高分子薄膜材料
膜的基本功能是从物质群中有选择地透过或输送特定的物质,例如分子、离子、电子和光子等。农业生产中用的农用薄膜是由聚氯乙烯吹制而成,其功能是能透过阳光而不透气,用它建立小温室可以保持湿度、温度并得到阳光。
利用膜的分离功能,已在许多方面得到实际应用,例如:
气体透过膜 | 制富氧气体、富集氦 |
反渗透膜 | 海水淡化、超纯水制备 |
离子交换膜 | 硬水软化、电解隔膜 |
超滤膜 | 胶体分离、溶液浓缩 |
透析膜 | 人工肾 |
释放控制膜 | 缓释性药剂 |
由聚二甲基硅氧烷制成的薄膜,对不同气体透过系数不同,氧和氮的透过系数比约为2。利用这个特性可用以富集氧气,用于炼钢可提高钢铁的质量和产量,用于燃烧炉可以节约能源,热效率高,节约时间。
用醋酸纤维素膜按图5.2.1组成海水淡化的装置,因它只让水通过薄膜而不让盐通过,将左边盐水加压(>3MPa)超过海水渗透压,通过薄膜到右边的水就是淡水。海水淡化是极为重要、关系到国计民生的大工程,是摆在化学家面前的重要化学研究课题。
医用高分子材料
合成高分子材料在医疗方面的应用,近年来有很大的发展。人体的肌体随着年龄增长不可避免地走向衰老,各个器官的机能逐渐减退;另外,疾病和意外事故也会造成器官和组织的破坏和损伤。如何解决这些问题,器官移植是个理想办法,但由于人体对外来器官有排异作用,加之器官的来源和保存有很多困难,所以研究和应用人工合成的生物医学材料制作的器官,就成为医学和化学的重要课题和任务。除各种合金、陶瓷等类材料外,合成高分子材料应用和研究的面更广。
硅橡胶是指以硅原子代替碳原子合成的一类橡胶,它无毒无味、透气性好,对血液具有适应性,广泛应用于制造人工血管、心瓣膜、心脏、起搏器、气管、咽喉、食道、胆道、膀胱、角膜等器官。
作为生物医学材料的塑料,除具备一定的强度、韧性和血液相容性外,还要不被水解、不释放小分子,它在人体内外各个器官都已有应用,如表5.2.3所示。
表5.2.3 各种塑料在医学上的应用
塑料 | 医学应用实例 |
聚氨酯弹性体 | 弹性绷带、动脉瓣、心脏搏动膜、心脏起搏器 |
环氧树脂 | 牙托材料、植入体内电子器件的密封料 |
赛珞玢 | 透析膜 |
聚乙烯 | 人工关节、注射器、血液回路 |
聚丙烯 | 人工肺、人工肾、指关节、血液回路 |
聚苯乙烯 | 人工肝 |
聚甲基丙烯酸甲酯 | 人工骨、牙托、药物释放系统 |
聚乙烯醇缩醛体 | 透析膜 |
聚氯乙烯 | 人工肺、透析器、血液回路 |
聚四氟乙烯 | 人工血管 |
醋酸纤维素 | 人工肾透析膜 |