功能高分子材料

功能高分子材料HessenwasrevisedinJanuary2023《功能高分子材料》復(fù)習(xí)1、說(shuō)明離子交換樹(shù)脂的類型及作用機(jī)理試述離子交換樹(shù)脂的主要用途。：〔1〕離子交換樹(shù)脂分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩大類。能解離出陽(yáng)離子、并能與外來(lái)陽(yáng)離子進(jìn)展交換的樹(shù)脂被稱作陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；能解離出陰離子、并能與外來(lái)陰離子進(jìn)展交換的樹(shù)脂被稱作陰離子交換樹(shù)脂。三類。反響的一類樹(shù)脂。在交換過(guò)程中，樹(shù)脂失去電子，由原來(lái)的復(fù)原形式轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸问剑闹艿奈镔|(zhì)被復(fù)原。的，相互靠得較近，呈中和狀態(tài)。但遇到溶液中的離子時(shí)，卻能起交換作用。樹(shù)脂使用后，只需大量的水淋洗即可再生，恢復(fù)到樹(shù)脂原來(lái)的形式。熱再生樹(shù)脂。在同一樹(shù)脂骨架中帶有弱酸性和弱堿性離子交換基團(tuán)。螯合樹(shù)脂。用途：〔1〕水處理。水處理包括水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和高純水的制備等。冶金工業(yè)。離子交換是冶金工業(yè)的重要單元操作之一，離子交換樹(shù)脂還可用于選礦?！?〕原子能工業(yè)。利用離子交換樹(shù)脂對(duì)核燃料進(jìn)展分別、提純、精制、回收等。離子交換樹(shù)脂還是原子能工業(yè)廢水去除放射性污染處理的主要方法。〔4〕海洋資源利用。利用離子交換樹(shù)脂，可從很多海洋生物中提取碘、溴、鎂等重要化工原料。〔5〕化學(xué)工業(yè)。離子交換樹(shù)脂普遍用于多種無(wú)機(jī)、有機(jī)化合物的分別、提純，濃縮和回收等。離子交換樹(shù)脂用作化學(xué)反響催化劑，可大大提高催化效率?！?〕食品工業(yè)。離子交換樹(shù)脂在制糖、釀酒、煙草、乳品、飲料、調(diào)味品等食品加工中都有廣泛的應(yīng)用。〔7〕醫(yī)藥衛(wèi)生。離子交換樹(shù)脂在醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)中被大量應(yīng)用。〔8〕環(huán)境保護(hù)。離子交換樹(shù)脂在廢水，廢氣的濃縮、處理、分別、回收及分析檢測(cè)上都有重要應(yīng)用。2、按膜的功能簡(jiǎn)述高分子分別膜的分類及其分別機(jī)理。2、按膜的功能簡(jiǎn)述高分子分別膜的分類及其分別機(jī)理。膜〕〔包括濃差能量轉(zhuǎn)化膜、光能轉(zhuǎn)化膜、機(jī)械能轉(zhuǎn)化膜、電能轉(zhuǎn)化膜，導(dǎo)電膜〕生物功能膜〔包括探感膜、生物反響器、醫(yī)用膜〕側(cè)集中到另一側(cè)，再離開(kāi)膜。3、高吸水性樹(shù)脂為什么能大量吸水并保水3、高吸水性樹(shù)脂為什么能大量吸水并保水空間網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，這種特別的化學(xué)構(gòu)造和網(wǎng)狀構(gòu)造，使其吸水方式既有物理吸附，又有化學(xué)吸附和網(wǎng)絡(luò)吸附，因此它具有奇特的吸水力量。4、試分析影響高吸水性樹(shù)脂吸水力量的因素。答：一，交聯(lián)度：交聯(lián)度要適中，未經(jīng)交聯(lián)一般不具備吸水性，交聯(lián)度過(guò)高又會(huì)抑制吸水性。二，水解度：高吸水性樹(shù)脂的吸水率一般隨水解度的增加而增加，但水解度過(guò)高，交聯(lián)劑局部也將發(fā)生水解而斷裂，使樹(shù)脂的網(wǎng)格受到破親水的羧酸鹽基團(tuán)的解離，另—方面由于鹽效應(yīng)而使原來(lái)在水中應(yīng)擴(kuò)張的網(wǎng)格收縮，與水分子的親和力降低。5SAP。通過(guò)毛細(xì)管吸附和分散作用吸水。通過(guò)毛細(xì)管吸附和分散作用吸水。水分子通過(guò)氫鍵與樹(shù)脂的親水基團(tuán)作用,親水基團(tuán)離解,離子之間的靜電排斥力使樹(shù)脂的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張。隨著吸水量的增大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外的滲透壓差趨向于零；而網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張的同衡。6、對(duì)醫(yī)用高分子材料的根本要求〔簡(jiǎn)潔分析〕。下七個(gè)方面性能：分解過(guò)程中，不應(yīng)產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物。炎癥或組織畸變，嚴(yán)峻的可引起全身性反響。量及其分布、分子鏈構(gòu)象、聚攏態(tài)構(gòu)造、高分子材料中所含的雜質(zhì)、殘留單體、添加劑都可能與致癌因素有關(guān)。要的。求植入體內(nèi)的高分子材料，不會(huì)很快失去原有的機(jī)械強(qiáng)度。學(xué)滅菌、γ射線滅菌。器的高分子材料應(yīng)具有優(yōu)良的成型性能。7、電致發(fā)光高分子材料的構(gòu)造，原理及其應(yīng)用構(gòu)造：有機(jī)、聚合物薄膜EL構(gòu)造：有機(jī)、聚合物薄膜EL器件是通過(guò)電子、空穴載流子的注入和復(fù)合而發(fā)光的器件的構(gòu)造包括單層和多層兩大類。單層EL器件由陰極、放射層和陽(yáng)極組成。為了提高載流子的注入效率和發(fā)光效率在陰極或陽(yáng)極與放射層之問(wèn)參加電子輸運(yùn)層或空穴輸運(yùn)層，從而得到了雙層或多層EL器件原理:1.載流子的注入從陰極和陽(yáng)極注入。2.載流子的遷移電子和空穴分別向發(fā)光層遷移。3.載流子的空穴和遷移電子在發(fā)光層中相遇復(fù)合并產(chǎn)生激子。4.5.電致發(fā)光激發(fā)態(tài)能量通過(guò)輻射耗散產(chǎn)生光子釋放出光能。料和磷光染料8、設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，制備苯乙烯系強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。1gBPO80g20g〔50％〕的混合單體70958～10h，100～100g95～100℃5～10h。反響完畢后，蒸去溶劑，過(guò)剩的硫酸用水漸漸洗去。然后用氫氧化鈉處理，使之轉(zhuǎn)換成Na9、造紙廠的廢水中通常含有短鏈纖維，無(wú)機(jī)堿，有機(jī)小分子和水，請(qǐng)結(jié)合膜分離設(shè)計(jì)一個(gè)合理的分別工藝。2.用納濾膜分別出有機(jī)小分子；3.用反滲透膜分別出無(wú)機(jī)堿和水。10、簡(jiǎn)述熱再生樹(shù)脂的工作原理。

