功能高分子材料主要分類

離子交換樹脂：它是最早工業(yè)化的功能高分子材料。經(jīng)過各種官能化的聚苯乙烯樹脂，含有H 離子結(jié)構(gòu)，能交換各種陽離子的稱為陽離子交換樹脂，含有OH一離子結(jié)構(gòu)能交換各種陰離子的稱為陰離子交換樹脂。它們主要用于水的處理。離子交換膜還可以用于飲用水處理、海水淡化、廢水處理、甘露醇、檸檬酸糖液的鈍化、牛奶和醬油的脫鹽、酸的回收以及作為電解隔膜和電池隔膜。

高分子催化劑：催化生物體內(nèi)多種化學(xué)反應(yīng)的生物酶屬于高分子催化劑。它具有魔法般的催化性能，反應(yīng)在常溫、常壓下進(jìn)行，催化活性極高，幾乎不產(chǎn)生副產(chǎn)物。近十年來，國內(nèi)外多有研究用人工合成的方法模擬酶，將金屬化合物結(jié)合在高分子配體上，開發(fā)高活性、高選擇性的高效催化劑，這種高分子催化劑稱為高分子金屬催化劑。已有的研究工作表明，高分子金屬催化劑對加氫反應(yīng)、氧化反應(yīng)、硅氫加成反應(yīng)、羰基化反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)、聚合反應(yīng)等具有很高的催化活性和選擇性，而且易與反應(yīng)物分離，可回收重復(fù)使用。

導(dǎo)電高分子材料

復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是以有機高分子材料為基體,加入一定數(shù)量的導(dǎo)電物質(zhì)(如炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬氧化物等)組合而成。該類材料兼有高分子材料的易加工特性和金屬的導(dǎo)電性。與金屬相比較,導(dǎo)電性復(fù)合材料具有加工性好、工藝簡單、耐腐蝕、電阻率可調(diào)范圍大、價格低等優(yōu)點。

與金屬和半導(dǎo)體相比較，導(dǎo)電高分子的電學(xué)性能具有如下特點：

1. 通過控制摻雜度，導(dǎo)電高分子的室溫電導(dǎo)率可在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)范圍內(nèi)變化。最高的室溫電導(dǎo)率可達(dá)105S/cm，它可與銅的電導(dǎo)率相比，而重量僅為銅的1/12；

2. 導(dǎo)電高分子可拉伸取向。沿拉伸方向電導(dǎo)率隨拉伸度而增加，而垂直拉伸方向的電導(dǎo)率基本不變，呈現(xiàn)強的電導(dǎo)各向異性；

3. 盡管導(dǎo)電高分子的室溫電導(dǎo)率可達(dá)金屬態(tài)，但它的電導(dǎo)率-溫度依賴性不呈現(xiàn)金屬特性，而服從半導(dǎo)體特性；

4. 導(dǎo)電高分子的載流子既不同于金屬的自由電子，也不同于半導(dǎo)體的電子或空穴，而是用孤子、極化子和雙極化子概念描述。

應(yīng)用主要有電磁波屏蔽、電子元件(二極管、晶體管、場效應(yīng)晶體管等)、微波吸收材料、隱身材料等。

高分子功能膜的分類

(1)反滲透膜

反滲透膜主要是不對稱膜、復(fù)合膜和中空纖維膜。不對稱膜的表面活性層上的微孔很?。s2nm），大孔支撐層為海綿狀結(jié)構(gòu)；復(fù)合膜由超薄膜和多孔支撐層等組成。超薄膜很薄，只有0.4mm，有利于降低流動阻力，提高透水速率；中空纖維反滲透膜的直徑極小，壁厚與直徑之比比較大，因而不需支持就能承受較高的外壓。

反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。醋酸纖維素膜透水量大，脫鹽率高，價格便宜，應(yīng)用普遍。芳香聚酰胺膜具有優(yōu)越的機械強度，化學(xué)性能穩(wěn)定，耐壓實，能在pH值4-10的范圍內(nèi)使用。聚苯并咪唑反滲透膜則能耐高溫，吸水性好，適用于在較高溫度下的作業(yè)。反滲透裝置已成功地應(yīng)用于海水脫鹽，并達(dá)到飲用級的質(zhì)量。

