智能高分子材料的研究進展-文庫吧
2025-06-04 06:30 本頁面
【正文】 狀。用作印刷材料、光記憶材料、“光驅(qū)動分子閥”和藥物緩釋劑等。某些高分子材料在化學(xué)物質(zhì)的作用下，也具有形狀記憶現(xiàn)象。它利用材料周圍介質(zhì)性質(zhì)的變化來激發(fā)材料變形和形狀回復(fù)。常見的化學(xué)感應(yīng)方式有PH變化、平衡離子置換、螯合反應(yīng)、相轉(zhuǎn)變反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)等，這類物質(zhì)有部分皂化的聚丙烯酰胺、聚乙烯醇和聚丙烯酸混合物薄膜等。該材料用于蛋白質(zhì)或酶的分離膜[[] ：]、“化學(xué)發(fā)動機”等特殊領(lǐng)域。 熱致感應(yīng)型是指在一定溫度下，即記憶溫度下，具有橡膠的特性，主要表現(xiàn)為材料的可變形性和形狀回復(fù)性，也就是材料的記憶性能。在記憶溫度下，使材料變形至所需要形狀并保持該形狀，冷卻至室溫成為堅硬固體，一旦需要，將該同型體加熱至記憶溫度，該形變體又可回復(fù)至原來的形狀，循環(huán)往復(fù)。如聚降冰片烯、反式聚異戊二烯、聚氨酯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚烯烴、聚己內(nèi)酸酯、聚酰胺、聚乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚偏氟乙烯等。高分子薄膜在智能方面研究較多的是選擇性滲透、選擇性吸附和分離等。高分子膜的智能化是通過膜的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化來實現(xiàn)的。現(xiàn)在研究的智能高分子膜主要是起到“化學(xué)閥”的作用。對智能高分子膜的研究主要集中在敏感性凝膠膜、敏感性接枝膜及液晶膜方面。制備方法可有成膜物質(zhì)功能法、表面接枝法、共混法等。智能膜根據(jù)環(huán)境刺激信號的不同可分為溫度響應(yīng)膜、pH響應(yīng)膜、分子識別響應(yīng)膜、電場響應(yīng)膜、壓力響應(yīng)膜、光響應(yīng)膜以及濕敏膜等。 溫度響應(yīng)性智能膜是指當(dāng)高分子膜所處的環(huán)境溫度發(fā)生變化時，膜的孔徑大小、滲透速率等隨之發(fā)生敏銳的響應(yīng)以及突躍性變化的分離膜，表現(xiàn)在膜的吸水量和吸溶劑量在某一溫度有突發(fā)性變化，此時的溫度稱為最低臨界溶液溫度。聚N異丙基丙烯酰胺由于對溫度的響應(yīng)速度快[[] ,20（3）：103112.]，并且其低臨界溶解溫度與人體溫度接近(約為32℃)，作為生物智能材料具有很大的應(yīng)用前景，成為近年的研究熱點。pH響應(yīng)膜是指膜的體積或膜孔徑及其滲透速率能隨環(huán)境pH、離子強度的變化而變化的分離膜。pH響應(yīng)性膜的表面接枝有或帶有可離子化的聚合物功能刷，當(dāng)介質(zhì)的pH發(fā)生變化時，可以接收質(zhì)子或釋放質(zhì)子，從而表現(xiàn)出pH響應(yīng)性能。電場敏感響應(yīng)膜是指膜的特性受電場影響而改變的高分子分離膜?？捎糜陔妶雒舾心さ母叻肿又饕袃深悾阂活愂墙宦?lián)的聚電解質(zhì)即分子鏈上帶有可離子化基團的凝膠，在此類膜中高分子鏈上的離子與其對離子在電場下受到相反方向的靜電作用，使溶劑中的離子在電場的作用下發(fā)生遷移，致使凝膠脫水或膨脹,膜孔徑也隨之發(fā)生改變；另一類是導(dǎo)電高分子，如聚噻吩、聚吡咯、聚乙炔等在進行電化學(xué)摻雜、去摻雜或化學(xué)摻雜時,聚合物的構(gòu)象會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致其體積的收縮或膨脹，進而影響膜的孔徑大小。目前，這種導(dǎo)電聚合物膜主要用于對礦物離子、蛋白質(zhì)的選擇性分離、鹽截留和藥物控釋等[[] 朱光明，黃占杰，；16（5）：416]。光敏感響應(yīng)膜是由于光輻射(光刺激)使膜材料發(fā)生體積和膜孔徑的變化，從而改變膜分離性能的高分子分離膜。在多孔膜基體上通過化學(xué)方法或物理方法固定上光敏感型智能高分子，則可以制備成光照響應(yīng)型智能膜。光敏感分子通常為偶氮苯及其衍生物、三苯基甲烷衍生物、螺環(huán)吡喃及其衍生物和多肽等。壓力響應(yīng)膜是近年來天津工業(yè)大學(xué)的肖長發(fā)等開發(fā)的一種新型功能膜，該膜的制備主要是根據(jù)熱力學(xué)相
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