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功能高分子材料 河南理工大学材料学院 陈 强 工作信息 人事部主任： 郭长春 考研信息 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 功能高分子的定义 第一章 绪论 1.2 功能高分子的发展历程 第一章 绪论 第一章 绪论 1.3.1 经济发展的需要 自从1920年施道丁格（H.Staudinger）建立大分 子概念以来，高分子材料以惊人的速度得到发展。 至20世纪60年代，高分子材料工业化已基本完善， 解决了人们的衣着、日用品和工业材料等需求。通 用高分子和工程用高分子的世界总产量已超过几千 万吨/年，特种高分子则为几十万吨/年。 第一章 绪论 1.3.1 经济发展的需要 1973年和1978年两次世界性的石油大危机，使 原油价格猛涨。以石油为主要原料的高分子材料成 本呈直线上升，商品市场陷入极为困难的处境。在 这样的经济背景下，迫使人们试图用同样的原材 料，去制备价值更高的产品。功能高分子在这种外 部条件促使下迅速地发展了起来。 从表1—1的数据可以看出，发展功能高分子材料 可以获得较高的经济效益。 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 1.3.2.1 新能源的要求 第一章 绪论 1.3.2.2 交通和宇航技术的要求 第一章 绪论 1.3.2.3 微电子技术的要求 第一章 绪论 1.3.2.4 生命科学的要求 第一章 绪论 功能高分子材料 第一章 绪论 1. 产量小、产值高、制备工艺复杂 2.具有某些特殊功能 3.可独立使用也可与其他材料复合使用 第一章 绪论 1.性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如，对外力的抵抗表 现为材料的强度、模量等；对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、化学药品的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性等。 2.功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。例如，材料在受到外部光的输入时，材料可以输出电性能，称为材料的光电功能；材料在受到多种介质作用时，能有选择地分离出其中某些介质，称为材料的选择分离性。此外，如压电性、药物缓释放性等，都属于功能的范畴。 第一章 绪论 3.功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。 4.高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 第一章 绪论 特种高分子是相对于通用高分子而言的。 5.通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。 根据其性质和用途可分为五个大类：化学纤维、塑 料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。 6.特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。 第一章 绪论 1.7.1 按功能特性分类 日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为，功能高分子可从以下几个方面分类。 1.力学功能材料：包括强度功能材料、弹性功能材料和降阻功能材料等； 2.物理功能材料：包括耐热性功能高分子、电磁功能材料、光学功能材料、声功能材料以及其他传感材料； 3.化学功能材料：包括分离功能材料、反应功能材料和催化功能材料 4.生物化学功能材料：包括人工脏器材料、医用高分子材料、药用高分子材料和仿生高分子材料。 5.其他功能材料：包括吸附树脂、膜分离高分子、高吸水树脂等 第一章 绪论 1.7.2 按性质和功能分类 1.反应型高分子：包括高分子试剂和高分子催化剂，特别是高分子固相合成试剂和固化酶试剂； 2.光敏性高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料； 3.电活性高分子材料：包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏材料； 4.膜型高分子材料：包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料； 5.吸附型高分子材料：包括高分子吸附性树脂、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂和吸水性高分子吸附剂等 6.高性能工程材料：包括高分子液晶材料、功能纤维材料等； 7.高分子智能材料：包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、电、磁、pH、温度和压力感应材料等； 8.医用高分子：包括生物高分子、模拟酶、药用高分子及人工器官用高分子材料； 9.其他功能高分子材料:包括化学转为机械能的人工肌肉、信息传递功能高分子以及减阻功能高分子等。 第一章 绪论 第一章 绪论 2.2.1 官能团的性质与高分子功能之间的关系 第一章 绪论 2.2.2 功能高分子材料中高分子骨架的作用 第一章 绪论 2.2.2 功能高分子材料中高分子骨架的作用 第一章 绪论 高分子骨架的种类包括：（1）饱和碳链型，如PE、PS等；（2）杂链型，如聚酯、聚酰胺等以及天然多糖大分子；（3）线性共轭型，如聚吡咯、聚苯胺等；（4