第七章功能高分子材料概论.docx

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第七章功能高分子材料概论

第七章功能高分子材料概论

第一节功能高分子基本概念

一、高分子材料发展史

15世纪  美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。

1839年  美国人CharlesGoodyear发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它变为富有弹性、可塑性的材料。

1869年美国人JohnWesleyHyatt把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”。

1887年法国人CountHilairedeChardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。

1909年美国人LeoBaekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料——酚醛树酯。

1920年德国人HermannStaudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出：

高分子物质通过化学键连接在一起的大分子化合物。

1926年美国化学家WaldoSemon合成了聚氯乙烯，并于1927年实现了工业化生产。

1932年HermannStaudinger总结了自己的大分子理论，出版了划时代的巨著《高分子有机化合物》成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。

1935年杜邦公司基础化学研究所有机化学部的WallaceH.Carothers合成出聚酰胺66，即尼龙。

尼龙在1938年实现工业化生产。

1930年德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。

1940年英国人T.R.Whinfield合成出聚酯纤维（PET）。

1948年PaulFlory建立了高分子长链结构的数学理论。

1953年德国人KarlZiegler与意大利人GiulioNatta分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。

1955年美国人利用齐格勒-纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。

1956年Szwarc提出活性聚合概念。

高分子进入分子设计时代。

1970年以后高分子合成新技术不断涌现，高分子新材料层出不穷。

二、高分子基本概念

高分子又称聚合物（Polymer）、高聚物（Highpolymer）、大分子（Macromolecule），分子量一般大于1000。

而分子量较低（<10000）的低聚物称为齐聚物，寡聚物。

根据聚合物结构类型，可将聚合物分为线型（LinearPolymer）、支化型（BranchedPolymer）、交联型（CrosslinkedPolymer）、星型及树状（StarPolymer、Dendrimer），见图7-1。

高分子学科包括高分子化学（Polymerchemistry）、高分子物理（Polymerphysics）、高分子工艺学（Polymertechnology）。

高分子化学主要研究高分子合成机理、结构设计、控制方法。

高分子物理主要研究高分子物理性质、结构与性能的关系。

高分子工艺学主要研究高分子合成工艺、加工工艺。

三、功能高分子材料

1．功能材料的概念

功能材料是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。

在国外，常将这类材料称为功能材料（FunctionalMaterials）、特种材料（SpecialityMaterials））或精细材料（FineMaterials）。

功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能，磁功能，分离功能，形状记忆功能等。

这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。

材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。

如对于导电聚合物来说，它一般具有长链共轭双键；金属结构中由于弹性马氏体相变能产生记忆效应，因此出现了形状记忆合金；压电陶瓷晶体必须有极轴等。

功能高分子的特点是用途特殊，专一性强；.品种多，用量不大；.质量轻（与其它功能材料相比）；制备途径多，可设计性强。

2．功能材料的分类

随着技术的发展和人类认识的扩展，新型的功能材料不断被开发出来，因此对其也产生了许多不同的分类方法。

从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下四类。

（1）力学功能

主要是指强化功能材料和弹性功能材料，如高结晶材料、超高强材料等。

（2）化学功能

①分离功能材料：

如分离膜，离子交换树脂、高分子络合物；

②反应功能材料；如高分子试剂、高分子催化剂；

③生物功能材料：

如固定化菌，生物反应器等。

（3）物理化学功能

①电学功能材料：

如超导体，导电高分子等；

②光学功能材料：

如光导纤维、感光性高分子等；

③能量转换材料：

如压电材料、光电材料。

（4）生物化学功能

①医用功能材料：

人工脏器用材料如人工肾、人工心肺，可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等；

②功能性药物：

如缓释性高分子，药物活性高分子，高分子农药等；

③生物降解材料

对于功能高分子来讲，功能高分子材料有反应型高分子材料、电活性高分子材料、高分子分离膜材料、医药用功能高分子材料、光敏高分子材料。

反应型高分子是在有机合成和生物化学领域的重要成果，已经开发出众多新型高分子试剂和高分子催化剂应用到科研和生产过程中，在提高合成反应的选择性、简化工艺过程以及化工过程的绿色化方面做出了贡献。

更重要的是由此发展而来的固相合成方法和固定化酶技术开创了有机合成机械化、自动化、有机反应定向化的新时代，在分子生物学研究方面起到了关键性作用。

电活性高分子材料的发展导致了导电聚合物，聚合物电解质，聚合物电极的出现。

此外超导、电致发光、电致变色聚合物也是近年来的重要研究成果，其中以电致发光材料制作的彩色显示器已经被日本和美国公司研制成功，有望成为新一代显示器件。

此外众多化学传感器和分子电子器件的发明也得益于电活性聚合物和修饰电极技术的发展。

高分子分离膜材料与分离技术的发展在复杂体系的分离技术方面独辟蹊径，开辟了气体分离、苦咸水脱盐、液体消毒等快速、简便、低耗的新型分离替代技术，也为电化学工业和医药工业提供了新型选择性透过和缓释材料。

