材料学中的功能性高分子材料研究

年第期

纳米光催化材料在功能性空气过滤材料中的应用研究西安工程科技学院黄翔殷清海狄育慧李刚

文摘介绍了纳米光催化材料光解室内空气中挥发性有机化合物的原理及在国内外功能性空气过滤材料领域的研究应用情况为室内空气净化的研究及室内空气净化器的开发英定了基础关链词纳米材料光催化功能性空气过滤材料挥发性有机化合物两

引育功能性空气过滤材料是针对特定行业如耐高温耐腐蚀抗静电拒水拒油阻燃清除有害气体等而开发的空气过滤材料是近年来兴起的空气过滤材料研究领域的一个热点美国日本德国都已开发了耐高温达《℃的陶瓷纤维卜奥地利肠公司的此滤料是一种盯卷曲纤维其连续工作温度可高达℃瞬间温度达℃冈曰公司开发的咖滤料是将呢的纤维和间位芳纶充分混合后针刺在间位芳纶的基布上制成的无纺毯连续工作温度可℃叭玻璃纤维膨体纱加人耐酸处理配方制成的滤料其耐温可达一℃耐酸性可提高十个百分点滤料有极好的耐酸耐碱性其工作温度也可达℃搞静电滤料一般是通过加人金属纤维如不锈钢纤维而产生导电性可防止静电吸附大量粉尘系统阻力增大导致滤袋承受负荷增大破损加剧影响使用寿命同时还能防止有些含尘气体与布袋磨擦产生静电火花使含有可燃气体的烟气复燃是一种以碳氟化合树脂为基础的防水防油纤维表面处理方法可用于湿的油的或粘性气体的粉尘分离功能性空气过滤材料除广泛应用于工业废气排放处理外还可用于常温下滤去微小粒子的室内空气净化处理采用功能性空气过滤器是消除室内低浓度有害气体的有效途径该类过滤器的滤料目前主要是各种活性碳或活性碳纤维活性碳虽然能够吸附空气中的有害气体及异味但其使用寿命有限再生不经济或无法再生纳米光催化材料是目前最有发展前景的消除有害气体的空气过滤材料它能有效地将、及挥发性有机化合物等有害气体降解为必和相应的无机离子并具有在常温常压下就能反应无二次污染的优点纳米光催化材料处理的原理光能够清洁空气这存起来是一个十分奇怪洁净与空调技术的问题但是如果让光照射到某种介质上面这种奇异的事就能发生那么光是如何清洁污染的空气呢这还要归功于纳米技术让特定波长的光照射一种高科技新型复合纳米材料可以激发出一种对人体完全无害的高能粒子这种粒子能将空气中的甲醛苯二氧化硫等污染物直接分解成无毒无味的物质从而达到了消除空气污染的目的常见的光催化剂多为金属氧化物或硫化物如等但由于光腐蚀和化学腐蚀的原因实用性和综合性能较好的是其光催化活性高化学性质稳定氧化还原性强抗光阴极腐蚀性强难溶无毒且成本低是研究及应用中采用最广泛的单一化合物光催化剂纳未光催化氧化原理是一种型半导体材料有强的氧化性和还原性在光化学反应中以仇作催化剂在太阳光尤其是在紫外线的照射下使固体表面生成空穴和电子空穴使氧化电子使空气中的仇还原其反应式如下土一争必一一一今纳米光傀化氧化动力学应用】朋脚一侧方程式分析催化有机污染物动力学过程可用下式表示污染物分解的初始速率,‘二汗蔽一几‘犬凸。口式中一污染物的初始浓度反应速率常数—污染物在表面上的肠吸附常数一般地长与声成比例是光吸收速率是幕项在强光和弱光强度下分别等于和同时与吸附在表面上的分数的定义为厂孟石式中伪一一的川脚吸附常数由此可见有机污染物的分解速率的大小取决于人射光的强度及溶解氧在表面的覆盖率整个反应过程的控制步骤为溶解氧的吸附过程可以通过控制入射光强的增加溶解氧量来提高污染物的分解速率缩短反应时间强化反应一一一一一卜一一一卜、一一里一一奋纳米光催化材料在功能性空气过渝材料中的应用情况必一—一」卜基团的氧化能力较强有机物可被其氧化分解最终分解为和例如对脂肪族有机物可将其氧化为醇进一步氧化为醛酸最后脱狡生成其反应步骤为—一—刀一—刃一—一一义叶—一—卜斗一一—……每降解一个碳原因生成一个重复循环直到脂肪族有机物完全转化为为止队晶型对催化活性的影响很大其晶型有三种板钦型不稳定锐铁型表面对吸附能力较强具有较高活性金红石型表面电子—空穴复合速度快几乎没有光催化活性以一定比例共存的锐钦型和金红石型混晶型的催化活性最高当前对纳米光催化的研究主