我功能高分子课件第一章总论.pptVIP

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。第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日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。第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日6、材料的宏观结构宏观结构包括材料的立体形状、宏观尺寸、结合形式、复合结构等。许多有功能材料制备的的各种光电子器件、功能器件的功能都与其宏观结构密切相关。功能高分子材料的构效关系就是由上述结构的变化产生性能变化之间的因果关系。所以人们期待的特殊功能都与其上述结构相关联。因此，功能高分子材料的结构是功能高分子材料研究的基础部分。第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日二、功能高分子材料构效关系分析1、官能团的性质与聚合物功能之间的关系a、功能高分子材料性质主要取决于所含的官能团的。在这一类功能高分子材料的研究开发中都是围绕着官能团发挥的作用而展开的，这类材料主要是将功能小分子通过高分子化过程得到的，其性质主要依赖与结构中的官能团的性质。着重讲述功能高分子与功能型小分子、普通聚合物之间相比较，产生的特殊构效关系的一般规律。第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日b、功能高分子材料性质取决于聚合物骨架与官能团协同作用官能团的作用需要通过与高分子骨架的结合或者通过高分子骨架与其他官能团相互结合而发挥作用c、官能团与聚合物骨架不能区分官能团与聚合物骨架在形态上不能区分，也就是说官能团是聚合物骨架的一部分，或者说聚合物骨架本身起着官能团的作用。d、官能团在高分子材料中仅起辅助作用除了上面三种情况以外，也有以聚合物骨架为完成所谓功能过程的主体，而所谓官能团仅仅起辅助效应.第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日2、功能高分子材料中聚合物骨架的作用（1）、溶解度下降效应（2）、高分子骨架的机械支撑作用（3）、高分子骨架的模板效应（4）、高分子骨架的稳定作用（5）、高分子骨架的其他作用第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日3、聚合物骨架的种类和形态对其性能的影响根据聚合物的化学形态，可以将聚合物骨架主要分成两种，一种是线性聚合物，即聚合物有一条较长的主链，没有或较少分支；另一种是交联聚合物，是线性聚合物通过交联剂反应生成的网状大分子。这两种聚合物具有明显不同的物理化学性质，作为功能高分子材料的骨架，根据其使用范围不同，相互间具有各自的优缺点。第37页，共62页，星期日，2025年，2月5日三、高分子材料与功能相关的其他性质1、聚合物的溶胀和溶解性质2、聚合物的多孔性3、聚合物的渗透性4、功能高分子材料的稳定性第38页，共62页，星期日，2025年，2月5日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。1.3功能高分子的制备方法第39页，共62页，星期日，2025年，2月5日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第40页，共62页，星期日，2025年，2月5日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第41页，共62页，星期日，2025年，2月5日优点：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