高分子分离膜在水处理中的应用
以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。
反渗透膜应用现状
在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20％；据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2000年和2010年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。
国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。
反渗透膜最新进展
超低压膜由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点，自1999年以来超低压膜的应用比重日益增大，这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用最为突出，大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势，目前使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨/小时。
低污染膜膜污染是反渗透应用中的最大危害。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。
带正电荷的反渗透膜现在广泛应用的低压、超低压复合膜的材质均为芳香族聚酸胺，其膜表面均带有负电荷，现已有膜厂家开发出表面带正电荷的低压复合膜，这种膜目前主要应用于制备高电阻率的高纯水系统中。日本日东电工公司生产的正电荷膜ES10C已在半导体行业的三级反渗透系统中实现10-15兆欧电阻率的高纯水；韩国现代电子公司的3个生产厂的合计最终产水800吨／小时的三级反渗透系统的产水电阻率为8-9兆欧；上海某半导体厂的170吨／小时的三级反渗透系统也达到上述指标。另外，在国内几个制药厂的
5-20吨/小时规模的两级反渗透系统中也实现了反渗透产水电阻率为1.7-3兆欧。
耐高温、食品级、卫生级反渗透膜普通水处理用反渗透膜的使用温度均为0-45摄氏度，但在需要耐90摄氏度高温杀菌的特殊场合，可使用耐高温、耐化学药品的反渗透膜。此外，各种有特殊膜元件结构的食品级或卫生级的反渗透膜也开始在国内应用。
海水淡化膜应用现状及最新进展
国外已有日产水量10万吨级的反渗透海水淡化装置，目前正在运行的大型卷式膜海水淡化装置的单机能力为日产水量6000吨。国内目前已建和在建的反渗透海水淡化装置日产水量350-1000吨，国外单段反渗透海水淡化的水利用率最高达45％，国内目前多为35％，另外国内渔船上装载的反渗透海水淡化膜多用直径为2.5英寸的小型膜元件。目前国内批量生产海水淡化装置的公司不超过10家，在河北建设的日产水量18000吨的“亚海水”脱盐装置是国内最大的使用海水淡化膜的反渗透装置。今后国内海水淡化膜的应用将进入一个新时期，不久的将来，我国也会建设日产水万吨级的海水淡化装置。此外国内已开始商业生产海水淡化反渗透膜元件。
纳滤膜及其应用
近10年来，有关纳滤膜的研究与开发十分活跃，我国大约5年前开始形成研究及应用热潮，但到目前为止，对纳滤膜的机理、特征等的认识还远不充分。学术界比较统一的解释为：纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间，其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。反渗透膜对NaCl的脱除率均在95%以上，一般将NaCl脱除率为90%以下的膜均可称为纳滤膜；反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率，而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。纳滤膜主要去除一个纳米左右的溶质粒子，截留分子量一般为100-2000。反渗透膜几乎均为聚酚胺材质，而纳滤膜的材质范围则较为广泛，有些纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的电荷性，如著名的纳滤膜ＮＴＲ一7400系统，其材质为磺化聚矾，膜表面带有较强的负电性。
在国外，纳滤膜最大的应用市场是饮用水领域，主要用于脱除三卤甲烷中间体（ＴＨＭ），异味、色度、农药、合成洗涤剂、可溶有机物、Ｃａ、Mｇ等硬度成分等。目前在饮用水领域还主要使用与反渗透膜材质相同的聚酚胺纳滤膜。影响纳滤膜在饮用水领域大量使用的限制因素中，有应用技术不足的因素，也有人们认识不足的因素。目前国内有些生产“优质饮用水”的系统是使用反渗透和超滤产品水的勾兑混合水。
超滤膜及若干新进展
超滤是应用最为广泛的膜技术之一，也是我国国产化率最高的膜品种。但因产品还不同程度地存在着品种少、质量不高的问题，影响了大面积的推广。此外，国内生产厂过小、过多，简单仿制还较严重，缺乏产量大、有实力的大企业，也制约了这一技术的发展。
目前超滤的发展趋势有：
组件大型化、高效化6英寸以上直径的、高通最大组件、集束化、设备化的超滤器已经商业化。
大膜孔径、粗中空丝的超微滤膜化这种膜元件除用传统的饮用水、污水处理外，还越来越多地应用到反渗透的预处理过程中，用超滤或超微滤膜代替传统的砂滤、活性炭、微滤是今后的一个新趋势。
卷式超滤有新发展如日本日东电工两年前推出的ＲＳ系列卷式超滤膜，该膜截留分子量为75万，膜元件圆柱体表面可进水，使用时为全地滤，不排滤水，清洗时可从产水侧加压反洗。此膜在中东已用于海水淡化装置的预处理，超滤装置的产水能力为每天13万吨。
特殊性能化在半导体超纯水，医药注射用水用途，已有耐95摄氏度高温，或耐121摄氏度高温蒸汽灭菌，可完全做到无菌、无热源的超滤膜组件。
饮用水的净化技术是人们在与污染作斗争的过程中出现的，并不断地得到发展、提高和完善。但是，随着工业的迅速发展，又给水体造成了新的污染，水中有害物质逐年增多。自第二次世界大战之后，尤其是60年代以来，不少地区饮用水水源水质日益恶化；同时，随着水质分析技术逐渐改进，水源水和饮用水中能够测得的微量污染物质的种类不断增加，使人们在饮用水的水质净化中碰到了新的问题。