海水淡化的原理是利用只允許溶劑透過，不允許溶質(zhì)透過的半透膜，將海水與淡水分隔開的。用RO(Reverse Osmosis )進(jìn)行海水淡化時，因其含鹽量較高，除特殊高脫鹽率膜以外，一般均須采用二級RO淡化。但是海水脫鹽成本較高，主要用于特別缺水的中東產(chǎn)油國，例如2012年統(tǒng)計數(shù)據(jù)世界最大的海水淡化廠就位于沙特阿拉伯。

(2)超濾膜

超濾膜是指具有從1-20nm細(xì)孔的多孔質(zhì)膜，它幾乎可以完全將含于溶液中的病毒、高分子膠體等微粒子截留分離。超濾膜的分離性能就是用它所截留物質(zhì)的分子量大小來定義的。超濾膜分離技術(shù)主要用于分離溶液中的大分子、膠體微粒。通過膜的篩分作用將溶液中大于膜孔的大分子溶質(zhì)截留，是溶質(zhì)分子與小分子溶劑分離的膜過程 。

(3)微濾膜

微濾膜是指孔徑范圍為0.01-10μm的多孔質(zhì)分離膜，它可以把細(xì)菌、膠體以及氣溶膠等微小粒子從流體中比較徹底地分離除去。流體中含有粒子的濃度不同，微濾膜的使用方式也不同。當(dāng)濃度較低時，常常使用一次性濾膜；當(dāng)濃度較高時，需要選擇可以反復(fù)使用的膜。

(4)氣體分離膜

氣體分離中常用的高分子膜，是非對稱的或復(fù)合膜，其膜表層為致密高分子層，即非多孔高分子膜。這種膜材料需要具有優(yōu)良的滲透性。

(5)催化膜

在膜反應(yīng)器中，利用膜的載體功能將催化劑固定在膜的表面或膜內(nèi)來制備催化膜。有些膜材料本身就具有催化活性。在反應(yīng)涉及加氫、脫氫、氧化以及與氧的生成有關(guān)的體系時，則常采用金屬膜、固體電解質(zhì)膜，這些膜具有選擇性透過氫和氧的能力。 隔膜催化技術(shù)有效性的主要特征是生產(chǎn)率和選擇率。生產(chǎn)率是由通過隔膜以及隔膜表面上反應(yīng)物和生成物的分離率來決定的。

高分子吸附劑

吸附性高分子材料主要是指那些對某些特定離子或分子有選擇性親和作用的高分子材料，從外觀形態(tài)上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大網(wǎng)狀樹脂幾種。吸附樹脂的吸附性不僅受到結(jié)構(gòu)和形態(tài)等內(nèi)在因素的影響，還與使用環(huán)境關(guān)系密切：溫度因素，樹脂周圍的介質(zhì).

（1）吸水性高分子

高吸水性樹脂的研究始于60年代，世界上最早開發(fā)的一種高吸水性樹脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解產(chǎn)物，即在淀粉上接枝丙烯腈然后水解而成。

通常情況下，纖維素類高吸水性樹脂的吸水能力比淀粉類樹脂低，但是吸水速度快是其特點之一，在一些特殊情況下卻是淀粉類樹脂所不能取代的。

高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)特征：

1. 分子中具有強親水性基團(tuán)，如羥基、羧基，能夠與水分子形成氫鍵；

2. 樹脂具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)；

3. 聚合物內(nèi)部具有較高的離子濃度；

4. 聚合物具有較高的分子量

（2）吸油性高分子

高吸油性樹脂是一種新型的功能高分子材料,對于不同種類的油，少則可吸自重的幾倍,多則近百倍,吸油量大、吸油速度快且保油能力強，在工業(yè)的廢液處理以及環(huán)境保護(hù)方面具有廣泛的用途。另外可作橡膠改性劑、油霧過濾材料、芳香劑和殺蟲劑的基材、紙張?zhí)砑觿┑取?

