，R—COOH为弱酸型。习惯上，一般将中酸型和弱酸型统称为弱酸型。阴离子交换树脂又可分为强碱型和弱碱型两种。如R3—NCl为强碱型，R—NH2、R—NR’H和，R—NR”2为弱碱型。（2）按树脂的物理结构分类：可将离子交换树脂分为凝胶型、大孔型和载体型三类离子交换树脂。最主要的功能是离子交换，此外，它还具有吸附、催化、脱水等功能。吸附树脂的外观一般为直径为0.3～1.0mm的小圆球，表面光滑，根据品种和性能的不同可为乳白色、浅黄色或深褐色。吸附树脂的颗粒的大小对性能影响很大。粒径越小、越均匀，树脂的吸附性能越好。但是粒径太小，使用时对流体的阻力太大，过滤困难，并且容易流失。吸附树脂有许多品种，吸附能力和所吸附物质的种类也有区别。但其共同之处是具有多孔性，并具有较大的表面积。吸附树脂通常按其化学结构分为以下几类（1）非极性吸附树脂：指树脂中电荷分布均匀，在分子水平上不存在正负电荷相对集中的极性基团的树脂。代表性产品为由苯乙烯和二乙烯苯聚合而成的吸附树脂。（2）中极性吸附树脂：这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团，树脂具有一定的极性。（3）极性吸附树脂：分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基等极性基团，这些基团的极性大于酯基。（4）强极性吸附树脂：强极性吸附树脂含有极性很强的基团，如吡啶、氨基等。吸附树脂以其巨大的表面积而具有优异的吸附性为其主要功能。离子交换树脂的质量控制有很多方面的因素：（1）交换容量：离子交换树脂高分子化学0920742-10张威星的交换容量是指单位质量或单位体积树脂可交换的离子基团的数量的能力。（2）强度：交换树脂的强度用磨后圆球率来考核。（3）溶出物：溶出物是指树脂中的低聚物以及残留反应物，通常是一些可溶性的有机物。（4）粒径：离子交换树脂的颗粒大小可用粒径表示。（5）树脂的含水量。（6）比表面积、孔容、孔度、孔径和孔径分布：比表面积主要指大孔树脂的内表面积；孔容是指单位质量树脂的孔体积；孔度为树脂的孔容占树脂总体积的百分比；孔径是将树脂内孔穴近似看作圆柱形时的直径。介绍了这么多了，现在该说说吸附分离功能高分子在各行各业的应用了。对于离子交换树脂，其应用遍及各个领域。（1）水处理：水处理包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等。水处理是离子交换树脂最基本的用途之一。（2）冶金工业：离子交换是冶金工业的重要单元操作之一。在铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面，离子交换树脂均起着十分重要的作用。（3）原子能工业：离子交换树脂在原子能工业上的应用包括核燃料的分离、提纯、精制、回收等。用离子交换树脂制备高纯水，是核动力用循环、冷却、补给水供应的唯一手段。离子交换树脂还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。（4）海洋资源利用：利用离子交换树脂，可从许多海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料。在海洋航行和海岛上，用离子交换树脂以海水制取淡水是十分经济和方便的。（5）化学工业:离子交换树脂在化学实验、化工生产上已经和蒸馏、结晶、萃取和过滤一样，成为重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯，浓缩和回收等。（6）食品工业：离子交换树脂在制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛的应用。（7）医药卫生：离子交换树脂在医药卫生事业中被大量应用。如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、提纯、脱色、中和及中草药有效成分的提取等。（8）环境保护：离子交换树脂在废水，废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水，影片洗印废水、工业废气等的治理……对吸附树脂来说：（1）有机物的分离：由于吸附树脂具有巨大的比表面，不同的吸附树脂有不同的极性，所以可用来分离有机物。例如，含酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。（2）在医疗卫生中的应用：吸附树脂可作为血液的清高分子化学0920742-10张威星洗剂。这方面的应用研究正在开展，已有抢救安眠药中毒病人的成功例子。（3）药物的分离提取：在红霉索、丝裂霉素、头孢菌素等抗菌素的提取中，已采用吸附树脂提取法。由于吸附树脂不受溶液pH值的影响，不必调整抗菌素发酵液的pH值，因此不会造成酸、碱对发酵液活性的破坏。（4）在制酒工业中的应用：酒中的高级脂肪酸脂易溶于乙醇而不溶于水，因此当制备低度白酒时，需向高度酒中加水稀释。吸附分离功能高分子在当今充当着举足轻重的作用，它的地位是无法用其他产品代替的，由于我知识的有限，而且是在查阅了相当一部分资料后才了解了这么多，但是，高分子领域的研究是无止境的，还有许多的作用未被人们发现，我相信，在我们后一代的努力下，一定会将它拓展到各方各面，让它更好地为人类服务！0920742-10张威星