目前高分子分离膜在海水淡化方面已经成为主角，已经拥有制备18万吨/日纯水设备的能力。

医药用功能高分子是目前发展非常迅速的一个领域，高分子药物、高分子人工组织器官在定向给药、器官替代、整形外科和拓展治疗范围方面做出了相当大的贡献。

光敏高分子化学，在光聚合、光交联、光降解、荧光以及光导机理的研究方面都取得了重大突破，特别在过去20多年中有了飞快发展，并在工业上得到广泛应用。

比如光敏涂料、光致抗蚀剂、光稳定剂、光可降解材料、光刻胶、感光性树脂、以及光致发光和光致变色高分子材料都已经工业化。

近年来高分子非线性光学材料也取得了突破性进展。

功能材料按其功能的显示过程又可分为一次功能材料和二次功能材料。

一次功能是指当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的作用。

材料的这种功能称为一次功能。

以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。

一次功能主要有下面的八种。

①力学功能。

如惯性、粘性、流动性、润滑性、成型性、超塑性、恒弹性、高弹性、振动性和防震性。

②声功能。

如隔音性、吸音性。

③热功能。

如传热性、隔热性、吸热性和蓄热性等。

④电功能。

如导电性、超导性、绝缘性和电阻等。

⑤磁功能。

如硬磁性、软磁性、半硬磁性等。

⑥光功能。

如遮光性、透光性、折射光性、反射光性、吸光性、偏振光性、分光性、聚光性等。

⑦化学功能。

如吸附作用、气体吸收性、催化作用、生物化学反应、酶反应等。

⑧其他功能。

如放射特性、电磁波特性等。

二次功能是指当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或高次功能。

有人认为这种材料才是真正的功能材料。

二次功能按能量的转换系统可分为如下四类。

①光能与其他形式能量的转换

如光合成反应、光分解反应、光化反应、光致抗蚀、化学发光，感光反应，光致伸缩，光生伏特效应和光导电效应。

②电能与其他形式能量的转换

如电磁效应、电阻发热效应、热电效应、光电效应、场致发光效应、电化学效应和电光效应等。

③磁能与其他形式能量的转换

如光磁效应、热磁效应、磁冷冻效应和磁性转变效应等。

④机械能与其他形式能量的转换。

如形状记忆效应、热弹性效应、机械化学效应、压电效应、电致伸缩、光压效应、声光效应、光弹性效应和磁致伸缩效应等。

3．功能高分子材料的制备方法

功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。

功能高分子材料的制备主要有以下二种基本类型：

①功能性小分子固定在骨架材料上

功能性小分子的高分子化主要包括功能性小分子单体直接发生聚合反应和功能性小分子通过聚合包埋与高分子材料结合两种方式。

功能性小分子的高分子化的优点是生成的功能高分子功能基分布均匀；聚合物结构可以通过聚合机理预先设计；产物的稳定性较好。

其缺点是在功能性小分子中需要引入可聚合基团，而这种引入常常需要复杂的合成反应；要求在反应中不破坏原有结构和功能；当需要引入的功能基稳定性不好时需要加以保护；有时引入功能基后对单体聚合的活性会有影响。

功能性小分子单体直接发生聚合反应是通过在功能性小分子中引入可聚合基团得到单体，然后进行均聚或共聚反应生成功能聚合物这些可聚合功能性单体中的可聚合基团一般为双键、羟基、羧基、氨基、环氧基、酰氯基、吡咯基、噻吩基等基团。