要用于分解有机贵金属回收以及对废水和空气中有机污染物等有害物质进行催化氧化分解来净化水和空气另外纳米还能使微生物细菌等分解成和刀起到灭菌除臭防污自洁效果有机污染物的处理半导体多相光催化法是近年来日益受重视的有机污染物治理新技术目前光催化反应按存在的形式可分为悬浮体系和固定体系两种悬浮体系纳米光催化直接将纳米粉体与有机污染物废液混合通过机械搅拌或鼓空气使粉体分散均匀提高其光催化效率该类光催化反应器结构简单但纳米的分离和回收过程繁杂另外纳米比普通级价了年第期格昂贵且粒径很小不易回收因此该类反应器目前仅用于实验室研究光催化机理及有机物处理的可行性分析利用悬浮体系光催化反应器浙江大学樊邦棠等人研究了可溶性染料的光催化氧化阎郑州工学院陈士夫等人进行了光催化降解有机磷农药废水的研究气张池明进行了纳米光催化降解动火和废水的研究刘春艳等人利用作光催化剂研究了的光催化氧化王怡中等人进行了光催化降解苯酚的机理研究叭陶跃武等人研究了对空气中微量丙酮和乙醛的光催化降解清华大学杨瑞等人研究了处理空气中微量甲苯的方法网国外也有许多研究工作者在有机污染物光催化氧化方面进行了大量的研究工作但这些研究目前仍停留在实验室研究阶段固定体系纳米光催化固定在载体上是针对悬浮体系中纳米分离与回收困难而设计的它是将纳米催化剂固定于载体上或使用半导体膜的形式连续处理有机污染物实际工业应用中主要有流化床和固定床反应器用于负载纳米催化剂的载体主要有尼龙薄膜硅胶玻璃纤维玻璃或石英砂珠活性碳以及网状纤维等武汉大学方佑龄等人利用空心陶瓷微球固定纳米下研究其光催化分解辛烷得到满意效果气陈士夫等人进行了玻璃载体薄层光催化降解久效磷农药的研究这种光催化反应器现已用于研究各种有机污染物体系西北大学化工系化学系都利用自制的纳米对炼油厂和造纸厂废水进行悬浮体系和固定体系的研究并准备进行中试研究国外呵等人报道用环氧树脂将粉末粘附在木屑上等人用烧结法和偶联法将粉末负载于空心玻璃球上进行光催化研究’杀菌是基于光催化反应使有机物分解而具有抗菌效果的半导体光催化产生的空穴和形成于半导体颗粒表面的活性氧类与细菌细胞或细胞内的组成成分进行生化反应使细胞菌头单元失活而致细胞死亡日本东京大学工学部的腾岛昭教授等人经实验证明均对绿脓杆菌大肠肝菌金黄色葡萄菌等有强杀菌力可将其用于医院手术台和墙壁浴缸瓷砖表面涂层仇以及隧道内照明灯罩涂以光催化荆仇等等可使表面洁白如新杀菌除臭防污防雾东陶机器株研制成有涂有的薄膜瓷砖等三菱制纸株研制成空气净化除奥机它是用仇和无机吸附剂的复合材料形成的另外半导体杀菌在饮用水深度净化方面有重要的意义同济大学李田等人利用固定于玻璃纤维网上形成催化膜深度净化饮用水降低自来水中总有机物量和细菌总数全面改变水质达到了直接安全饮用水的要求旧西北大学化工系对纳米下的杀菌性能以及制备抗菌除臭纤维进行了研究并取得了初步结果旧利用纳米毛作抗菌材料的应用领域越来越广泛除上述应用外还可用于农田抗菌剂卫生陶瓷洁具水处理新型抗菌荧光灯空气净化技术纺织抗菌纤维抗菌建材和涂料杀灭口腔微生物等等总之固定纳米新型抗菌剂具有广谱的杀菌效能耐热性好安全性佳持续性长价格便宜使用方便在抗菌除臭预防疾病美化环境等方面将日益受到人们的重视结束语纳米光催化的研究工作目前尚处于理论研究阶段我国在该领域的研究基本上为机理分析和实验室小样处理因此今后还有许多问题有等于进一步深人研究如从处理的角度探索纳米材料的最佳尺寸和晶型构成比探索纳米材料与基体材料的较好结合方式建立纳米材料光催化反应处理的理论模型分析各种因素对反应效果的影响进行实验研究验证修正理论模型为该类产品的设计和性能优化提供理论指导除开发家用空气净化器外不能忽视该类技术在集中空调领域的应用进行反立机理研究的中间体鉴定研究用于公共设施的杀菌技术开发新型的半导体复合催化剂进行多元复杂组分有机物体系的考察设计大型工业化的光催化氧化反应器研究光催化剂的寿命中毒再生与回收等问题总之采用纳米光催化材料作为功能性空气过虑材料处理具有广阔和诱人的应用前景

