摘 要：当前新型高效的分离技术便是膜分离技术，它主要利用化学位差推动以及外界能量，分离、分级以及提纯多组分的气体或者液体。本文深入阐述了高分子分离膜材料的性能特点，介绍了其具体应用，并未开发新型高分析分离膜材料提出了展望。
关键词：高分子；分离膜材料；研究进展
膜分离技术被认为本世纪最有发展前途的高技术之一，具有可常温进行、能耗低、适用对象广泛、操作容易、装置简单、不污染环境等优点，将会对节约能源，提高效率，净化环境等方面做出重大贡献。本文对新型高分子分离膜的开发与利用以及高分子分离膜应用与发展趋势进行介绍。
1 分离膜分离机制
首先是过筛分离机制，这也属于物理过筛过程，待分离物质的粒径尺寸以及网孔大小决定其是否可以通过筛网。且分离物质的相容性、电负性以及亲水性等也起着十分重要的作用，在膜分离过程中还伴随着吸附、溶解以及交换等作用，由此这种分离机制不但取决于膜的宏观结构，还取决于膜材料的化学组成与结构。其次是溶解扩散机制，膜材料对于待分离物质具备一定的溶解能力，在外力的影响喜爱，物质在膜材料内先溶解并扩散，直至分离。且分离物质极性、结构相似性以及酸碱性等均会影响物质的溶解能力。最后是选择性吸附机制，在对混合物进行选择性吸附时，膜材料表面会富集吸附性较高的成分，其通过膜的几率较大，而不易被吸附的物质则不容易透过此膜。
2 高分子分离膜材料研究进展
当前高分子聚合物已被广泛应用至膜分离过程中，理论上来讲，各种可以被制作膜的高分子材料均可以被制作分离膜，且制备分离膜的高分子材料具备稳定性、亲水性、耐热性等特点，而膜材料则决定了膜分离性能的高低。
2.1 天然高分子材料
改性纤维素及其衍生物质、壳聚糖类等均属于天然的高分子材料，其中纤维素属于资源丰富的天然高分子材料，主要取自于植物细胞中，属于可再生资源，且其结构较为稳定，高亲水却不溶于水。其制作的分离膜具备亲水性强、透水量大等特点，可以广泛应用于超滤与微滤过程中。醋酸纤维属于纤维素中应用最为广泛的材料，且制模工艺简单，但其化学以及热稳定性较差，且容易降解，为了改善分离效率，人们采用各种不同取代度的醋酸纤维的混合物进行制膜，从而改善了分离膜对蛋白质的非特异性吸附能力。除此之外，壳聚糖分子内含有反应活性的羟基及氨基，因此可以进行化学修饰，且成膜后具备良好的亲水性与透过性，较为适合分离水性材料。当前，壳聚糖及其衍生物已被广泛应用于制作反滲透膜、超滤膜以及纳滤膜过程中。
2.2 聚烯烃类材料
聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈以及聚乙烯醇等均属于聚烯烃类材料，且此类材料属于大工业产品，容易加工。除了少数类型外，其具备较强的疏水性就耐热性，可以用于制作微滤膜、超滤膜等。其中聚乙烯醇属于水溶性聚合物，具备较强的耐酸性，且成膜可以抗蛋白质污染，因此多用于制作超滤膜与反渗透膜。聚丙烯腈分子内聚能力较大，且具备良好的耐霉菌性、耐水解性以及抗氧化性等特点，成膜后其平滑柔韧，可以广泛应用至制作超滤膜过程中，但聚丙烯腈属于线性结构的塑性材料，自身的热稳定性较差，亲水性较低，很容易造成膜污染问题。
2.3 聚酰胺类材料
聚酰胺类高分子材料具备较好的机械强度与稳定的化学性能，尤其可以耐高温，因此可以被用作制作需要高机械强度场合的分离膜。但此种材料度蛋白质物质也具备强烈的吸附作用，因而很容易因吸附蛋白质而造成膜污染问题，降低了膜通量。对此，可以在聚酰胺类材料的膜表面引入两性离子基团，有效增加纯水的通透性。
2.4 含氟高分子材料
四氟乙烯、聚偏氟乙烯等均属于含氟高分子材料，且其具备较强的耐腐蚀性，可以适用于电解等高腐蚀性的场所。其中聚偏氟乙烯具备较好的化学稳定性与机械强度，可以耐高温与耐腐蚀，因此可以被用于制作超滤膜。且其分离膜表面的自由能较低，因此具备较强的疏水性，容易吸附水中的蛋白质等物质，造成膜污染问题。对此，应对膜材质的基体进行改性，通过共聚方式引入亲水性基团，提升其亲水性。
3 高分子分离膜材料的研究展望
作为膜分离技术的核心因素，膜材料得到了人们的广泛关注，且其研究也开始面向无污染性、耐腐蚀、耐高温以及高渗透性方向发展。首先是防污染性，无论何种膜材料均具备污染问题，严重影响了膜的透过性与寿命，为了改善污染问题，应选择两性离子聚合物材料，有效阻绝污染物在分离膜表面的吸附与沉降。其次是耐腐蚀性与稳定性，应利用无机与有机复合膜材料，改善天然高分子膜分离材料某些方面的不足之处。再次是耐高温及热稳定性，耐热性能较强的膜材料具备稳定的化学性质，且这种聚合物分子中的原子键能较大，存在大量的环状与共轭结构，高温下依然可以保持良好的力学性能。最后是高选择性与高渗透性，当前膜材料选择已由扩散选择性逐步发展至溶解选择性，在分离膜制备过程中，可以根据不同的分离对象引入不同的活化基团，从而改变高分子材料自由基柔软性，调节膜的渗透性能。
4 结束语
化学组成、形态结构、加工技术以及膜分离应用等均属于分离膜的研究内容，且其也涉及了化学、物理以及电学等多个学科领域的还是。当前很多专家对高分子分离膜的制备、结构等性能进行了深入研究，但当前准备分离膜的高分子材料十分有限，探索膜材料结构与性能之间关系，并开发出新型优良的分离膜，属于当前工业领域的发展基础。
参考文献：
[1]涂家祎.高分子膜材料在膜分离过程中的应用[J].科技创新与应用，2016（06）.