功能高分子材料的制备.ppt

第七章功能高分子材料的制备;高分子材料相对于老式材料如水泥、玻璃、陶瓷和钢铁而言是后起的材料，但其发展速度及应用的广泛性却大大超过了老式材料。可以说高分子材料已不再是老式材料的代用品，已成为工业、农业、国防和科技等领域的重要材料。高分子材料无所不在，广泛渗透于人类生活的各个方面，在人们生活中发挥着巨大的作用。;前很快美国宇航局在费城召开的会议中指出，新材料的重要内容包括聚合物、复合材料、磁性材料、半导体材料、光学纤维和陶瓷。这些材料中，除半导体材料外，均波及高分子材料，可见高分子材料在现代及未来国际竞争中占有相称重要的地位。;1.功能高分子材料概念：

指既有老式高分子材料的机械性能,又有某些特殊功能的高分子材料。;2.功能高分子材料的种类:

反应型高分子，包括高分子试剂和高分子催化剂

光敏型高分子，包括多种光稳定剂、光刻胶、感光材料和光致变色材料

电活性高分子材料，包括导电聚合物、能量转换型聚合物和其他电敏材料

膜型高分子材料，包括多种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料;(5)吸附性高分子材料，包括高分子吸附性树脂、高分子絮凝剂和吸水性高分子吸附剂等

(6)其他功能高分子材料，如磁性高分子材料、生物高分子材料、液晶高分子材料;3.功能高分子材料的制备措施:

通过功能型小分子材料的高分子化

已经有高分子材料的功能化和多功能化和多功能材料的复合

已经有功能高分子材料的功能扩展

上述几种措施相结合;7.1.1功能性小分子的高分子化

许多功能高分子材料是从对应的功能小分子化合物发展而来的，这些已知功能的小分子化合物一般已经具有了我们所需要的部分重要功能，不过从实际使用角度来讲，也许还存在许多局限性，无法满足使用规定。对这些功能性小分子进行高分子化反应，赋予其高分子的功能特点，即有也许开发出新的功能高分子材料。;几种例子：

小分子过氧酸(分子中具有过氧基—O—O—的酸)是常用的强氧化剂，在有机合成中是重要的试剂。不过，这种小分子过氧酸的重要缺陷在于稳定性不好，轻易发生爆炸和失效，不便于储??。反应后产生的羧酸也不轻易除掉，常常影响产品的纯度。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。;N,N－二甲基联吡啶是一种小分子氧化还原物质，其在不一样氧化还原态时具有不一样颜色，常常作为显色剂在溶液中使用。通过高分子化后，可将其修饰固化到电极表面，便可以成为固体显色剂和新型电显材料。;青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，应用十分普遍。它具有易吸取，见效快的特点，但也有排泄快的缺陷。运用青霉素构造中的羧基、氨基与高分子反应，可得到疗效长的高分子青霉素。例如将青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。;功能性小分子的高分子化可运用聚合反应，如共聚、均聚等；也可将功能性小分子化合物通过化学键连接的化学措施与聚合物骨架连接，将高分子化合物作为载体；甚至可通过物理措施，如共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。;（1）带有功能性基团的单体的聚合

这种制备措施重要包括下述两个环节：首先是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；也可在具有可聚合基团的单体中引入功能性基团得到功能性单体。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。;丙烯酸分子中带有双键，同步又带有活性羧基。通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互换树脂、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朴例子。;将具有环氧基团的低分子量双酚A型环氧树脂与丙烯酸反应，得到含双键的环氧丙烯酸酯，这种单体在制备功能性粘合剂方面有广泛的应用。;除了单纯的连锁聚合和逐渐聚合之外，采用多种单体进行共聚反应制备功能高分子也是一种常见的措施。尤其是当需要控制聚合物中功能基团的分布和密度时，或者需要调整聚合物的物理化学性质时，共聚也许是最行之有效的处理措施。;（2）带有功能性基团的小分子与高分子骨架的结合

这种措施重要是运用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架，从而变化聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。

一般用于这种功能化反应的高分子材料都是较廉价的通用材料。在选择聚合物母体的时候应考虑许多原因，首先应较轻易地接上功能性基团，此外还应考虑价格低廉，来源丰富，具有机械、热、化学稳定性等等。;