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中 的应用 关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望 摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。絮凝剂主要用于污水处理。 我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。今后有待于加强开发、应用。 无机高分子絮凝剂。 近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PPS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。⑽ 有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：聚胺型-低分子量阳离子型电解质；季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。⑴ 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 天然有机高分子絮凝剂 在近代水处理中，天然高分子絮凝剂由于电荷密度较小，分子量较低，但容易发生生物降解而失去其絮凝活性，所以很少直接应用。所以要对其进行改性七十年代以来，美、英、法、日和印度等国结合本国的天然高分子资源，重视化学改性有机高分子絮凝剂的研究。目前国外大的商品高分子絮凝剂公司近130家.约生产400种不同牌号的商品絮凝剂，其中20%为
第八章高分子功能膜材料 膜是一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料，在自然界中随处可见。天然存在的膜有生物膜，膜也可以人工制作，如高分子合成膜。膜可以是均相的，也可以是非均相的；可以是对称的，也可以是非对称的；可以是固体的，也可以是液体的；可以是中性的，也可以是带电荷的。膜的厚度可从几微米到几毫米不等。 随着科学的发展，越来越多的人工合成膜相继被开发出来，应用到各个行业中，起到分离和选择透过等重要作用。高分子功能膜作为人工合成膜中的重要一员，在药物缓释、膜修饰电极、气体分离等领域表现出特殊的分离功能，并因其广阔的应用前景而受到极大的关注。本章将主要讨论高分子功能膜的分离原理，并以主要的分离膜为代表，介绍其制备方法和应用。 8,1 概述 8.1.1 高分子分离膜的分类 高分子分离膜是具有分离功能，即具有特殊传质功能的高分子材料，又称为高分子功能膜。其形态有固态，也有液态。高分子分离膜的种类和功能繁多，不可能用单一的方法来明确分类，现有的分类既可以从被分离物质的角度分，也可以从膜的形状、材料等角度分，目前主要有以下几种分类方式。 8.1.1.1 按被分离物质性质分类 根据被分离物质的性质可以将分离膜分为气体分离膜、液体分离膜、固体分离膜、离子分离膜和微生物分离膜等。 8.1.1.2按膜形态分类 根据固态膜的形状，可分为平板膜(flat membrane)、管式膜(tubular membrane)、中空纤维膜(hollow fiber)、毛细管膜以及具有垂直于膜表面的圆柱形孔的核径蚀刻膜等。液膜是液体高分子在液体和气体或液体和液体相界面之间形成的膜。 8.1.1.3按膜的材料分类 从膜材料的来源来看，分离膜可以是天然的也可以是合成的，或者是天然物质改性或再生的。不同的膜材料具有不同的成膜性能、化学稳定性、耐酸、耐碱、耐氧化剂和耐微生物侵蚀等，而且膜材料对被分离介质也具有一定的选择性。这类膜可以进一步分为以下几类。 (1)纤维素衍生物类纤维素类膜材料是研究最早、应用最多的高分子功能膜材料之一．主要有再生纤维素、硝酸纤维素、二醋酸纤维素和三醋酸纤维素、乙基纤维素等。 (2)聚烯烃类聚烯烃及其衍生物是重要的高分子聚合物，很多都可以用于制备气体分离膜，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚4-甲基-1-戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈等。 (3)聚酯类涤纶、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯这类树脂强度高、尺寸稳定性好、耐热和耐溶剂性优良，被广泛用于制备分离膜的支撑增强材料。 (4)聚酰（亚）胺类尼龙-6和尼龙-66是这一类分离膜材料的代表，常用于反渗透膜和气体分离膜的支撑底布，芳香族聚酰胺是第二代反渗透膜材料，用于中空纤维膜的制备。含氟聚酰亚胺作为具有实用前景的气体分离膜材料目前处于开发阶段。用聚酰胺类制备的膜，具有良好的分离与透过性能，且耐高压、耐高温、耐溶剂，是制备耐溶剂超滤膜和非水溶液分离膜的首选材料，缺点是耐氯性能较差。 (5) 聚砜类这类材料包括聚砜、聚醚砜、聚芳醚砜、磺化聚砜等，是高机械强度的工程塑料，具有耐酸、耐碱的优点，多用于超滤膜和气体分离膜的制备，较少用于微滤，可在80℃下长期使用，缺点是耐有机溶剂的性能较差。
水处理药剂常见的种类 让我们重点了解一下其中几种水处理剂。 一、絮凝剂 1、淀粉衍生物絮凝剂 近年来淀粉类絮凝剂在印染废水中应用也非常广泛。用过硫酸铵为引发剂，使菱角粉与丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝剂碱式氯化铝处理印染废水，浊度去除率可以达到70%以上。在淀粉与丙烯酰胺共聚两步法合成阳离子淀粉絮凝剂的基础上，进行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法改性阳离子絮凝剂CSGM的合成及性能研究，用这种絮凝剂处理毛纺厂印染废水取得了较好结果。利用生产魔芋精粉后的下脚料，以尿素作催化剂，通过磷酸盐酯化制成絮凝剂1号，对含硫化染料印染废水进行处理，当投药量120mg/L时，COD去除率68.8%，色度去除率达92%。