东华大学应化专业导论课程功能高分子材料

应用化学专业导论----功能高分子材料应用化学系虞鑫海功能高分子材料与通用高分子材料通用高分子材料（如塑料、橡胶、纤维）的应用主要是利用其机械性能，它们往往被称为结构材料。利用高分子材料的某些特殊功能，如离子交换、吸附、渗透、粘度、导电、发光、对环境因素（光、电、磁、热、pH值）的敏感性、催化活性等，这些结构上差异很大的高分子材料统称为功能高分子材料。在高分子学科中有时也称功能高分子（Functionalpolymers）为精细高分子(Finepolymers)。通用高分子材料南浦大桥合成纤维材料通用高分子材料合成塑料塑料座椅健身器材塑料木板床塑料桶ZEST全塑料概念车通用高分子材料合成橡胶橡胶密封圈耐油橡胶、氟胶、硅胶、聚氨酯、三元乙丙橡胶汽车轮胎KC—135空中加油机功能高分子材料•功能纤维•功能塑料•功能树脂•功能薄膜•功能涂料功能高分子材料自发光（夜光）纤维高吸水吸湿纤维纳米银抗菌纤维功能纤维运用发光原料开发出一种自发光（夜光）纤维。由于它具备常规同类纤维所有特性，而且无毒.无辐射及独特的夜光装饰.美化效果，从而开创应用纤维新领域。发光纤维吸收各种可见光10-30分钟，在暗处可持续发光4小时以上。材料不含任何放射性物质，无毒无害，稳定性和耐候性优良，原丝为白色，着色后可以有浅色比如粉红、绿色、黄色、蓝色等颜色。上海虹耀化工科技有限公司自发光（夜光）纤维疏水性合成纤维经物理变形和化学改性后，在一定条件下，在水中浸渍和离心脱水后仍能保持15%以上水分的纤维，称之为高吸水纤维；在标准温湿度条件下，能吸收气相水分，回潮率在6%以上的纤维，称之为高吸湿纤维。高吸水吸湿纤维据测试资料表明，人在静止时通过皮肤向外蒸发水分约为15g/m2.h.在运动时，有大量的汗水排出，既有液态，也有汽态，数量约为100g/m2.h。人体排出的这些汗水和汗汽，应能透过衣着而迅速扩散到大气中去，以保持皮肤表面的干爽和舒适。在排散的汗汽中，少部分是直接从织物的孔隙中排出的，称之为透湿扩散；而大部分是被织物中纤维吸附，再扩散到织物表层，通过蒸发排入大气，称之为吸湿扩散。至于人体排出的汗水，则主要通过毛细管现象吸入织物内层，进而扩散到织物的表面，称之为吸水扩散。天然纤维具有良好的吸水吸湿性能，因此穿着舒适。但是，一般的合成纤维由于其成纤聚合物分子上缺少亲水基团，吸湿性差，合纤服装穿起来使人感到闷热。天然纤维虽有很好的吸湿性，在标准温湿度条件下，棉和蚕丝的平衡吸湿率分别为8%和11%，但是，在人体大量出汗时，其吸湿速度﹑水分扩散速度和蒸发速度都不尽人意，也有不舒适感。这是因为在吸湿后，天然纤维的杨氏模量大幅度地降低，产生较大的膨润，例如棉纤维的膨润度达20%，而羊毛可达25%，这样的澎润度便堵塞了汗水渗出的孔道。要解决这一问题，合成纤维反而比天然纤维更容易些；通过对聚合物的改性﹑纺丝和织造等各种渠道，制成高吸水﹑吸湿合成纤维，使制成的衣服兼具吸水﹑吸湿﹑透气﹑干爽的特性。提高合成纤维的吸水﹑吸湿性，有如下一些方法：（1）与亲水性单体共聚，使成纤聚合物具有亲水；（2）采用亲水性单体进行接枝共聚；（3）与亲水性化合物共混纺丝；（4）用亲水性物质对纤维表面进行处理，使织物表面形成亲水层；（5）使纤维形成微孔结构；（6）使纤维表面异形。具体地讲，一般采用以下三种方法：（1）共聚法；（2）接枝共聚法；（3）制取微孔结构纤维。吸水吸湿纤维，特别是微孔结构的纤维吸水吸湿性能较优，有的甚至超过棉纤维，如日本尤尼契卡公司研制的高吸水吸湿纤维“Hygra”，其吸水能力为自重的3.5倍,它系将有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维,兼有吸水性和放水性。这种纤维的吸放湿能力和吸放湿速度均优于天然纤维，而且放湿速度比吸湿速度更快；长丝的吸水性略逊于棉纤维，而短纤维纱的吸水性却比棉胜一筹；抗静电性较好，如与涤纶组合，则抗静电性可与棉相比拟；具有良好的穿着舒适感，将“Hygra”﹑棉﹑涤纶的衬衣进行穿着对比试验，“Hygra”衣服内相对湿度远低于棉﹑涤纶，穿着舒适。