高分子薄膜材料
膜的基本功能是從物質(zhì)群中有選擇地透過或輸送特定的物質(zhì),例如分子、離子、電子和光子等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用的農(nóng)用薄膜是由聚氯乙烯吹制而成,其功能是能透過陽光而不透氣,用它建立小溫室可以保持濕度、溫度并得到陽光。
利用膜的分離功能,已在許多方面得到實際應(yīng)用,例如:
氣體透過膜 | 制富氧氣體、富集氦 |
反滲透膜 | 海水淡化、超純水制備 |
離子交換膜 | 硬水軟化、電解隔膜 |
超濾膜 | 膠體分離、溶液濃縮 |
透析膜 | 人工腎 |
釋放控制膜 | 緩釋性藥劑 |
由聚二甲基硅氧烷制成的薄膜,對不同氣體透過系數(shù)不同,氧和氮的透過系數(shù)比約為2。利用這個特性可用以富集氧氣,用于煉鋼可提高鋼鐵的質(zhì)量和產(chǎn)量,用于燃燒爐可以節(jié)約能源,熱效率高,節(jié)約時間。
用醋酸纖維素膜按圖5.2.1組成海水淡化的裝置,因它只讓水通過薄膜而不讓鹽通過,將左邊鹽水加壓(>3MPa)超過海水滲透壓,通過薄膜到右邊的水就是淡水。海水淡化是極為重要、關(guān)系到國計民生的大工程,是擺在化學(xué)家面前的重要化學(xué)研究課題。
醫(yī)用高分子材料
合成高分子材料在醫(yī)療方面的應(yīng)用,近年來有很大的發(fā)展。人體的肌體隨著年齡增長不可避免地走向衰老,各個器官的機能逐漸減退;另外,疾病和意外事故也會造成器官和組織的破壞和損傷。如何解決這些問題,器官移植是個理想辦法,但由于人體對外來器官有排異作用,加之器官的來源和保存有很多困難,所以研究和應(yīng)用人工合成的生物醫(yī)學(xué)材料制作的器官,就成為醫(yī)學(xué)和化學(xué)的重要課題和任務(wù)。除各種合金、陶瓷等類材料外,合成高分子材料應(yīng)用和研究的面更廣。
硅橡膠是指以硅原子代替碳原子合成的一類橡膠,它無毒無味、透氣性好,對血液具有適應(yīng)性,廣泛應(yīng)用于制造人工血管、心瓣膜、心臟、起搏器、氣管、咽喉、食道、膽道、膀胱、角膜等器官。
作為生物醫(yī)學(xué)材料的塑料,除具備一定的強度、韌性和血液相容性外,還要不被水解、不釋放小分子,它在人體內(nèi)外各個器官都已有應(yīng)用,如表5.2.3所示。
表5.2.3 各種塑料在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
塑料 | 醫(yī)學(xué)應(yīng)用實例 |
聚氨酯彈性體 | 彈性繃帶、動脈瓣、心臟搏動膜、心臟起搏器 |
環(huán)氧樹脂 | 牙托材料、植入體內(nèi)電子器件的密封料 |
賽珞玢 | 透析膜 |
聚乙烯 | 人工關(guān)節(jié)、注射器、血液回路 |
聚丙烯 | 人工肺、人工腎、指關(guān)節(jié)、血液回路 |
聚苯乙烯 | 人工肝 |
聚甲基丙烯酸甲酯 | 人工骨、牙托、藥物釋放系統(tǒng) |
聚乙烯醇縮醛體 | 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 |
醋酸纖維素 | 人工腎透析膜 |