在等以淀粉为原，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂，并用它对印染等轻工废水进行处理，研究结果表明，悬浮物、COD、色度去除率较高且产污泥量少，处理后的废水水质得到较大改善。 2、木质素衍生物 自70年代以来，国外已研究了以木质素为原料合成季胺型阳离子表面活性剂，用其处理染料废水获得了良好的絮凝效果。利用造纸蒸煮废液中木质素合成了阳离子表面活性剂，处理印染废水，结果表明，木质素阳离子表面活性剂具有良好的絮凝性能，脱色率超过90%。张芝兰等以草浆黑液中提取木质素，作为絮凝剂，并与氯化铝、聚丙烯酰胺的效果进行了比较，证实了木质素处理印染废水的优越性。雷中方等研究了从厌氧处理前后的碱法草浆黑液中提取木质素作为絮凝剂，处理印染废水，取得了较好的效果，在此基础上雷中方等又研究了木质素絮凝作用机理，证明了木质素絮凝剂是一种对高浊度、酸性废液有特效的水处理剂。 3、其它天然高分子絮凝剂 宫世国等以天然资源为主要原料，经物理、化学加工后制成两性新型复合混凝脱色剂ASD-Ⅱ对印染厂的还原、硫化、纳夫妥以及阳离子和活性染料的染色废水进行絮凝脱色实验，脱色率平均大于80%，最高达98%以上，COD去除率平均大于60%，最高达80%以上。张秋华等采用研制的羧甲基壳聚糖絮凝剂处理毛巾厂的印染废水，实验结果显示，羧甲基壳聚糖絮凝剂在废水的脱色和COD的去除效果方面，都优于常用的其它高分子絮凝剂。 二、杀菌灭藻剂 能有效地挖去藻类繁殖和粘泥增长，在不同的PH值范围内均有很好的杀菌灭藻能力，并有分散和渗透作用，能渗透并除去粘泥和剥离附着的藻类，
铸造用水溶性高分子粘结剂的研究与应用 济南鲁源铸造材料有限公司李涛摘要：水溶性高分子粘结剂具有较好的溶解性、优良的成膜性及粘合性，通过用国际上先进的物理、化学等方法对天然的水溶性高分子材料进行复合改性，满足铸造用型芯粘结剂的基本要求，且具有干强度高、蠕变性小，环保节能等优点，是一种理想的无公害铸造粘结剂。 关键词：水溶性高分子改性制芯 一、前言 水溶性高分子粘结剂因其含有亲水基团，具有很好的粘合性、成膜性、分散性等，在化学粘结剂、水处理、化学助剂等行业日益扩大。自80年代起，以α-淀粉为主的水溶性粘结材料，因其具有制备工艺简单，生产成本低廉，用于制芯具有干强度高、蠕变性小、溃散性好、旧砂复用性好等特点，特别是操作过程中清洁、节能和浇注过程中几无有害气体产生的优点，即引起铸造界的广泛关注。但由于α-淀粉用于制芯存在吸湿性强、高温强度低、比强度低等缺陷，一定程度地限制了其推广应用。济南鲁源铸造材料有限公司在多年来潜心研究充分满足型芯性能要求的淀粉类粘结材料的基础上，结合新的水溶性高分子材料加工工艺，通过将β-淀粉等多种水溶性高分子材料先进行物理、化学改性，再进行预糊化处理，并添加多种助剂以改善芯砂性能和型芯性能，成功地开发了新一代环保型制芯用粘结材料LYN型铸造用水溶性高分子粘结剂，并成功地应用于铸造生产中。
二、LYN型水溶性高分子粘结剂复合改性工艺及机理分析 1、改性机理分析： 理想的型芯粘结合剂应当具备高的干拉强度、适宜的湿压强度、良好的流动性、低的吸湿性以及良好的溃散性。玉米淀粉支链淀粉高达72%，表观DP分布400-1500，在适当的条件下可与三聚磷酸纳、氯氧化磷等交联剂发生下列反应： 淀粉—OH+HO—淀粉交联剂淀粉—O—X—O—淀粉 控制磷含量0.07～0.09%，其反应产物磷酸酯淀粉具有一定的疏水特性，且在高温下具有很好的耐热性。将磷酸酯淀粉在一定条件下进行预糊化处理即α化，淀粉显微结构发生较大改变，通过控制其反应程度，成糊粘度、比强度大提高。再将预糊化处理后的磷酸酯淀粉与拒水剂B、抗高温冲刷剂C机械混合，在型芯制作过程中充分反应，拒水剂B可形成一层拒水膜覆盖在淀粉粘结网络上，显著提高其高温强度和拒水性。经过以上处理的水溶性高分子粘结剂基本上具备了型芯粘结剂应具有的性能。 2、试验用材料 玉米淀粉（水分≤13%）、三聚磷酸钠、氯氧化磷（交联剂）、拒水剂B、抗高温冲刷剂C 3、试验设备 10kg自制膨化罐 1台 75kg/h挤压机 1台 500kg搅拌罐 1台
高分子膜材料的制备 方法 xxx级 xxx专业xxx班 学号：xxxxxxx xxx
高分子膜材料的制备方法 xxx （xxxxxxxxxxx，xx） 摘要：膜技术是多学科交叉的产物，亦是化学工程学科发展的新增长点，膜分离技术在工业中已得到广泛的应用。本文主要介绍了高分子分离膜材料较成熟的制膜方法（相转变法、熔融拉伸法、热致相分离法），而且介绍了一些新的制膜方法（如高湿度诱导相分离法、超临界二氧化碳直接成膜法以及自组装制备分离膜法等）。 关键词：膜分离，膜材料，膜制备方法 1.引言 膜分离技术是当代新型高效的分离技术，也是二十一世纪最有发展前途的高新技术之一，目前在海水淡化、环境保护、石油化工、节能技术、清洁生产、医药、食品、电子领域等得到广泛应用，并将成为解决人类能源、资源和环境危机的重要手段。目前在膜分离过程中，对膜的研究主要集中在膜材料、膜的制备及膜过程的强化等三大领域；随着膜过程的开发应用，人们越来越认识到研究膜材料及其膜技术的重要性，在此对膜材料的制备技术进行综述。 2.膜材料的制备方法 2.1 浸没沉淀相转化法 1963年，Loeb和Sourirajan首次发明相转化制膜法，从而使聚合物分离膜有了工业应用的价值，自此以后，相转化制膜被广泛的研究和采用，并逐渐成为聚合物分离膜的主流制备方法。所谓相转化法
制膜，就是配置一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变成一个三维大分子网络式的凝胶结构。相转化制膜法根据改变溶液热力学状态的物理方法的不同，可以分为一下几种：溶剂蒸发相转化法、热诱导相转化法、气相沉淀相转变法和浸没沉淀相转化法。