其发生反应主要类型有加成聚合反应，开环聚合反应，缩聚反应以及氧化偶合反应。

如丙烯酸分子中带有双键，同时又带有活性羧基。

经过自由基均聚或共聚，即可形成聚丙烯酸及其共聚物，可以作为弱酸性离子交换树脂、高吸水性树脂等应用。

这是带有功能性基团的单体聚合制备功能高分子的简单例子。

将含有环氧基团的低分子量双酚A型环氧树脂与丙烯酸反应，得到含双键的环氧丙烯酸酯，这种单体在制备光敏高分子材料方面有广泛的应用。

除了单纯的连锁聚合和逐步聚合之外，采用多种单体进行共聚反应制备功能高分子也是一种常见的方法。

特别是当需要控制聚合物中功能基团的分布和密度时，或者需要调节聚合物的物理化学性质时，共聚可能是最行之有效的解决办法。

功能性小分子通过聚合包埋与高分子材料结合是利用生成高分子的束缚作用将功能性小分子以某种形式包埋固定在高分子材料中来制备功能高分子材料。

在聚合反应之前，向单体溶液中加入小分子功能化合物，在聚合过程中小分子被生成的聚合物所包埋。

在高分子药物、固定化酶的制备方面有独到的优势。

用这种方法得到的功能高分子材料，聚合物骨架与小分子功能化合物之间没有化学键连接，固化作用通过聚合物的包络作用来完成。

这种方法制备的功能高分子类似于用共混方法制备的高分子材料，但是均匀性更好。

此方法的优点是方法简便，功能小分子的性质不受聚合物性质的影响，因此特别适宜酶等对环境敏感材料的固化。

缺点是在使用过程中包络的小分子功能化合物容易逐步失去，特别是在溶胀条件下使用，将加快固化酶的失活过程。

例如，维生素C在空气中极易被氧化而变黄。

采用溶剂蒸发法研制以乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素苯二甲酸酯等聚合物为外壳材料的维生素C微胶囊，达到了延缓氧化变黄的效果。

将维生素C微胶囊暴露于空气中一个月，外观可保持干燥状态，色泽略黄。

这种维生素C微胶囊进入人体后，两小时内可完全溶解释放。

②大分子材料的功能化

大分子材料的功能化主要包括利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架、功能性小分子与聚合物共混。

大分子功能化可选材料的特点是价格低廉的通用材料，较容易地接上功能性基团，来源丰富，具有机械、热、化学稳定性。

目前常见的品种有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚（甲基）丙烯酸酯及其共聚物、聚丙烯酰胺、聚环氧氯丙烷及其共聚物、纤维素。

（1）利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架

小分子过氧酸是常用的强氧化剂，在有机合成中是重要的试剂。

但是，这种小分子过氧酸的主要缺点在于稳定性不好，容易发生爆炸和失效，不便于储存。

反应后产生的羧酸也不容易除掉，经常影响产品的纯度。

将其引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高。

高分子氧化剂稳定性好，贮存、运输、使用方便。

如聚对苯乙烯过氧甲酸。

聚苯乙烯芳环上的取代反应是利用聚苯乙烯分子中的苯环比较活泼，可以进行一系列的芳香取代反应，如磺化、氯甲基化、卤化、硝化、锂化、烷基化、羧基化、氨基化等等，因此是功能高分子制备中最常用的骨架母体。

聚乙烯醇功能化是利用聚乙烯醇可多种低分子化合物反应，形成各种各样的功能高分子。

例如青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，应用十分普遍。

它具有易吸收，见效快的特点，但也有排泄快的缺点。

利用青霉素结构中的羧基、氨基与高分子反应，可得到疗效长的高分子青霉素。

例如将青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。

（2）带有功能性基团的小分子与高分子共混

这种制备方法的好处是可以利用廉价的商品化聚合物，并且通过对高分子材料的选择，使得到的功能高分子材料机械性能比较有保障。

主要是通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现。

比如，某些酶的固化，某些金属和金属氧化物的固化等。

与化学法相比，通过与聚合物共混制备功能高分子的主要缺点是共混物不够稳定，在使用条件下（如溶胀、成膜等）功能聚合物容易由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。

4．功能高分子的发展历程与展望

虽然特种与功能高分子材料的发展可以追述到很久以前，如光敏高分子材料和离子交换树脂都有很长的历史。

但是作为一门独立的完整的学科，功能高分子是从20世纪80年代中后期开始发展的。

最早的功能高分子可追述到1935年离子交换树脂的发明。

20世纪50年代，美国人开发了感光高分子用于印刷工业，后来又发展到电子工业和微电子工业。

1957年发现了聚乙烯基咔唑的光电导性，打破了多年来认为高分子材料只能是绝缘体的观念。

1966年little提出了超导高分子模型，预计了高分子材料超导和高温超导的可能性，随后在1975年发现了聚氮化硫的超导性。

1993年，俄罗斯科学家报道了在经过长期氧化的聚丙烯体系中发现了室温超导体，这是迄今为止唯一报道的超导性有机高分子。

20世纪80年代，高分子传感器、人工脏器、高分子分离膜等技术得到快速发展。

1991年发现了尼龙11的铁电性，1994年塑料柔性太阳能电池在美国阿尔贡实验室研制成功，1997年发现聚乙炔经过掺杂具有金属导电性，导致了聚苯胺、聚吡咯等一系列导电高分子的问世。

