功能高分子材料全套课件.ppt

功能高分子材料Functional Polymers 2012 一.概论 功能高分子的基本概念： 功能高分子是指高分子的主链或侧链上具有反应性官能团，因而具有特定（物理，化学或生物活性等）功能的大分子. 功能高分子材料的类型 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划分普遍采用的方法，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。 反应型高分子材料 反应型高分子是在有机合成和生物化学领域的 重要成果，已经开发出众多新型高分子试剂和高分 子催化剂应用到科研和生产过程中，在提高合成反 应的选择性、简化工艺过程以及化工过程的绿色化 方面做出了贡献。更重要的是由此发展而来的固相 合成方法和固定化酶技术开创了有机合成机械化、 自动化、有机反应定向化的新时代，在分子生物学 研究方面起到了关键性作用。 电活性高分子材料 电活性高分子材料的发展导致了导电聚合物， 聚合物电解质，聚合物电极的出现。此外超导、电 致发光、电致变色聚合物也是近年来的重要研究成 果，其中以电致发光材料制作的彩色显示器已经被 日本和美国公司研制成功，有望成为新一代显示器 件。此外众多化学传感器和分子电子器件的发明也 得益于电活性聚合物和修饰电极技术的发展。 高分子分离膜材料 高分子分离膜材料与分离技术的发展在复杂体 系的分离技术方面独辟蹊径，开辟了气体分离、苦 咸水脱盐、液体消毒等快速、简便、低耗的新型分 离替代技术，也为电化学工业和医药工业提供了新 型选择性透过和缓释材料。目前高分子分离膜在海 水淡化方面已经成为主角，已经拥有制备18万吨/日 纯水设备的能力。 医药用功能高分子材料 医药用功能高分子是目前发展非常迅速的一个 领域，高分子药物、高分子人工组织器官在定向给药、器官替代、整形外科和拓展治疗范围方面做出了相当大的贡献。 3. 物理化学功能材料 耐高温高分子，高分子液晶等； 电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子等；光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子，光敏性高分子等； 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等。 4. 生物化学功能材料 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等； 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 光敏高分子化学，在光聚合、光交联、光降解、荧光以及光导机理的研究方面都取得了重大突破，特别在过去20多年中有了飞快发展，并在工业上得到广泛应用。比如光敏涂料、光致抗蚀剂、光稳定剂、光可降解材料、光刻胶、感光性树脂、以及光致发光和光致变色高分子材料都已经工业化。 近年来高分子非线性光学材料也取得了突破性进展。 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。 功能高分子的制备方法 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 例如，维生素C在空气中极易被氧化而变黄。 采用溶剂蒸发法研制以乙基纤维素、羟丙基甲基纤 维素苯二甲酸酯等聚合物为外壳材料的维生素C微 胶囊，达到了延缓氧化变黄的效果。将维生素C微 胶囊暴露于空气中一个月，外观可保持干燥状态， 色泽略黄。这种维生素C微胶囊进入人体后，两小 时内可完全溶解释放。 例子： 小分子过氧酸是常用的强氧化剂，在有机合成 中是重要的试剂。但是，这种小分子过氧酸的主要 缺点在于稳定性不好，容易发生爆炸和失效，不便 于储存。反应后产生的羧酸也不容易除掉，经常影 响产品的纯度。将其引入高分子骨架后形成的高分 子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高。 例子：青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，应用十分普遍。它具有易吸收