工业水处理药剂 水资源贫乏一直是我国面临的一大难题,尤其是近年来随着国内经济的迅速发展,用水量急剧上升,水资源的污染也日趋严重。工业水处理技术对于节约水资源、减少水污染、延长设备使用寿命等具有重要意义。因此,随着工业水处理及环境保护要求地不断提高,我国的水处理剂的品种不断丰富,性能不断提高。水处理剂品种多样,本文叙述了水处理阻垢剂和缓蚀剂的研究进展及现状,并对絮凝剂作了简要介绍。 阻垢剂 阻垢剂是一类能阻止水中致垢盐类在设备表面沉积的物质。一般认为,阻垢剂起阻垢作用是因为它对水中金属离子有螯合作用、对微晶有吸附分散作用和晶格畸变作用。 阻垢剂研究进展概述 经过半个多世纪的发展,阻垢剂的研究开发和应用已取得一定的成果。近年来,阻垢剂的品种丰富多样,在工业水处理及环保要求的推动下,阻垢剂朝着多功能、高效、环保的方向发展: 阻垢剂分类及研究现状 有机膦酸盐类有机多元膦酸盐是目前国内外产量最大、应用最广的水处理剂,具有良好的化学稳定性、耐高温性,用量少、具缓蚀作用。此外,有机多元磷酸盐对钙、镁、锌、铁等许多金属离子具有优异的螯合能力,故大量用于水处理中。 氨基三甲叉膦酸 氨基三甲叉膦酸
不易水解,耐高温,低毒或无毒,对碳酸盐的防垢效果特别好,且具有一定的缓蚀性能,可作为硬度大、矿化度高、水质条件恶劣等用水系统的阻垢剂,如工业循环冷却水、油田注水、印染用水等。 亚磷酸(或三氯化磷与铵盐、甲醛在酸性介质中一步合成的反应式如下该方法具有原料易得、合成方法简单、成本低和产品质量稳定等优点,适合工业化生产。乙二胺四甲叉膦酸乙二胺四甲叉膦酸能与铁、铜、锌、铝、钙、镁等离子中的个或多个金属离子螯合,形成立体结构的双环或多环螯合物可分散于水中,使水垢的正常结晶破坏,有效地抑制各种盐垢的生成。34$%& 化学稳定性好,在高含量时还具有缓蚀性能,可作为工业循环冷却水、锅炉用水、电厂循环水及印染行业的阻垢缓蚀剂多氨基多醚基甲叉膦酸 进入上世纪70 年代,以多氨基多醚基甲叉膦酸为代表的新型含醚有机膦酸的发展颇引人关注,由于醚键的引入使有机膦性能有了突破性进展。具有很好的钙容忍度和优异的阻垢、分散性能,它是作为优异的碳酸钙阻垢剂引入冷却水领域的。它也可以有效地控制硅垢的形成,且具有良好的对金属离子如锌、锰和铁的稳定性。业已在国外的石化、电力、油田等部门得到应用聚合物类阻垢剂聚合物阻垢剂具有阻垢效果好、热稳定性高、用量少等优点,被广泛应用于石化、化肥、电力等冷却水系统。聚合物阻垢剂经历了天然高分子聚合物、均聚物、二元及多元共聚物、环境友好聚合物 的发展历程。由于羧基是阻碳酸钙、硫酸钙垢的主要官能团,而羟基、酰胺基等有利于阻磷酸钙垢,磺酸基能有效分散金属氧化物、稳定锌和有机磷酸。因此人们利用具有不同官能团的单体或它们的不同配比,共聚成具有多种水处理功能的共聚物,从而陆续开发出了一系列二元、三元甚至四元共聚物’ 羧酸类聚合物阻垢剂羧酸类聚合物阻垢剂是丙烯酸(##、马来酸或马来酸酐,在引发剂作用下,通过均聚或与其他单体共聚形成的一类水溶性高分子化合物。该类阻垢剂中的羧基官能团对等离子具有较强的螯合能力,不仅有分散、凝聚作用,还能在无机垢结晶过程中干扰晶格的正常排列,从而起到阻垢作用
高分子水凝胶 凝胶是指溶胀的三维网状结构高分子。即聚合物分子间相互连结，形成空间网状结构，而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质。 药用的凝胶大部分是水凝胶（hydrogel），它们通过制剂的形式进入体内后吸收体液自发形成。水凝胶是指一种在水中能显著溶胀、保持大量水分的亲水性凝胶，为三维网络结构，多数水凝胶网络中可容纳高分子本身重量的数倍至数百倍的水，它不同于疏水性的高分子网络如聚乳酸和聚乙醇酸（只有有限的吸水能力，吸水量不到10%）。水凝胶中的水有两种存在状态。靠近网络的水与网络有很强的作用力，这种水在极低温度下又有冻结的和不冻结之分，而离网络比较远的水与普通水性质相似称为自由水。 影响水凝胶形成的主要因素有浓度、温度和电解质。每种高分子溶液都有一个形成凝胶的最小浓度，小于这个浓度则不能形成凝胶，大于这个浓度可加速凝胶。对温度来说，温度低，有利于凝胶，分子形状愈不对称，可胶凝的浓度越小，但也有些高分子材料加热后胶凝，低温变成溶液。电解质对胶凝的影响有促进作用也有阻止作用，其中阴离子起主要作用。 水凝胶从来源分类，可分为天然水凝胶和合成水凝胶；从性质来分类，可分为电中性水凝胶和离子型水凝胶，离子型水凝胶又可分为阴离子型、阳离子型和两性电解质型水凝胶。 根据水凝胶对外界刺激应答情况不同，水凝胶又可分为两类：①传统的水凝胶，这类水凝胶对环境的变化，如PH或温度变化不敏感；②环境敏感水凝胶，这类水凝胶对温度或PH 等环境因素的变化所给予的刺激有非常明确和显著的应答。 不同结构、不同化合物的水凝胶具有不同的物理化学性质如溶胀性、触变性、环境敏感性和黏附性等： （一）溶胀性：水凝胶在水中可显著溶胀。溶胀性是指凝胶吸收液体后自身体积明显增大的现象，这是弹性凝胶的重要特性，凝胶的溶胀可分为两个阶段：第一阶段是溶剂分子钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层，此过程很快，伴有放热效应和体积收缩现象（指凝胶体积的增加比吸收的液体体积小）；第二阶段是液体分子的继续渗透，这时凝胶体积大大增加。溶胀的大小可用溶胀度（swelling capacity）来衡量。 （二）环境敏感性：又称智能水凝胶，根据环境变化的类型不同，环境敏感水凝胶又分为如下几种类型：温敏水凝胶、PH敏水凝胶、盐敏水凝胶、光敏水凝胶、电场响应水凝胶、形状记忆水凝胶。非离子型水凝胶溶胀性只取决于聚合物的化学组成，而与外界环境无关。（三）黏附性：或称黏着或黏接等。一般指的是同种或两种不同的物体表面相黏接的现象。除非其中之一为具有黏附性的材料，或者两个表面能通过物理、化学作用而产生黏附性，否则就要用到胶黏剂。在现代新型的药物制剂中为了通过黏附作用达到长效、缓释和靶向给药的目的，往往使用聚合物水凝胶，以达到在生物体上黏附的目的。 由于水凝胶具有良好的生物相容性,对药物的释放具有缓释、控释作用及可吸水膨润等优点,引起了众多研究者的浓厚兴趣,在中药领域也逐渐得以研究应用.如把一些传统的中药散
水处理剂（全）