因此，“Hygra”可纯纺或与其它纤维混纺，用于内衣﹑妇女衣料﹑运动衣及室内装饰物和工业用织物。又如多孔聚丙烯腈纤维的强伸度与普通腈纶相当，表观密度比普通腈纶约小1/4，可用于制作内衣﹑运动衣﹑儿童服装﹑睡衣﹑毛巾﹑浴巾﹑尿布﹑卫生巾及床上用品等，具有很高的吸湿性和透水性，而且没有粘湿感，即使吸湿后也有很好的透气性和保温性。纳米银抗菌纤维采用PET纳米银抗菌塑料母粒加工而成的，具有色着清晰，手感好，杀菌功能强等特点。（由于纳米银抗菌纤维是在纤维的生产过程中，将经过特殊加工的纳米级银系抗菌剂分散到熔体中加工而成，纤维中纳米银与细菌体内的酶蛋白结合后使其失去活性，从而抑制了细菌的再繁殖。对金黄葡萄球菌抑菌率99.9％，对大肠杆菌抑菌率99.9％。与传统的后整理方法相比，由于是在纺丝过程中将抗菌剂与纤维基体进行了充分的混合，纤维在经多次洗涤后仍具有良好的抗菌性能。）用该纳米银抗菌纤维制作的各种布料在上海SGS检测（用JISZ2801；JISL1902；AATCC100等方法）抗菌性达到99.99%。应用领域：◎广泛用于各种抗菌面料及纱线。◎民用品：内衣、外衣、运动服、祙子，鞋用纺织品，妇女卫生用品、床上用品。◎医用品：病员服，医护服饰、手术衣、手术用布、绷带、床上用品、医院窗帘。◎服务业用品：旅游业床上用品，装饰布、食品餐饮业工作服。◎产业用品：空调过滤材料、洗尘器过滤布、收音机车船用纺织品、墙布、地毯。上海沪正纳米科技有限公司Kurage光导纤维吊灯美国WelchAllyn光导纤维喉镜光导纤维内窥镜光导纤维照明光导纤维活性碳纤维滤芯采用活性碳纤维与其他辅料精制而成，它具有活性炭的高效吸附功能和微粒过滤性能，主要用于工业水的净化过滤，能有效去处水中异味及化学污染物质。应用领域：●水净化处理，食品脱色●有机溶剂过滤●化学药液、电镀液过滤●多种酸、碱性溶液，洗涤过滤●油类，油漆，油墨，感光胶片乳液过滤活性碳纤维活性碳纤维溶剂回收装置兰州瑞玛化机有限公司•应用原理活性碳纤维溶剂回收装置利用高效吸附材料-活性碳纤维(ACF)吸附能力强、吸附脱附速度快的优点来回收有机溶剂。典型的装置由送风机、空气过滤器、2个吸脱附槽、切换阀门、冷凝器及分离器等组成。脱附用水蒸气。通过阀门的切换，实现溶剂在2个吸脱附槽中的吸附和脱附，脱附后的溶剂和水蒸气进入冷凝器冷凝、分液后可得到纯净的溶剂。本装置优点：1.有机溶剂回收率高，通过合理的设计和切换时间的调整，可使溶剂回收率在99%以上；2.回收时溶剂的稳定性好，分解极少；3.应用范围广，对低浓度溶剂、聚合性单体及高沸点溶剂也能适用；4.装置体积小而紧凑，易操作、保养；5.操作费用低，与活性炭溶剂回收装置比较，风机功率为1/6，蒸汽和冷却水用量也少；6.运行操作采用全自动控制；7.安全性高。活性碳纤维的吸附热很小，且易散失，不会造成局部温度过高。本装置的性能参数回收气体苯、甲苯、二甲苯、氯代烃、醚、醇、酮等有机溶剂应用领域印刷、油漆、橡胶、火药、半导体、显像管、有机化工浓度500ppm—10000ppm；处理气量≥1000Nm³/h；溶剂回收率≥99％；操作温度室温下吸附，脱附用水蒸气；切换时间10—15分钟。活性碳纤维有机废气净化回收装置宇清化工环保产业发展中心本技术以活性碳纤维为吸附材料，辅以全自动控制手段，不仅可以对废气进行高效的净化处理，而且可以高品质地从有机废气中回收烷烃、烯烃、芳香烃、酮、醇、醛、卤代烃等有机溶剂和气体，企业应用本技术可以说是既有环境效益又有经济效益。《宇清》牌活性碳纤维有机尾气净化回收装置已在燕山石化、齐鲁石化、扬子石化、岳阳石化、荆门石化、北京化工二厂、上海氯碱股份有限公司、东北制药总厂等企业得到成功运用。