这一切多反映了功能高分子日新月异的发展。

其中从20世纪50年代发展起来的光敏高分子化学，在光聚合、光交联、光降解、荧光以及光导机理的研究方面都取得了重大突破，特别在过去20多年中有了飞快发展，并在工业上得到广泛应用。

比如光敏涂料、光致抗蚀剂、光稳定剂、光可降解材料、光刻胶、感光性树脂、以及光致发光和光致变色高分子材料都已经工业化。

近年来高分子非线性光学材料也取得了突破性的进展。

反应型高分子是在有机合成和生物化学领域的重要成果，已经开发出众多新型高分子试剂和高分子催化剂应用到科研和生产过程中，在提高合成反应的选择性、简化工艺过程以及化工过程的绿色化方面做出了贡献。

更重要的是由此发展而来的固相合成方法和固定化酶技术开创了有机合成机械化、自动化、有机反应定向化的新时代，在分子生物学研究方面起到了关键性作用。

电活性高分子材料的发展导致了导电聚合物，聚合物电解质，聚合物电极的出现。

此外超导、电致发光、电致变色聚合物也是近年来的重要研究成果，其中以电致发光材料制作的彩色显示器已经被日本和美国公司研制成功，有望成为新一代显示器件。

此外众多化学传感器和分子电子器件的发明也得益于电活性聚合物和修饰电极技术的发展。

高分子分离膜材料与分离技术的发展在复杂体系的分离技术方面独辟蹊径，开辟了气体分离、苦咸水脱盐、液体消毒等快速、简便、低耗的新型分离替代技术，也为电化学工业和医药工业提供了新型选择性透过和缓释材料。

目前高分子分离膜在海水淡化方面已经成为主角，已经拥有制备18万吨/日纯水设备的能力。

特种与功能高分子材料之所以能成为国内外材料学科的重要研究热点之一，最主要的原因在于它们具有独特的“性能”和“功能”，可用于替代其他功能材料，并提高或改进其性能，使其成为具有全新性质的功能材料。

可以预计，在今后很长的历史时期中，特种与功能高分子材料研究将代表了高分子材料发展的主要方向。

四、功能材料的发展现状

1．新型功能材料国外发展现状

当前，国际功能材料及其应用技术正面临新的突破，诸如超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等正处于日新月异的发展之中，发展功能材料技术正在成为一些发达国家强化其经济及军事优势的重要手段。

对于超导材料，以NbTi、Nb3Sn为代表的实用超导材料已实现了商品化，在核磁共振人体成像（NMRI）、超导磁体及大型加速器磁体等多个领域获得了应用。

高温氧化物超导体的出现，突破了温度壁垒，把超导应用温度从液氦（4.2K）提高到液氮（77K）温区。

高温超导材料的研究工作已在单晶、薄膜、体材料、线材和应用等方面取得了重要进展。

生物医用材料作为高技术重要组成部分已进入一个快速发展的新阶段，其市场销售额正以每年16%的速度递增，预计20年内，生物医用材料所占的份额将赶上药物市场，成为一个支柱产业。

生物活性陶瓷已成为医用生物陶瓷的主要方向；生物降解高分子材料是医用高分子材料的重要方向。

新能源材料是以太阳能电池材料为研究开发的热点，IBM公司研制的多层复合太阳能电池，转换率高达40%。

美国能源部在全部氢能研究经费中，大约有50%用于储氢技术。

固体氧化物燃料电池的研究十分活跃，关键是电池材料，如固体电解质薄膜和电池阴极材料，还有质子交换膜型燃料电池用的有机质子交换膜等，都是目前研究的热点。

生态环境材料是20世纪90年代在国际高技术新材料研究中形成的一个新领域，其研究开发在日、美、德等发达国家十分活跃，主要有三个研究方向：

①直接面临的与环境问题相关的材料技术

例如，生物可降解材料技术，CO2气体的固化技术，SOx、NOx催化转化技术、废物的再资源化技术，环境污染修复技术，材料制备加工中的洁净技术以及节省资源、节省能源的技术。

②开发能使经济可持续发展的环境协调性材料，如仿生材料、环境保护材料、氟里昂、石棉等有害物质的替代材料、绿色新材料等；

③材料的环境协调性评价。

智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料，是现代高技术新材料发展的重要方向之一，将支撑未来高技术的发展，使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化的目标。

国外智能材料的研发方面已取得很多技术突破，如英国宇航公司在导线传感器，可用于测试飞机蒙皮上的应变与温度情况；英国开发出一种快速反应形状记忆合金，寿命期具有百万次循环，且输出功率高，以它作制动器时、反应时间，仅为10秒钟；在压电材料、磁致伸缩材料、导电高分子材料等在航空上的应用取得大量创新成果。