20～25℃R COOH + R”NR””+NaCl

R COONa+ R”NR””HCl熱再生樹(shù)脂的工作2理如下：

70～80℃ 2在室溫下，樹(shù)脂與鹽溶液接觸，反響向右進(jìn)展，羧酸基中的H+轉(zhuǎn)移到ClH+構(gòu)成鹽。80℃左右時(shí)，水的H+OH－離子抑制了樹(shù)脂原來(lái)的解離，使樹(shù)脂中交換基團(tuán)構(gòu)成的鹽的水解，從而平衡向左移動(dòng)，似乎外加了酸或堿一樣，到達(dá)了再生的目的。11、功能高分子材料的化學(xué)制備方法通常有功能單體的高分子化和高分子材料的功能化兩種方式，簡(jiǎn)述各自的優(yōu)缺點(diǎn)。，生產(chǎn)的聚合物構(gòu)造可以通過(guò)小分子分析和聚合機(jī)理加以測(cè)定，產(chǎn)物的穩(wěn)定性較好。的因素。過(guò)對(duì)高分子材料的選擇，使得到的功能高分子材料機(jī)械性能比較有保障。缺點(diǎn)：共混物不夠穩(wěn)定，在使用條件下〔如溶脹、成膜等〕功能聚合物簡(jiǎn)潔由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。式簡(jiǎn)要描述〕。

SOH2O

〔以反響方程32依據(jù)交換基團(tuán)HS3l,CH4l2陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂兩大類S2

分強(qiáng)、弱兩種類型。主要功能有離子交換功能、吸附功能、脫水功能、催化功能等。苯乙烯與二乙烯苯共聚再經(jīng)過(guò)磺化反響和中和反響得到強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)C2

