我功能高分子课件第一章总论..pptVIP

新的学期，新的希望！ 大家好！ 高分子材料的应用 常规高分子 常规高分子 功能高分子材料 赵文元、王亦军著 第一章 功能高分子材料总论 1.1 功能高分子材料概述 四、功能高分子材料的分类方法 国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分 特种和功能高分子材料的，具体可划分为8种类型。 1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催 化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和 固定化酶试剂等。 2. 光敏型高分子，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 料等。 3. 电性能高分子材料，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 感性材料等。 4. 高分子分离材料，包括各种分离膜、缓释膜和其 他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、 高分子絮凝剂等。 5. 高分子吸附材料，包括高分子吸附性树脂、高吸 水性高分子、高吸油性高分子等。 6. 高分子智能材料，包括高分子记忆材料、信息存 储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。 7. 医药用高分子材料，包括医用高分子材料、药用 高分子材料和医药用辅助材料等。 8. 高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高温高 分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子 材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。 1.2 功能高分子的结构与性能的关系 1、构成材料分子的元素组成 元素是构成任何化合物的基础，不同元素间电子结构和核结构的不同造成其性质的不同，如金属性、氧化还原性等，也是形成不同化学键的主要因素。 因此，元素组成是影响材料性能最基本的因素之一。 2、材料分子中的官能团结构 在有机化学中官能团是由分子中有限的元素种类，通过共价键组合成的特殊结构。官能团决定了分子的物理化学性质。 因此，材料的许多物理化学性质也与官能团密切相关。 3、聚合物的链段结构 作为聚合物大分子，分子结构中的一个重要部分是骨架的链段结构，聚合物一般都由结构相同或相似的结构片段连接而成，这种结构片段称为链段。链段结构主要影响材料的物理化学性质，同时，聚合物的链段结构对于反应型高分子的立体选择也非常重要。 4、高分子的微观构象结构 高分子的微观构象结构主要取决于材料的分子间力，也与材料分子的周围环境有关。微观构象结构直接影响材料的渗透性、机械强度、结晶度、溶液粘度等。 5、材料的超高分子结构和聚集态 材料的超高分子结构和聚集态包括：分子的排列方式和晶态结构等。高分子液晶的性能在相当大程度上取决于分子的超分子结构和聚集态。 1.3 功能高分子的制备方法 功能高分子材料的特点在于他们特殊的 “功能”，因此在制备这些高分子材料的时候，分子设计成为十分关键的研究内容。 设计一种能满足一定需要的功能高分子材料是高分子化学研究的一项主要目标。具有良好性质与功能的高分子材料的制备成功与否，在很大程度上取决于设计方法和制备路线的制定。 功能高分子材料的制备是通过化学或者物理的方法按照材料的设计要求将功能基与高分子骨架相结合，从而实现预定功能的。 从目前采用的制备方法来看，功能高分子材料的制备可归纳为以下四种类型： 功能性小分子材料的高分子化 已有通用高分子材料的功能化 多功能材料的复合 已有功能高分子材料的功能扩展 1 、功能性小分子的高分子化 (1)功能性小分子单体直接发生聚合反应 (2)功能性小分子通过聚合包埋与高分子材料结合 优点： 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 缺点： 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 (1)功能性小分子单体直接发生聚合反应 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。 发生加成聚合反应，开环聚合反应，缩聚反应以及氧化偶合反应。 吡咯基、噻吩基 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环