的下降幅度比硫酸铝小。 4）硫酸铝仅适合酸性施胶，而聚合氯化铝可以在酸性和中性环境中施胶，对系统的腐蚀明显减弱，白水的处理更加容易。 5）可加填廉价的碳酸钙填料，不仅降低了生产成本、提高了纸张的白度和耐折性，同时也克服了合成胶料（如AKD等）难以避免的缺点（如打滑、施胶度难以控制等）。 6）使用聚合氯化铝施胶，浆料的助留、助滤作用明显提高。 7）纸张性能除裂断长外，其它各项指标均不同程度地提高。 使用方法将固体产品配制成含量为10%的液体产品，在待施胶的浆料中加1.5-3.0%的液体产品，并搅拌使其与浆料充分混合即可。其用法与硫酸铝一样，用量仅为硫酸铝的三分之一，按绝干纸计算用量为2%－3%。 包装及防护本产品采用内外双层包装，内用塑料袋，外用编织袋。每包25公斤。注意事项： 1、本产品属偏酸性产品，绝对禁止同碱性物质（如漂白水、石灰等）一同存放，否则产品会失效。 2、固体产品易吸潮，应放置在干燥的地方存放。 3、在包装袋完好情况下，保质期一年。 二、聚合硫酸铁铝 产品介绍：产品名称：聚合硫酸铁铝英文名称：Poly Aluminum Ferric Sulfate (PAFS) 化学式：{Al(OH)nSO4}m{Fe2(OH)nSO4}m （n≤5，m≤10）产品概述：聚合硫酸铁铝是取代聚合硫酸铁和聚合氯化铝的一种新型、高效、快速、低耗、无毒的无机高分子絮凝剂。兼具铝盐和铁盐高效净水剂的优点，化学性质稳定，分子结构庞大，PH值的适用范围广（3－11之间），基本不受原水PH值影响，无需添加助凝剂，比铝盐和铁盐絮凝剂更具吸附力和凝聚力，絮凝矾花大，沉淀速度快，活性高，过滤性强；对水中SS、COD、BOD及色度的去除率更高，净化效果更好；对设备管线的腐蚀性更小；投加量更少，成本更低，特别是固体产品，便于运输、仓贮和保管，投加操作也更为方便。而且，聚合硫酸铁铝充分利用铁离子与铝离子的相互补偿性能,有效地避免了金属离子对净水剂使用范围的限制。产品性质：一种无机高分子聚合物，外观为白色至黄褐色透明液体或粉状固体。易溶于水，不溶于有机溶剂。水溶液呈酸性，对皮肤有腐蚀性。其有效成分为Fe、Al等形成的多核高价络离子。产品特性：1.稳定：具有稳定的化学性能，可长期存储而不变质。宜于仓储、运输和投料操作。 2.高效：投加剂量少，絮凝沉降时间短，去除SS、COD、BOD等效果显著。 3.快速：投入原水后形成的絮凝体大，沉淀速度快，活性高，过滤性好。 4.投加剂量少：与传统无机絮凝剂相比，投加剂量即用量节省约20%-50%。5.絮凝速度快：本品投入原水后数秒内即出矾花，并迅速长大下沉。 6.沉降性能好：絮凝矾花大，沉降速度快，絮凝体含水量低，沉淀泥的处理成本小。7.适应性强：无论原水浊度高低，废水污染物浓度大小，其净化效果都十分显著。8.PH适用范围较宽：对PH为3－11的体系，即不受原水PH值的影响，无需添加助凝剂，也不影响原水的PH值。9.对除硫、砷、氟和铬、汞、铅、镉、锰等重金属离子有显著作用。10.对造纸、印染等行业的废水，具有较好的脱色效果。11.可在较低温度下使用。主要用途：1.絮凝沉降，固液分离。通过电中和、吸附卷扫、桥架网捕等作用，破坏液体中胶体或悬浮粒子的稳定性，进而形成较为粗大的絮团而
高分子分离膜在水处理中的应用 早在20世纪初已有用天然高分子或其衍生物制透析、电渗析、微孔过滤膜。1953年，美国C.E.里德提出了用致密的醋酸纤维素制的膜将海水分离为水和盐，当时由于水的透过速度极小而未能实用。1960年S.洛布和S.索里拉金成功地开发了各向异性的不对称膜的制备方法。由于起分离作用的活性层极薄，流体通过膜的阻力小，从而开拓了高分子分离膜在工业上的应用。之后出现了中空纤维膜，使高分子分离膜更适于工业用途。70年代以来，气体分离膜、透过蒸发膜、液体膜以及生物医学用膜的研究，开拓了高分子分离膜应用新领域。 高分子分离膜是由聚合物或高分子复合材料制得的具有分离流体混合物功能的薄膜。膜分离过程就是用分离膜作间隔层，在压力差、浓度差或电位差的推动力下，借流体混合物中各组分透过膜的速率不同，使之在膜的两侧分别富集，以达到分离、精制、浓缩及回收利用的目的。单位时间内流体通过膜的量（透过速度）、不同物质透过系数之比（分离系数）或对某种物质的截留率是衡量膜性能的重要指标。分离膜只有组装成膜分离器，构成膜分离系统才能进行实用性的物质分离过程。一般有平膜式、管膜式、卷膜式和中空纤维膜式分离装置。 以高分子分离膜为代表的膜分离技术作为一种新型、高效流体分离单元操作技术，30年来取得了令人瞩目的飞速发展，已广泛应用于国民经济的各个领域。 反渗透膜应用现状 在各种膜分离技术中，反渗透技术是近年来国内应用最成功、发展最快、普及最广的一种。估计自1995年以来，反渗透膜的使用量每年平均递增20％；据保守的统计，1999年工业反渗透膜元件的市场供应量为8英寸膜6000支，4英寸膜26000支。2000年和2010年的市场更为强劲，膜用量一年比一年有较大幅度的提高。据估算，反渗透技术的应用已创造水处理行业全年10亿人民币以上的产值。 国内反渗透膜工业应用的最大领域仍为大型锅炉补给水、各种工业纯水，饮用水的市场规模次之，电子、半导体、制药、医疗、食品、饮料、酒类、化工、环保等行业的应用也形成了一定规模。 反渗透膜最新进展 超低压膜由于节省电耗和降低相关机械部件的压力等级引起材料费下降等优点，自1999年以来超低压膜的应用比重日益增大，这在以使用4英寸膜为主的小型装置中应用最为突出，大型装置中应用超低压膜也呈上升趋势，目前使用超低压膜的最大装置的产水量为650吨/小时。 低污染膜膜污染是反渗透应用中的最大危害。目前已有几种抗污染性能强、使用寿命长、清洗频度低且易清洗的低污染膜问世。
高分子水凝胶 那些貌似或神似刘谦小子的民间版非著名魔术师，信誓旦旦以娱乐民众为己任，在他们素常的节目单中，大多会设置以下环节：观众排排坐定，这位表演者先奉献一通似是而非的插科打诨，比如说本人自幼年起就在学着把有的东西变作没有，或者把没有的东西变作有，苦苦钻研数年，而今终于有了小成，说着说着拍拍手，让助手或者主持人上杯子，摆好了，又要了一壶水，然后往杯子里倒将下去，一边念念有词，说你可要看好了，笃悠悠把杯子倒扣过来，哇噻，竟然没有水流出耶…… 特别声明一下：该魔术十分适合朋友聚会之类，其他较为严肃的场合比如春晚或赈灾晚不建议使用，否则于全国人民面前穿帮丢脸，后果自负。 一般来说，看到以上场景我总是默默地低下头来，以免嘴角不屑的讥笑打击了表演者的自信心，因为在一个学材料专业出身的非著名观察家看来，要做到把水变没有了实在是太容易的一件事，他只需要在杯底放一片SAP就行了。SAP乃Super Absorbent Polymer 的缩写，意为超强吸水性聚合物，或者也被叫做高吸水树脂、超强吸水性高分子。