（上海计量测试）２００２年２９卷第二期‘１５’　

热重分析对高分子材料中碳酸钙的定量研究　

赵军　

（上海市合成树脂研究所２００２３５）　

【摘要】碳酸钙是高分子材料中常用的无机填料，在高温时会分解放出二氧化碳而失重：利用热重分析可准确　

定出高分子材料中碳酸钙的台量，同时还可测出聚台物，挥发物的含量，热重分析法样品用量小、灵敏度高、所需时　

间短。　

【关键词】热重分析；碳酸钙定量；成分分析　

１前言　

碳酸钙是高分子材料中最常用的无机粉状填　

料．以前认为碳酸钙的作用主要是增加制品的耐磨　

性、填充空问、降低成本。但是随着新型材料的发　

展，特别是纳米材料及技术的发展，纳米级碳酸钙改　

性塑料得到了广泛的研究，如用纳米级碳酸钙填充　

ＰＶＣ糊，以改进ＰＶＣ糊料的流变性能、存放性和凝　

胶化性能，以纳米级碳酸钙增强、增韧Ｐｖｃ／氯化聚　

乙烯、聚丙烯和聚乙烯等。　

在高分子材料中，碳酸钙的含量往往很高，一般　

大于１０％。测高分子材料中无机填料的含量，通常　

用煤气喷灯灼烧的方法。若其中含有碳酸钙，这一　

方法就不太适合，因为碳酸钙加热到一定的温度会　

部分分解，但又难以分解完全。若采用热重分析法，　

可有效解决这一问题　

热重分析是连续测定试样受热反应而产生的重　

量变化。与一般的灼烧法相比，热重分析样品用量　

少，只需十几毫克，对环境污染小；分析灵敏度高；所　

需时间短。热重分析应用于高分子材料，可研究聚　

合物的热稳定性和热分解作用，测定水份等挥发物　

含量、填料及聚合物的组成。碳酸钙受热分解成氧　

化钙和二氧化碳，在热重曲线中以二氧化碳的失重　

表现出来　而且，碳酸钙的分解温度高，在７００＂（２左　

右．可根据聚合物的结构设定热重分析的条件，确保　

聚合物在碳酸钙分解以前全部分解，在碳酸钙的分　

解温度区问无干扰。从热重曲线中二氧化碳的失重　

份额，可准确算出碳酸钙的台量。　

在我们对高分子材料的分析工作中，结合红外　

光谱等分析所得的高分子材料组成结果，设定热重　

Chenmical Intermediate当代化工研究134生物制药与研究2016·08

高分子材料在药包材中的应用研究

ＯＯ冯殊良

（杭州塑料工业有限公司ＯＯ浙江ＯＯ310000）

摘要：高分子材料具有阻隔性较强、印刷简便且使用寿命长等优势，因此被广泛应用于药品包装材料当中。而药品包装材料对于保障药品药效水平及其药价的体现起着至关重要的作用。因此，如何将高分子材料科学、合理的运用于药品包装材料中值得探讨研究，以促进药品包装材料行业的稳定、健康发展。为此，本文在分析当前我国药包材发展现状的基础上，进一步探析了高分子材料在药包材中的具体应用，并展望了高分子材料在药品包装材料中的发展前景。关键词：高分子材料；药包材；应用中图分类号：TQ 文献标识码：A

Research on the Application of High Polymer Material in Pharmaceutical 

Packaging Materials 

Feng Shuliang

(Hangzhou Plastic Industry co ., LTD, Zhejiang, 310000)

Abstract：High polymer material has strong barrier property, simple printing method, long life etc. other advantages so it is widely used in pharmaceutical packaging materials. Besides, the pharmaceutical packaging material has vital function on