第十章功能高分子功能高分子:具有特殊的物理或化学性能的高分子,如吸附性能,功能高分子具有特殊的物理或化学性能的高分子,如吸附性能,具有特殊的物理或化学性能的高分子反应性能,光性能,电性能,磁性能等.反应性能,光性能,电性能,磁性能等.10.1吸附分离功能高分子吸附:吸附:液体或气体中的某些分子通过各种亲和作用结合于固体材料上.体材料上.应用:利用吸附的选择性,应用:利用吸附的选择性,可实现复杂物质体系的分离与各种成分的富集与纯化及检测.种成分的富集与纯化及检测.吸附分离功能高分子:吸附分离功能高分子:对某些特定离子或分子具有选择性吸附作用的高分子.作用的高分子.吸附分离功能高分子分类:吸附分离功能高分子分类:按吸附机理:化学吸附,物理吸附和亲和吸附高分子;按吸附机理:化学吸附,物理吸附和亲和吸附高分子;按其形态:无定形,珠状,纤维状;按其形态:无定形,珠状,纤维状;按其孔结构:微孔型(凝胶型)中孔型,大孔型等.按其孔结构:微孔型(凝胶型),中孔型,大孔型等.10.1.1吸附分离功能高分子骨架结构的合成为了保证吸附树脂在使用时不被溶解,为了保证吸附树脂在使用时不被溶解,其骨架结构通常需有一定程度的交联,定程度的交联,常常是由单乙烯基单体和多乙烯基交联单体共聚而成的交联结构,可以有无定形,珠状和纤维状三种基本形态,而成慕涣峁?可以有无定形,珠状和纤维状三种基本形态,其中珠状材料应用最为广泛.其中珠状材料应用最为广泛.成珠技术:成珠技术:悬浮聚合沉淀聚合乳液聚合50～1500m～微米级0.05～0.7m～其中以悬浮聚合的应用最为广泛.其中以悬浮聚合的应用最为广泛.无致孔剂存在下,悬浮聚合所得的交联聚合物小球为凝胶型致孔剂存在下,悬浮聚合所得的交联聚合物小球为凝胶型微孔型)凝胶型交联小球在干态时孔隙非常小,(微孔型),凝胶型交联小球在干态时孔隙非常小,只有在添加良溶剂后才会重构一定的孔隙.因此,良溶剂后才会重构一定的孔隙.因此,凝胶型交联小球常常必须在良溶剂中使用.在良溶剂中使用.如果在聚合反应过程中加入致孔剂,则可得到大孔型交联小如果在聚合反应过程中加入致孔剂,其多孔结构是永久的,在气相和不良溶剂中也可使用,球,其多孔结构是永久的,在气相和不良溶剂中也可使用,并且大孔型交联小球比凝胶型交联小球吸附能力更强,大孔型交联小球比凝胶型交联小球吸附能力更强,在进行化学改性时,更容易获得高的功能基引入率.性时,更容易获得高的功能基引入率.致孔技术:致孔技术:(I)惰性稀释剂致孔(II)线形高分子致孔10.1.2化学吸附功能高分子(1)离子交换树脂)离子交换树脂:离子交换树脂:通过离子键与各种阳离子或阴离子产生吸附作用,对相应的离子进行离子交换.对相应的离子进行离子交换.强酸型阳离子交换树脂弱酸型阳离子交换树脂强碱型阴离子交换树脂弱碱型阴离子交换树脂离子交换树脂的应用(I)清除离子如阳离子交换树脂用于清除水溶液中的阳离子,清除离子:如阳离子交换树脂用于清除水溶液中的阳离子,阴离子交换树脂用于清除水溶液中的阴离子,阴离子交换树脂用于清除水溶液中的阴离子,将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂分别装柱串联使用或混合装柱,与阴离子交换树脂分别装柱串联使用或混合装柱,可消除水中的阴离子和阳离子,用于制备去离子水,废水处理等.阴离子和阳离子,用于制备去离子水,废水处理等.(II)离子交换:利用其离子交换的可逆性,用于离子交换反应,离子交换:利用其离子交换的可逆性,用于离子交换反应,最成功的应用是离子交换色谱,最成功的应用是离子交换色谱,可以用来分离由多种离子组成的混合物.混合物.(III)酸,碱催化反应如质子型的阳离子交换树脂可作为非常碱催化反应:有效的高分子酸催化剂,有效的高分子酸催化剂,氢氧根型阴离子交换树脂则是一种性能良好的高分子碱性催化剂.良好的高分子碱性催化剂.(2)高分子螯合树脂)高分子螯合树脂的特征是在高分子骨架上连接有对金属离子具有配位功能的螯合基团.具有配位功能的螯合基团.如β-二酮螯合树脂,可以由甲基丙烯酰丙酮的聚合反应而得,二酮螯合树脂,可以由甲基丙烯酰丙酮的聚合反应而得,也可由聚乙烯醇与乙烯酮等反应而得:也可由聚乙烯醇与乙烯酮等反应而得:冠醚类螯合树脂中的冠醚结构可以在主链上,也可在侧基上,冠醚类螯合树脂中的冠醚结构可以在主链上,也可在侧基上,其中以侧链形式较多,其中以侧链形式较多,如:螯合树脂应用:螯合树脂应用:通过选择性螯合作用而实现对各种金属离子的应用浓缩和富集,可广泛地应用于分析检测,污染治理,浓缩和富集,可广泛地应用于分析检测,污染治理,环境保护和工业生产.工业生产.10.1.3物理吸附功能高分子物理吸附功能高分子:主要是一些非离子吸附树脂,物理吸附功能高分子