别急，不必被这些名字给镇住了，得到这个听起来很高级的魔术道具其实毫不麻烦，你只要去超市买一包纸尿裤就行了。 好，暖场部分结束，还是让我们言归正传，从头来看看本文真正主角SAP的身世吧。 在早期，人类日常生活中凡涉及吸湿、吸水、止血之用，只能依赖于棉花、纸帛等天然纤维，但显然它们干的活并不那么让人满意：除却吸水量不是很大（最多也就是20倍左右）之外，还有一个非常大的缺陷，就是吸完之后，若受到压挤，液体还是会回渗出来，有时会造成意想不到的污染。 度过了漫漫长夜，对超吸水材料的呼声日渐高涨，美国农业部的Northern Regional Laboratory实验室1961年成功申请了一个专利，称他们用一种“接枝”的特殊聚合手法，做出了一种丙烯酸单体合成的高分子聚合物，它的奇妙之处是能够吸收400倍于己身质量的水！更妙的是，吸进去的水不会因为外界压力的作用而回渗。这一发明立刻吸引了全世界工业家的目光，强生、陶氏、杜邦……等巨头纷纷往上面砸钱，于是合成、加工等各项技艺都开始精进，原被寄望于改良土壤保湿性的新型功能材料进入日常民用也指日可待。而日本的商业公司为了避开美国人的专利，自行开发出另外一些其他单体合成的超吸水性聚合物，鉴于丙烯酸、丙烯酸胺、乙烯醇类单体都已经得到了较充分的开发，他们就结合原有的这些体系，在淀粉、羟甲基纤维素和丙烯酸/马来酸酐体系中下了一些功夫。1978年，UniCharm 开创性地首度将这种材料用于女用卫生巾，而1982年左右，欧洲市场上出现了加有这种材料的婴儿纸尿裤，此后UniCharm和美国的P&G都很快开始了这方面的研发。
膜材料的结构与性能 学校名称：华南农业大学 院系名称：材料与能源学院 时间：2017年2月27日
膜材料的结构与其性能之间的关系，是膜研究的重要内容。对于分离膜，其分离性能中的透过率和选择性分别依赖于膜的孔径和材料性质、被分离物的体积和性质以及二者之间的相互作用。根据材料微观和宏观结构，从以下几个层次对分离膜结构与性能之间的关系进行分析。 １.化学组成 化学元素及化学基团是物质组成的基础，决定了物质的基本性质，如氧化还原性、酸碱性、极性、溶解性和物理形态等。化学组成还决定了分离膜材料的化学稳定性，亲水性或亲油性，以及对被分离材料的溶解性等，直接影响膜的透过性、溶胀性、毛细作用等性质。在分子结构中增强极性基团，如羟基、羧基、磺酸基，膜的亲水性会改善；以氧原子、硫原子等引入到聚合物主链中，或将极性较大的基团，如三氟甲基接枝在聚合物主链上，聚合物的柔性会增加，分子量增大，在气体分离膜应用过程中有利于气体的透过。 2.高分子链段 构成高分子分离膜材料的单体和链段的结构，对聚合物的结晶性、溶解性、溶胀性等性质起主要作用，也在一定程度上影响分离膜的力学性能和热学性能。对于均聚物，单体的结构最重要，其次包括聚合度、分子量、分子量分布、分支度、交联度等。对共聚物，链段结构，如嵌段共聚、无规共聚、接枝共聚等因素直接影响分离膜的各种性质，包括立体效应和化学效应的产生。 3.高分子立体构象 聚合物分子的微观结构，多与分子间的作用力相关，如范德华、氢键力、静电力。这直接影响膜制备的粘度、溶解度，也与成膜后的力学性能和选择性密切关系。聚合物分子间作用力的增加则倾向于形成结晶度高的分离膜。 4.聚集态和超分子 聚合物高分子的排列方式和结晶度，以及晶胞的尺寸、膜的孔径和分布等因素，与膜材料的使用范围、透过性能、选择性等密切相关。高分子材料的聚集态结构和超分子结构与分离膜的制备条件和方法以及后处理工艺等更是相互联系。 5.分离膜的形态 目前常见分离膜的形态主要有管状膜、中空纤维膜、平板（平面）膜。管状分离膜便于清洗，适合连续操作和动态研究分析，多用于高浓度料液或污物较多的物料分离，缺点是能耗大，有效分离面积小；中空纤维膜的力学性能强，适合高压场合的分离操作，缺点是容易被污染且难以清洗；平板膜是宏观结构最简单的一种，适用于各种分离形式，制作简单，使用方便，成本低廉，适用性最广泛。
水溶性高分子简介 摘要：本文介绍了水溶性高分子的分类，物理性能，制造以及未来的发展前景。关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇 引言 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。是一种亲水性的高分子材料，在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。这些集团不但使得高分子有亲水性，而且还带来很多宝贵的性能，如粘合性，成膜性，润滑性，分散性，减磨性等等。 1水溶性高分子的分类 1.1天然水溶性高分子。 以天然动植物为原料，通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击，产量逐渐下降，但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。 1.2改性天然高分子。 主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点，拥有广泛的市场，因此产量很大。 1.3合成高分子。 合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类，如聚丙烯酰胺（PAM）、水解聚丙烯酰胺（HPAM））、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。 2水溶性高分子的物理性能 2.1溶解性 溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。 为了提高水溶性，一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。二是降低聚合物的结晶度。三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。