guaranteeing the drug efficacy and embodiment of drug prices level. Therefore, how to scientifically and reasonably apply the high polymer material to drug packaging materials is worth the study, so that to promote the stable and healthy development of medicine packaging material industry. Therefore, based on the analysis of the current situation of China’s medicine packaging materials, this paper takes further analysis of the specific application of high polymer materials in medicine packaging materials, besides, it takes prospect of the future development of high polymer materials in pharmaceutical packaging materials.Key words：high polymer material；pharmaceutical packaging materials；application

第33卷第3期 2008年9月 广 州 化 学 Guangzhou Chemistry Vol.33, No.3 Sept., 2008

热分析技术及其在高分子材料研究中的应用

翁秀兰1,2

（1. 福建师范大学 化学与材料学院，福建 福州 350007；

2. 福建省高分子材料重点实验室，福建 福州 350007）

摘 要：简要介绍了热分析技术——热重法、差热分析、差示扫描量热法、热机械分析法和动态机械热分析法等及其在高分子材料领域的广泛应用。热分析技术的方法具有快速、方便等优点，在高分子材料的研究中发挥着重要作用。 关键词：热分析；高分子材料；应用 中图分类号：O657.99 文献标识码：A 文章编号：1009-220X(2008)03-0072-05

热分析技术是在程序控制温度下测量样品的性质随温度或时间变化的一组技术，它在定

性、定量表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛地应用。热分析技术已渗透到物理、化学、化工、石油、冶金、地质、建材、纤维、塑料、橡胶、有机、

无机、低分子、高分子、食品、地球化学、生物化学等各个领域。 在高分子材料研究领域，随着高分子工业的迅速发展，为了研制新型的高分子材料与控

制高分子材料的质量和性能，测定高分子材料的熔融温度、玻璃化转变温度、混合物的组成、

热稳定性等是必不可少的[1-2]。在这些参数的测定中，热分析是主要的分析工具。 热分析技术主要包括：热重分析法（TG）、差热分析法（DTA）、差示扫描量热法（DSC）、

热机械分析法（TMA）、动态热机械分析法（DMA）等。本文简要介绍了热分析技术及其发

展前景及其在高分子材料研究领域的应用。

1 TG及其在高分子材料方面的应用

热重法（TG）是在程序温度控制下测量试样的质量随温度或时间变化的一种技术。热

重分析主要研究在惰性气体中、空气中、氧气中材料的热的稳定性、热分解作用和氧化降解

等化学变化；还广泛用于研究涉及质量变化的所有物理过程，如测定水分、挥发物和残渣，吸附、吸收和解吸，气化速度和气化热，升华速度和升华热；有填料的聚合物或共混物的组