CH2 CH CH2 CH CH2 CHCH3OCH2ClZnCl2

+CH 3OH2CH CH2

CH2

CH2Cl樹(shù)脂。13、闡述高吸水性樹(shù)脂的吸水和保水機(jī)理，以及影響吸水性能的主要因素。接觸時(shí)，會(huì)相互作用形成各種水合狀態(tài)。熱運(yùn)動(dòng)受到限制，不易重從網(wǎng)格中逸出，因此，具有良好的保水性。影響因素：交聯(lián)度：〔高吸水性樹(shù)脂在未經(jīng)交聯(lián)前，一般是水溶性的，不具備吸水性或吸水性很低，因此通常需要進(jìn)展交聯(lián)，交聯(lián)密度過(guò)高對(duì)吸水性并無(wú)好處。交聯(lián)密度過(guò)高，一方面，網(wǎng)格太小而影響水分子的滲透，另一方面，橡膠彈性的作用增大，也不利于水分子向網(wǎng)格內(nèi)的滲透，因此造成吸水力量的降低。〕水解度：〔高吸水性樹(shù)脂的吸水率一般隨水解度的增加而增加。當(dāng)水解度高于肯定數(shù)值后，吸水率反而下降。這是由于隨著水解度的增加，親水性基團(tuán)的數(shù)目固然增加，但交聯(lián)劑局部也將發(fā)生水解而斷裂，使樹(shù)脂的網(wǎng)格受到破壞，從而影響吸水性?！潮晃旱膒H值與鹽分：〔高吸水性樹(shù)脂是高分子電解質(zhì)，水中鹽類物質(zhì)的存親水的羧酸鹽基團(tuán)的解離，另一方面由于鹽效應(yīng)而使原來(lái)在水中應(yīng)擴(kuò)張的網(wǎng)格收縮，與水分子的親和力降低，因此吸水率降低?！场苍跇?shù)脂的化學(xué)組成、交聯(lián)度等因素都確定之后。高吸水性樹(shù)脂的吸水速度主要受其形態(tài)所影響，樹(shù)脂的外表積越大，吸水速度也越快?！?4、寫(xiě)出相轉(zhuǎn)化法制備高分子分別膜的流程圖，并簡(jiǎn)述膜分別的可能機(jī)理。分別的膜過(guò)程。)超濾 的核心部件是超濾膜，分別截留的原理為篩分，小于孔徑的微粒隨溶劑一起透過(guò)膜上的微孔，而大于孔徑的微粒則被截留。)學(xué)位之差，表現(xiàn)為水的滲透壓。隨著水的滲透，高濃度水溶液一側(cè)的液面升高，壓力增大。當(dāng)液面上升至肯定時(shí)，滲透到達(dá)平衡，兩側(cè)的壓力差就稱為滲透壓。滲透過(guò)程到達(dá)平衡后，水不度差為傳質(zhì)動(dòng)力，使料液中待分別溶質(zhì)在膜內(nèi)相富集濃縮，分別待分別物質(zhì)?！炒蠓肿游镔|(zhì)的一種液液分別方法〕程。〕在直流電場(chǎng)的作用下，以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇過(guò)電滲析實(shí)現(xiàn)鹽的電解，制備氯氣和氫氧化鈉等?！巢⒕植空舭l(fā)，從而到達(dá)分別目的的一種膜分別方法。)15.蓮花效應(yīng)〔論述〕蓮花效應(yīng)主要是指蓮花外表具有超疏水以及自潔的特性。由于蓮葉具有疏水、不吸水的外表，落在葉面上的雨水會(huì)因外表張力的作用形成水珠。在外表張力作用下，水與超疏水外表會(huì)有一接觸角 ,水與葉面的接觸角(contactangle)會(huì)大于140度，只要葉面略微傾斜，水珠就會(huì)滾離葉面。因此，即使經(jīng)過(guò)一場(chǎng)傾盆大雨，蓮葉的外表總是能保持枯燥;滾動(dòng)的水珠會(huì)順便把一些灰塵污泥的顆粒一起帶走，到達(dá)自我干凈的效果，這就是蓮花總是能一塵不染的緣由。形象地說(shuō)，在荷葉葉面上布滿著一個(gè)挨一個(gè)隆起的“小山包”，它上面長(zhǎng)滿絨毛，在“山包”