高吸油性樹脂的結(jié)構(gòu)特征：高分子之間形成一種三維的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，材料內(nèi)部具有一定微孔結(jié)構(gòu)。由于分子內(nèi)親油基的鏈段和油分子的溶劑化作用，高吸油性樹脂發(fā)生膨潤?；诮宦?lián)的存在，該樹脂不溶于油中。由此可見,交聯(lián)度和親油性基團(tuán)與高吸油性樹脂的性能有密切關(guān)系。

（3）其他高分子吸附劑

聚丙烯酰胺分類聚丙烯酰胺產(chǎn)品簡介：聚丙烯酰胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。

陰離子聚丙烯酰胺

陰離子聚丙烯酰胺（APAM）產(chǎn)品描述：陰離子聚丙烯酰胺（APAM）外觀為白色粉粒，分子量從600萬到2500萬水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有機溶劑。有效的PH值范圍為7到14，在中性堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)的特性，與鹽類電解質(zhì)敏感，與高價金屬離子能交聯(lián)成不溶性凝膠體。

工業(yè)廢水處理：對于懸浮顆粒，較出、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或堿性的污水，鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。飲用水處理：我國很多自來水廠的水源來自江河，泥沙及礦物質(zhì)含量高，比較渾濁，雖經(jīng)過沉淀過濾，仍不能達(dá)到要求，需要投加絮凝劑，投加量是無機絮凝劑的1/50，但效果是無機絮凝劑的幾倍，對于有機物污染嚴(yán)重的江河水可采用無機絮凝劑和陽離子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。陰離子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后將沉淀物經(jīng)壓濾機壓濾變成餅狀，可作飼料，酒精廠的酒精也可采用陰離子聚丙烯酰胺脫水，壓濾進(jìn)行回收。用于河水泥漿沉降。用于造紙干強劑。

用于造紙助劑、助率劑。在造紙前泵口式儲漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯酰胺可使水中填料與細(xì)小纖維在網(wǎng)上存留提高20-30%。每噸可節(jié)約紙漿20-30kg。

舉例：在洗煤過程中產(chǎn)生大量廢水，直接排放污染環(huán)境，必須沉清后循環(huán)利用，回收水中煤泥，也很有價值，但靠自然沉降，費時費力，同時水也不清。

另外，陰離子聚丙烯酰胺在制香行業(yè)的應(yīng)用也越來越受歡迎，陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品特點：具溶解性好，粘度高，韌性強，易燃無（少）煙、燃燒無異味、無毒等特點；產(chǎn)品性能穩(wěn)定，避免了其它植物膠粉和普通淀粉因產(chǎn)地、時間不同，粘結(jié)質(zhì)量參差不齊，在香業(yè)生產(chǎn)時需要反復(fù)調(diào)試配方，以免造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象；香制品外表光潔平整、成型好、不易破碎；尤其是其冷水可糊化性，無需煮糊，將物料直接混和均勻、加水?dāng)嚢杓瓤缮a(chǎn)，而且加水混合后的物料較長時間放置也不會有物料干硬無法使用的現(xiàn)象發(fā)生，有效地節(jié)約了能源和方便了生產(chǎn)操作。

使用效果：使用本產(chǎn)品做成的香坯（香制品）外觀平整、無斷裂、無霉斑，抗折力強，產(chǎn)品成色好、烘曬后不褪色，燃點時間足，可燃性好，過鐵齒盤不“斷頭”熄火，有利于蚊香有效成份的揮散率的提高及可減少成品在烘干過程中的損失，同時，可大大減輕工人的勞動強度、提高工作效率。此外，本品對環(huán)境無污染，可滿足綠色環(huán)保方面對產(chǎn)品的要求。

經(jīng)濟(jì)效益：使用本產(chǎn)品可減少原料成本5—12%,節(jié)約能耗20—30%。

陽離子聚丙烯酰胺

陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）產(chǎn)品特性：陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）外觀為白色粉粒，離子度從20%到55%水溶解性好，能以任意比例溶解于水且不溶于有機溶劑。呈高聚合物電解質(zhì)的特性，適用于帶陰電荷及富含有機物的廢水處理。適用于染色、造紙、食品、建筑、冶金、選礦、煤粉、油田、水產(chǎn)加工與發(fā)酵等行業(yè)有機膠體含量較高的廢水處理，特別適用于城市污水、城市污泥、造紙污泥及其它工業(yè)污泥的脫水處理。

用途

1. 用于污泥脫水根據(jù)污泥性質(zhì)可選用本產(chǎn)品的相應(yīng)型號，可有效在污泥進(jìn)入壓濾之前進(jìn)行污泥脫水，脫水時，產(chǎn)生絮團(tuán)大，不粘濾布，壓濾時不散，流泥餅較厚，脫水效率高，泥餅含水率在80%以下。