1）单羧基氢型纤维（RPFC-I）：特征官能团结构3）双羧基螯合纤维（RPFC-Ⅲ，FIBANX-I）：特征官能团结构4）偕胺肟螯合纤维（RPFAC-Ⅰ）：特征官能团结构螯合纤维2）单羧基钠型纤维（RPFC-Ⅱ）：特征官能团结构5）耐酸侵蚀性纤维（RAC-I）：特征官能团结构螯合纤维是继离子交换树脂、离子交换纤维发展起来的一种新型高性能吸附材料。由于其优越的物理、化学性能而被广泛的应用于废气、废水处理，金属离子分离、富集和回收、分析等方面。螯合纤维应用及其市场发展前景螯合纤维中含有的功能基因主要有N、O、S和P等原子，这些原子具有未成键孤电子，能以一对孤电子的形式与金属离子形成配位键。因此，螯合纤维与金属离子的结合力较离子纤维更强，其选择性更高。螯合纤维的主要特点有：比表面大，约为球形树脂的100倍，甚至比大孔树脂的比表面积还要大5-6倍。螯合纤维的直径比球形树脂平均直径要小1-2个数量级。其特殊的物理形态使其与吸附质有较大的接触面积，对流体的阻力很小，扩散通道短，交换基团能充分反应。其于此，螯合纤维具有优越的动力学吸附特性，吸附快、容量大，脱附容易，对于痕量金属离子的吸附非常有效。另外，螯合纤维具有一定的力学强度，还可耐酸碱、耐热、耐溶剂，且可以多种结构形式在不同的工艺中运用，如：吸附柱、无纺布、纸、束、毡等，满足各种工艺对强度、充填密度、形态尺寸的技术要求。同时，螯合纤维对贵金属、稀土、过渡金属离子及铀具有很强的选择性及吸附性能，可以较好地应用于性质相近元素间的分离与提纯。螯合纤维最重要的应用是在含重金属离子的工业废水的处理方面。螯合纤维可有效地吸附Ag+、Au3+等贵金属离子。螯合纤维被公认为是从海水中提取U的理想材料，而其中以胺肟螯合纤维的效果为最佳。日本海洋涡流处U含量大、浓度相对高，日本已将胺肟螯合纤维成功应用于海水中提取U，并取得了理想的效果。我国海洋面积广阔，从海水中提取U市场前景十分可观，成功地从海水中提取U对我国的军事工业、电力工业将会产生积极的推进作用，其贡献将十分巨大。其次，螯合纤维对稀土元素也具有吸附能力，用盐酸羟胺溶液改性的聚丙烯腈，对稀土元素Sm3+、Nd3+、Pr3+有较强的螯合能力，其吸附量最大分别为2.99、2.86、4.11mg/g，这是以用于对稀土元素的富集和分离。8-羟基喹啉-5-磺酸螯合元素纤维，可用于痕量元素的分离富集。该纤维吸附速率快、易洗脱，与原子吸收光谱联用可测定分析天然水中痕量的Cu、Pb、Ni、Cd、Mn等元素。聚丙烯胺基硫脲螯合纤维对Au3+、Pt4+、Pd4+及Ir4+具有良好的吸附性，其吸附容量高、吸附速率快，也可应用于痕量元素的分析。螯合纤维是近年发展起来的一种新型的高技术纤维，一般可分为胺肟型、含磷、含硫及胺基螯合纤维，具有很强的选择吸附性能，主要应用于工业废水的处理、金属离子的回收与分离、痕量元素的富集与分析等、贵金属及稀土金属的回收与富集，从海水中提取U也是它的一个重要用途。尤其是它对一些金属离子的吸附选择性，更是可以运用在金属离子的分离上。随着我国经济的迅速发展，环境及可再生循环利用问题越来越受到全社会的关注，螯合纤维在这方面的应用十分重要，其市场发展前景将十分广阔，经济效益和社会效益将十分可观。按合成方法螯合纤维可以分成为两大类：一是将天然或者合成纤维通过接枝、官能团的化学转变等方法进行改性得到螯合纤维。二是将具有螯合功能或是转化为螯合基团的单体或聚合物进行共聚或是共混，再通过纺丝而得到螯合纤维。按所含螯合基团的不同，螯合纤维可分为胺肟型螯合纤维、含P、含S螯合纤维以及胺基螯合纤维等。功能塑料导电塑料角度位移传感器日本COPAL高精密导电塑料电位器J40SJ40S-精密电位器:日本COPAL线绕单圈精密电位器,长寿命,高可靠性,超低噪音.分J40S/J45S/J50S三个系列,阻值分布为:500,1K,2K,5K,10K,20K,50K;阻值公差:±5%;有效电子转角:353°±1.5°;机械转角:360°连续;旋转寿命:10,000,000转。KR-L1303导电塑料镊子导电塑料脚轮导电塑料瑞典皇家科学院决定，将2000年诺贝尔化学奖授予美国