材料化学 chapter5 功能高分子材料

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1、第五章功能高分子材料5.1功能高分子材料简介（1）什么功能高分子材料？一般来说，利用其力学性能的高分子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性能以外性能的高分子叫做功能高分子。功能高分子（functionalPolymer，EP）一般带有官能团，化学结构复杂，因此难以按化学结构来分类，一般按照功能来分类。什么功能高分子材料？这样功能高分子材料的定义应为：与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。而以这些材料为研究对象，研究它们的结构组成、构效关系、制备方法，以及

2、开发应用的科学，应称功能高分子材料化学。根据常规聚合物的性质和用途，可以将其分成以下最常见的五个大类，即合成纤维、合成橡胶、塑料、油漆涂料、高分子胶粘剂，合称常规高分子材料（2）功能高分子材料分类？按照高分子所具有的功能分类化学功能高分子离子交换剂、鳌合树脂、感光树脂、样换还原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等；物理功能高分子导电性高分子（电子型导电高分子、高分子固态离子导电、高分子半导体、高分子超导体、高分子电磁屏蔽材料）、高介电性高分子（高分子驻极体、高分子压电体等）高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料等介于物理和化学功能之间的高分子高吸

3、水性高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子功能膜、高分子功能电极等从制造和结构的角度分类结构性功能高分子材料复合型功能高分子材料功能特性分离材料和化学功能高分子材料生物医药功能高分子材料电磁功能高分子材料光功能高分子材料功能高分子材料分类举例见书中表5-1作业:选择其中一种高分子材料对其功能特性及应用做详细介绍？（3）功能高分子材料结构和性能的关系化学组成关键作用-官能团种类高分子骨架的性质聚集态结构独特性质化学组成化学组成是区别不同高分子材料的最基本要素。不同化学组成的高分子材料有不同的性能和功能，这在功能高分子中表现得尤为突出。聚乙烯聚乙炔官能团a.功能高分子表现出来的特殊

4、性质往往主要取决于分子中的官能团的种类和性质。……高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降低溶解度等辅助作用。交联聚苯乙烯季氨基磺酸基强碱性离子交换树脂强酸性离子交换树脂聚乙烯醇骨架过氧酸基N，N-二取代联吡啶基高分子氧化剂电致发光功能官能团b.聚合物骨架与官能团协同作用。……官能团的作用需要与高分子骨架结合或者通过骨架结构与其他官能团的相互作用而发挥作用。如：固相合成高分子试剂-是带有化学反应活性的高分子，可用做固体合成高分子的载体。官能团c.聚合物骨架起作用。……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；有时引入官能团只是起辅助作用。高分子骨架举例一：不少聚

5、氨基酸具有良好的抗菌活性，但其相应的低分子氨基酸却并无药理活性。实验结果显示，2.5ug/mL的聚L-赖氨酸可以抑制E.coli菌(大肠杆菌)，但小分子的L-赖氨酸却无此药理活性，而L-赖氨酸的二聚体的浓度要高至聚L-赖氨酸的180倍才显示出相同的效果。举例二：相反的情况也同样存在。在有些情况下，低分子药物高分子化后，药效随高分子化而降低，甚至消失。例如，著名的抗癌药DL—对(二氯乙基)氨基苯丙氨酸在变成聚酰胺型聚合物后，完全失去药效。高分子骨架1.线性聚合物根据链的结构和链的柔性，聚合物可以成为非晶态或者不同程度的结晶态。溶解性能较好，玻璃化温度一般较低，粘弹性比较好，小分子和离

6、子在其中容易扩散运动。2.交联聚合物在溶剂中不能充分溶解。不能形成分子型溶液。在适当的溶剂中可以溶胀，其体积大大增加。a.聚合物骨架种类几种交联聚合物高分子骨架b.功能材料聚合物的高分子效应……带有某种官能团的高分子化合物与相应的小分子化合物在物理、化学性质上有明显的不同，如挥发性、溶解性以及结晶度下降，高分子骨架对官能团的高度浓缩作用和模板作用等。由于引入高分子骨架而引起的这些明显的性质变化称为高分子效应。高分子骨架高分子骨架的引入，最直接的作用是使功能材料的挥发性和溶解性均大大下降挥发性↓—稳定性↑，不良气味和毒性↓溶解度↓—分离、回收再生等聚合物的亲水性、疏水性、粘弹性、半渗

7、透等性质在功能高分子材料的功能发挥中也起着某些重要作用1.高分子骨架的物理效应高分子骨架“无限稀释”作用：功能基团之间无相互干扰。如固相发合成肽；“高度浓缩”作用:邻位效应高分子骨架的构象、构型、结晶度等都因为骨架支撑作用对功能基的活性和功能产生明显的影响。2.高分子骨架的机械支撑作用高分子骨架模板效应是利用高分子骨架的空间结构，通过其构型和构象建立起的独特的局部空间环境，为有机合成提供一个类似于工业浇铸过程中模板的作用，从而有利于立体选择性合成乃至光学异构体的合成。