第1章绪论-功能高分子材料祥解.pptVIP

第一章 绪论 通过聚合法制备功能高分子材料的主要优点：可以使生成的功能高分子功能基分布均匀；生成的聚合物结构可以通过小分子分析和聚合机理加以预测；产物的稳定性高。问题：但这种方法需在功能性小分子中引入可聚合单体，从而使反应较为复杂；同时在反应中反应条件对功能基会产生一定的影响，需对功能基加以保护，使材料的成本增加。 对于某些难溶难熔的高聚物，可以先合成可溶性先驱体聚合物或预聚体，然后加工成成品形状，再进一步反应制备所需高聚物。 第一章 绪论 现有高分子的功能化：利用高分子化学反应制取功能高分子。其原理是利用现有的高分子结构中存在着的活性点，如高分子骨架上所含的苯环的邻对位、羟基、羧基、氨基等，向高分子结构中引入功能性基团。有时这些基团的活性还不足以满足进行高分子化学反应的要求，需对之进行改性以进一步提高活性。 利用高分子化学反应制备功能性高分子的主要优点在于合成或天然高分子骨架是现成的，可选择的高分子母体品种多，来源广，价格低廉。问题：但反应不可能100%地完成，尤其在多步的高分子化学反应中，制得的产物中可能含有未反应的官能基，即功能基较少；功能基在分子链上的分布也不均匀。 第一章 绪论 ⑵ 通过特殊加工赋予高分子的功能特性 许多聚合物通过特定的加工方法和加工工艺，可以较精确地控制其聚集态结构及其宏观形态，从而使之体现出一定的功能性。 例如，塑料光导纤维 分离膜的制备（多孔膜和致密膜） 多孔性材料的制备 第一章 绪论 ⑶ 通过普通聚合物与功能材料的复合，制成复合型功能高分子材料。 这是利用物理作用制备功能性高分子材料的方法： 向单体溶液中加入功能性化合物，在聚合过程中完成与功能性小分子的复合； 采用聚合物溶液或使聚合物处于熔融状态时与其它的功能性化合物混合。 在这类功能性高分子材料中，聚合物与功能性化合物之间不存在化学键合力，固化作用是通过包络及分子间的作用力来实现的。 第一章 绪论 优点：这种制备方法简便、快速，不受场地和设备限制，不受聚合物和功能化合物官能团反应活性的影响，适用范围宽，功能基的分布较均匀。适用于聚合物或功能性化合物反应活性低，不能或不易采用化学接枝反应进行功能化，以及被引入功能型物质对化学反应过于敏感，不能承受化学反应条件的情况，但其共混体不稳定，在使用条件下功能聚合物易由于功能型小分子的流失而逐步失去活性。 这类材料中存在着由聚合物基体组成的连续相、由填料组成的分散相以及由聚合物以及填料之间构成的界面相，它们的结构以及相互间的作用情况均会影响到功能高分子材料的功能性与性能。 第一章 绪论 1.5 功能高分子的发展概况与展望 特种与功能高分子材料是一门涉及范围广泛，与众多学科相关的新兴边缘学科，涉及到有机化学、无机化学、光学、电学、结构化学、生物化学、电子学、甚至医学等众多学科，是目前国内外异常活跃的一个研究领域。 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。 第一章 绪论 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。 第一章 绪论 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。 第一章 绪论 目前功能高分子材料的一些研究热点： 聚合物纳米复合材料和分子自组装 智能型高分子材料 降解高分子材料 * 高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料。我们接触的很多天然材料通常是高分子材料组成的，如天然橡胶、棉花、人体器官等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如此。一般称在生活中大量采用的，已经形成工业化生产规模的高分子为通用高分子材料，称具有特殊用途与功能的为功能高分子。 高分子材料的历史 高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。 树枝，兽皮，稻草等天然高分子材料是人类或者类似人类的远古智能生物最先使用的材料。在历