高分子水凝胶综述 摘要 在这篇综述中，笔者以高分子水凝胶为探究的领域，围绕其产生、发展、应用等诸方面，浅层次地加以论述。论文大体的探讨方式是这样：首先以高分子水凝胶的出现为基点，考察其定义的由来以及与吸水树脂之间的关系；然后以高分子水凝胶潜在应用价值的属性为导向线，对其进行分类，讨论相应的制备方法和水凝胶性能各类表征方法；接着突出强调环境敏感性水凝胶的制备及响应原理；而水凝胶实际应用及缺陷则作为最后系统概括。 关键词：高分子水凝胶应用性能制备 产生、定义与比较 高分子水凝胶的合成可以追溯到20世纪50年代后期，Wichterle和Lim合成了第一个医用甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）水凝胶[1]。对于高分子水凝胶的定义，各个文献报道的都很接近，即由带有化学或物理交联的亲水性高分子链形成的三维固体网络[2]，在水环境下高分子水凝胶能够发生吸水溶胀，甚至有的吸水能超过其自重好多倍（图1） 图1凝胶吸水溶胀前与溶胀后的比较（左侧为吸水溶胀后，右侧为吸水溶胀前）
同时，笔者发现，高分子水凝胶与吸水树脂之间的关联需要被加以认知。吸水树脂本身就是一种新型功能高分子材料，具有亲水基团，能吸收大量水分而又能保持水分不外流。当水分子通过扩散作用及毛细作用进入到树脂中时，形成的树脂即称为高分子水凝胶。也就是说，吸水树脂是高分子水凝胶的前身，且当树脂经吸水后才成为水凝胶。 此外，对于高分子水凝胶的吸水并且保水的机理也需要加以阐述。从化学结构上来分析，凝胶是分子中含有亲水性基团和疏水性基团的交联型高分子。在凝胶的交联网格里，必然存在很多疏水性基团朝外，亲水性基团朝里的结构，在这样的结构下，亲水性基团与水分子以氢键等方式进行结合，疏水性基团在外头形成的屏障可以有效地间隔不同的内亲水网格，起到容纳水分子容器的作用（图 2）。 O OH R O O H R O O H R O O H R O OH R O OH R O OH R O H H 图2 凝胶保持水分子示意图 图2中，右下侧的疏水性基团是朝内的，这表明凝胶亲水性网格结构内部也是含有非亲水性基团的；而水分子与亲水链上的氧之间形成了氢键。 此外，还能说明一个问题：理论上能够和亲水性基团之间发生水合而吸附在高分子聚合物周围的水分子，其厚度最多不过2~3层，第一层水分子是由亲水性基团与水分子形成的配位键或氢键的水合水，第二层或第三层则是水分子和水合水形成的氢键结合层，作用力随层数的增加而不断减弱。而凝胶之所以能够吸收更多的水分，原因就在于其交联网格结构。这样的结构是包裹式的，以立体三维式取代了平面式，而且链上亲水性基团的复杂交错，给容纳水分提供了优良的环境。
1、聚合氯化铝（PAC） 水处理剂聚合氯化铝简称（PAC）为无机高分子聚合物。本产品是选用优质铝酸钙粉、盐酸为原材料，精制而成。功能及用途 1、该产品可广泛用于生活饮用水，工业用水的净化。 2、反应快、耗药少。矾花大，沉降快，滤性好，可提高设备利用率、治水成本低。 3、投加过量不会产生副作用，易操作管理。对治水设备和管道无腐蚀性。适用范围本品适应水体范围pH值为4-14，但最佳处理范围pH值为6-8。处理水体适应力强，适用于各种水体的处理，并解决了其他药剂不易处理低浊度水和低温水（4℃以下）反应慢效果差的难题。 (1)、产品特性 聚合氯化铝（PAC）又名碱式氯化铝(BAC)。由一系列不同聚合度的无机高分子化合物组成，主成分 为Al13O4(OH)24(H2O) 127+高电荷聚合环链的聚合铝离子，对水中胶体及颗粒物具有高效电中和及架桥 絮凝功能，可有效去除水中浊度、色度、重金属离子及微量有机毒物。 (2)、技术指标 (3)、产品用途
生活饮用水及生产供水的处理； 工业废水的处理：如印染、皮革、造纸、冶金、重金属及食品工业等废水处理及污泥脱水； 工业生产应用：造纸施胶沉淀剂、甘油精制、精密铸造工业的硬化剂、耐火材料、陶瓷粘剂、水泥 速凝剂等。 (4)、使用方法 使用时，固体产品要溶解成水溶液投加；液体产品通常可加水稀释至Al２O3含量1%左右投加。 (5)、包装与贮存 视用户需要，可以采用玻璃钢槽罐车或塑料桶装供货。 2、聚丙烯酰胺(PAM) 物化性质：白色细砂状粉末，系水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，有良好絮凝性、增稠性、耐剪切性、分散性，可降低流体磨擦阻力、粘弹性。 主要用途 阴、非离子：工业废水，废液处理中用作助凝剂及絮凝剂。洗煤选矿，造纸工业白水回收．化学工业固液分离。 阳离子：城市污水处理厂生化污泥的脱水，油田、地质勘探、纺织、造纸工业等 使用方法 溶解本品的水应是洁净的水(如自来水)，将其配成质量浓度0.1%—0.3%(不高于0.5%)的水溶液。 溶解时将聚合物慢慢撒入水的漩涡中，应避免聚合物颗粒进入水中后互相粘连、结团。然后再搅拌一段时间，使其充分溶解，最后成为均匀、透明、粘稠的溶液，要加一小时的熟化期，保证其絮凝性能。 本品溶解及搅拌时间根据水温情况高低有所不同，一般为1小时。 包装贮运 复合编织袋内衬塑料袋包装，每袋净重15，20或25KG。
敏感性高分子及水凝胶 摘要：本文介绍了几类敏感性高分子及其水凝胶。主要包括pH 敏感水凝胶、温度敏感水凝胶、温度及pH 双重响应水凝胶、光响应水凝胶、磁场响应水凝胶等的性质及其研究进展。简要介绍了敏感性高分子及其水凝胶的性质、制备方法、应用及其发展前景。 1 引言 近年来，随着信息，生命，环境，航空航天等领域科学技术的飞速发展，人们对材料性能的要求越来越高。因此，一批性能特异的新功能材料相继问世，敏感性材料就是其中的一类。对环境具有可感知，可响应，并具有功能发现能力的高分子和水凝胶被称之为环境敏感性高分子（environment sensitive polymers）和环境敏感性水凝胶（environment sensitive hydro gels）[ 1]。与传统的高分子和水凝胶不同，这类高分子和水凝胶的某些物理或化学性质可因环境条件的变化而发生突变。因此，这类高分子也被称为“刺激响应性高分子（stimuli-responsive polymers）”、“灵巧性高分子(smart polymers)”或“智能性高分子（intelligent polymers）”,相应的水凝胶被称为“刺激响应性水凝胶（stimuli-responsive hydro gels）”、“灵巧性水凝胶（smart hydro gels）” 和“智能性水凝胶（intelligent hydro gels）”[2]。 