2．国内功能材料发展的现状

我国非常重视功能材料的发展，在国家攻关、“863”、“973”、国家自然科学基金等计划中，功能材料都占有很大比例。

在“九五”、“十五”国防计划中还将特种功能材料列为“国防尖端”材料。

这些科技行动的实施，使我国在功能材料领域取得了丰硕的成果。

在“863”计划支持下，开辟了超导材料、平板显示材料、稀土功能材料、生物医用材料、储氢等新能源材料，金刚石薄膜，高性能固体推进剂材料，红外隐身材料，材料设计与性能预测等功能材料新领域，取得了一批接近或达到国际先进水平的研究成果，在国际上占有了一席之地。

镍氢电池、锂离子电池的主要性能指标和生产工艺技术均达到了国外的先进水平，推动了镍氢电池的产业化；功能陶瓷材料的研究开发取得了显著进展，以片式电子组件为目标，我国在高性能瓷料的研究上取得了突破，并在低烧瓷料和贱金属电极上形成了自己的特色并实现了产业化，使片式电容材料及其组件进入了世界先进行列。

高档钕铁硼产品的研究开发和产业化取得显著进展，在某些成分配方和相关技术上取得了自主知识产权；功能材料还在“两弹一星”等国防工程中作出了举足轻重的贡献。

功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。

近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%。

3．国内、外功能材料社会经济发展需求

根据预测，二十一世纪的新材料技术产业在世界市场的销售额将超过4000亿美元，其中功能材料约占75～80%。

我国的国防现代化建设一直受到以美国为首的西方国家的封锁和禁运，所以我国的国防用关键特种功能材料是不可能依靠进口来解决的，必须要走独立自主、自力更生的道路。

如军事通信、航空、航天、导弹、热核聚变、激光武器、激光雷达、新型战斗机、主战坦克以及军用高能量密度组件等，都离不开特种功能材料的支撑。

第二节高分子分离膜与膜分离应用

一、概述

1．分离膜与膜分离技术的概念

分离膜是指能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。

膜的形式可以是固态的，也可以是液态的。

被膜分割的流体物质可以是液态的，也可以是气态的。

膜至少具有两个界面，膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行传递。

分离膜对流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的，但不能是完全不透过性的。

膜在生产和研究中的使用技术被称为膜技术。

2．物质分离类型

物质分离可分为同种物质按不同大小尺寸的分离、异种物质的分离和不同物质状态的分离等。

高分子膜分离主要应用于高层次的分离，如分子尺寸的分离、生物体组分的分离等，采用常规的分离方法是难以实现的，或达不到精度，或需要损耗极大的能源而无实用价值。

3．高分子膜分离

膜分离过程主要特点：

以具有选择透过性的膜作为分离的手段，实现物质分子尺寸的分离和混合物组分的分离。

膜分离过程推动力：

浓度差、压力差和电位差等。

膜分离过程三种形式是渗析式膜分离、过滤式膜分离和液膜分离。

渗析式膜分离是料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的推动下，透过膜进入接受液中，从而被分离出去。

属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等。

过滤式膜分离是利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过膜的速率差别，达到组分的分离。

属于过滤式膜分离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等。

液膜分离液膜与料液和接受液互不混溶，液液两相通过液膜实现渗透，类似于萃取和反萃取的组合。

溶质从料液进入液膜相当于萃取，溶质再从液膜进入接受液相当于反萃取。

4．高分子膜分离技术

膜分离技术是利用膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异来实现分离、提纯和浓缩的新型分离技术。

膜分离过程的优点是成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离。

实践证明，当不能经济地用常规的分离方法得到较好的分离时，膜分离作为一种分离技术往往是非常有用的。

并且膜技术还可以和常规的分离方法结合起来使用，使技术投资更为经济。

膜分离过程是没有相的变化（渗透蒸发膜除外），常温下即可操作；由于避免了高温操作，所浓缩和富集物质的性质不容易发生变化，因此在膜分离过程食品、医药等行业使用具有独特的优点；膜分离装置简单、操作容易，对无机物、有机物及生物制品均可适用，并且不产生二次污染。

近二三十年来，膜科学和膜技术发展极为迅速，目前已成为工农业生产、国防、科技和人民日常生活中不可缺少的分离方法，越来越广泛地应用于化工、环保、食品、医药、电子、电力、冶金、轻纺、海水淡化等领域。

5．膜分离技术发展简史

1748年，耐克特（A.Nelkt）发现水能自动地扩散到装有酒精的