2. 用于生活污水和有機廢水的處理，本產(chǎn)品在配性或堿性介質(zhì)中均呈現(xiàn)陽電性，這樣對污水中懸浮顆粒帶陰電荷的污水進(jìn)行絮凝沉淀，澄清很有效。如生產(chǎn)糧食酒精廢水，造紙廢水，城市污水處理廠的廢水，啤酒廢水，味精廠廢水，制糖廢水，有機含量高 廢水、飼料廢水，紡織印染廢水等，用陽離子聚丙烯酰胺要比用陰離子、非離子聚丙烯酰胺或無機鹽類效果要高數(shù)倍或數(shù)十倍，因為這類廢水普遍帶陰電荷。

3. 用于以江河水作水源的自來水的處理絮凝劑，用量少，效果好，成本低，特別是和無機絮凝劑復(fù)合使用效果更好，它將成為治長江、黃河及其它流域的自來水廠的高效絮凝劑。

4. 造紙用增強劑及其它助劑。提高填料、顏料等存留率、紙張的強度。

5. 用于油田經(jīng)學(xué)助劑，如粘土防膨劑，油田酸化用稠化劑。

6. 用于紡織上漿劑、漿液性能穩(wěn)定、落漿少、織物斷頭率低、布面光潔。

包裝與貯存

本品無毒，注意防潮、防雨,避免陽光曝曬。 貯存期：2年,25kg紙袋（內(nèi)襯塑料袋外為貼塑牛皮紙袋）。

丙烯酰胺單體生產(chǎn)技術(shù)

丙烯酰胺單體的生產(chǎn)時以丙烯腈為原料，在催化劑作用下水合生成丙烯酰胺單體的粗產(chǎn)品，經(jīng)閃蒸、精制后得精丙烯酰胺單體，此單體即為聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料。

丙烯腈 (水催化劑/水) →合 →丙烯酰胺粗品→閃蒸→精制→精丙烯酰胺

按催化劑的發(fā)展歷史來分，單體技術(shù)已經(jīng)歷了三代：

第一代為硫酸催化水合技術(shù)，此技術(shù)的缺點是丙烯腈轉(zhuǎn)化率低，丙烯酰胺產(chǎn)品收率低、副產(chǎn)品低，給精制帶來很大負(fù)擔(dān)，此外由于催化劑硫酸的強腐蝕性，使設(shè)備造價高，增加了生產(chǎn)成本；

第二代為二元或三元骨架銅催化生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)的缺點是在最終產(chǎn)品中引入了影響聚合的金屬銅離子，從而增加了后處理精制的成本；第三代為微生物腈水合酶催化生產(chǎn)技術(shù)，此技術(shù)反應(yīng)條件溫和，常溫常壓下進(jìn)行，具有高選擇性、高收率和高活性的特點，丙烯腈的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到100%，反應(yīng)完全，無副產(chǎn)物和雜志，

產(chǎn)品丙烯酰胺中不含金屬銅離子，不需進(jìn)行離子交換來出去生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的銅離子，簡化了工藝流程，此外，氣相色譜分析表明丙烯酰胺產(chǎn)品中幾乎不含游離的丙烯腈，具有高純性，特別適合制備超高相對分子質(zhì)量的聚丙烯酰胺及食品工業(yè)所需的無毒聚丙烯酰胺。

一、按照功能分類

（1）化學(xué)功能

離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子，電子交換樹脂.

（2）物理功能

導(dǎo)電性高分子（包括電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體）、高介電性高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等.

（3）復(fù)合功能

高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等.

（4）生物、醫(yī)用功能

抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等 .

二、按照功能特性分類

1. 分離材料和化學(xué)功能材料

2. 電磁功能高分子材料

3. 光功能高分子材料

4. 生物醫(yī)用高分子材料

名稱：光功能高分子材料;photic functional polymeric material

指在光的作用下能夠產(chǎn)生物理(如光導(dǎo)電、光致變色)或化學(xué)變化(如光交聯(lián)、光分解)的高分子材料，或者在物理或化學(xué)作用下表現(xiàn)出光特性(化學(xué)熒光)的高分子材料。