与高分子不同，凝胶是一类可保持一定几何外形，同时具有固体和液体某些性质的胶体分散体系。它是软物质（soft materials）存在的一种重要形式，是介于固体和液体之间的一种物质形态。凝胶体系由胶凝剂（gelators）所形成的三维网络结构和固定于其中的大量溶剂组成。敏感性水凝胶[3] 是一种亲水性高分子交联网络,它能够感知外界环境的微小变化(例如温度、pH、离子强度、光、电场和磁场等) ,并通过自身体积的膨胀和收缩来响应外界的刺激. 敏感性水凝胶的上述特点使其在药物控制释放、物质分离提纯、活性酶包埋和生物材料培养等方面有广泛应用前景。 2 敏感性高分子及其水凝胶的种类和性质 1989 年，高木俊宜[4]最先提出了智能材料（intelligent materials）概念。随后，美国的Newnham 教授提出了与之类似的灵巧材料（smart materials）概 1 念。敏感性高分子和敏感性水凝胶是智能材料家族中的重要成员。 凝胶有不同的分类方法。根据溶剂的不同，凝胶分为有机凝胶（organgels）和水凝胶（hydrogels）。以适当的方式脱除溶剂后的凝胶为干凝胶（xerogels）。根据凝胶的大小不同，有（宏观）凝胶和微凝胶（microgels）之分。根据凝胶对环境条件变化响应的不同，凝胶分为传统凝胶和敏感性凝胶。根据凝胶力学性能的不同，凝胶分为弹性凝胶和刚性凝胶。同样，根据维系凝胶三维网络结构力的本性不同，凝胶分为物理凝胶和化学凝胶。 敏感性高分子水凝胶在受到刺激时，其性质会发生突变。根据刺激信号的不同，相应的水凝胶被称为化学物质敏感性水凝胶、pH 敏感性水凝胶、温敏性水凝胶、光敏性水凝胶等。敏感性水凝胶的研究涉及学科众多，具有显著的多学科交叉特点，是当今最具有挑战的高技术研究前沿领域之一。 2.1 敏感性高分子及其水凝胶的种类 2.1.1 温度敏感性高分子及其水凝胶 温敏性高分子是研究最多，也是最重要的一类敏感性高分子。这类水凝胶结构中具有一定比例的亲水性和疏水性基团，温度的变化可以影响这些基团的疏水作用和大分子链之间的氢键作用，从而改变水凝胶的网络结构，产生体积相变。温敏水凝胶有高温收缩和低温收缩两种类型[5]。 聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPA）是典型的高温收缩型水凝胶，对其响应机理的一般解释是，当温度升高时疏水相相互作用增强，使凝胶收缩。线型聚N－异丙基丙烯酸酰[PNIPAM]是一种典型的温敏性高分子，在水溶液中具有独特的热行为，其大分子链上同
摘要： 关键词： 引言： 未来人们在地球上的生活质量将在很大程度上取决于安全水的含量。作为生命之源的水正在被无情的消耗与污染。为了阻止这种趋势，许多国家都采取广泛的措施，投入大量的资源，为了阻止水污染和让污水变回较好的自然水质。（To halt this trend, many countries are taking extensive measures and investing substantial resources in order to stop the contamination of water and return at least tolerably good water quality to nature.）【1】（Wastewater treatment 【作者】Ran?el N. Kitanovi?;Vanja M. ?u?ter?i?【刊名】V ojnotehni?ki Glasnik【出版日期】2013【卷号】Vol.61【期号】No.3）而大力发展水处理剂对于实现这一目的将起着至关重要的作用。 水处理剂又称水处理化学品，是指在各种水处理中必须使用的化学品。是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂，通过使用这些化学药剂，可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前，水处理剂可分为三类:一是通用化学品：原指用于水处理的的无机化工产品，如Al2(SO4)3等;二是专用化学品：包括活性炭、离子交换树脂和有机聚合物絮凝剂等；三是配方化学品：包括缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、燃烧助剂等。【2王明慧】此类产品广泛应用于化工、冶金、化纤、制药、发电、石油开采和其它任何需应用循环冷却水的工业部门。 正文 1.中国水处理剂发展的历史 水处理行业既是一个古老的行业，又是一个新兴的行业。几百年前人们就知道用明矾可以净化水。但是以工业规模进行水的处理，并应用于现代工业和城市，使多种水经过处理后达到人类日益提高的要求，则只有五六十年的历史，在中国也只有30多年的历史。 水处理行业的形成和发展伴随着经济的快速发展和城市工业化的进程，水资源的短缺和人类环保意识的增强为水处理行业的发展壮大提供了原动力和巨大的市场。中国水处理剂的发展是随着现代水处理技术的引进而发展起来的，开发时间比发达国家晚约30年，但发展速度很快，现己形成了自主研制产业化的体系。 中国水处理剂的发展历程可分为两个阶段: 1974一1989年为第1个阶段，即引进吸收和国产化阶段，目标是建立中国水处理剂研究及制造体系; 1990一2000年为第2个阶段，是创新研发及产业化阶段。目标是建立起中国具有自主知识产权的水处理剂及技术体系。【3张玉龙，董晖主编,水处理剂配方设计与实例,中国纺织出版社,2011.05,第9页】 至今，中国己有水处理产品100种以上。各种水处理剂从产量到质量己基本满足国内需求，且部分产品出口。从技术上讲，有些产品的生产技术和性能己处于国际领先水平。 2.国内水处理剂的现状 2.22. 1我国水处理剂的品种 我国水处理药剂是在70年代引进大化肥装置后才引起重视和逐步发展起来的;此后，自行研制开发了一系列水处理剂。日前，我国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂、有机絮凝剂等几大。 2.1.1阻垢剂 70年代以来，我国在引进和消化吸收基础上开发和应用的水处理阻垢剂主要有两类，一类是有机嶙酸盐如HEDP}轻基亚乙基二嶙酸盐),EDTMP}乙