高分子化学复习.doc

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1、功能高分子材料一、吸附分离高分子材料：定义：吸附分离高分子材料是利用高分子材料与被吸附物质之间的物理或化学作用，使两者之间发生暂时或永久性结合，进而发挥各种功效的材料。用途：广泛应用于物质的分离与提纯。分类：物理吸附：吸附树脂吸附机理化学吸附：离子交换树脂和螯合树脂树脂形态：无定形、球形和纤维状孔结构：微孔、中孔、大孔、特大孔和均孔吸附树脂：定义：吸附树脂是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。吸附机理：吸附

2、树脂与被吸附物质之间的作用主要是物理作用，如范德华力、偶极--偶极相互作用、氢键等较弱的作用力。分类：非极性吸附树脂：主要通过范德华力吸附水溶液中的疏水性物质。物理吸附树脂非极性树脂的修饰中极性吸附树脂与中等极性单体共聚强极性吸附树脂：主要通过氢键作用和偶极--偶极相互作用进行。亲和吸附树脂：基于生物亲和原理设计合成的，对目标物质的吸附呈现专一性或高选择性的吸附剂。其吸附专一性或分子识别性能，来源于氢键、范德华力、偶极--偶极作用等多种键力的空间协同作用，是生命体系中普遍的现象，如抗体--抗原、酶--底物

3、、互补的DNA链。成球技术：悬浮聚合：溶有引发剂的单体以液滴状悬浮于水中进行自由基聚合的方法。整体看水为连续相，单体为分散相。聚合在每个小液滴内进行，反应机理与本体聚合相同，可看作小珠本体聚合。同样也可根据聚合物在单体中的溶解性有均相、非均相聚合之分。反相悬浮聚合：如是将水溶性单体的水溶液作为分散相悬浮于油类连续相中，在引发剂的作用下进行聚合的方法，称为反相悬浮聚合法。成球技术包括：疏水性单体的悬浮聚合单体：疏水性单体通常不含极性基团，如苯乙烯；交联剂：二乙烯苯，提高机械强度、热稳定性和化学稳定性；致孔剂

4、：提高吸附树脂比表面积；球体：影响因素分散剂、搅拌速度、油相/水相比例、反应器及搅拌装置结构。含极性基团的取代烯烃单体的悬浮聚合单体：含有极性基团的烯烃单体，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙烯酰胺等；通常在水相中加入食盐或同时在有机相中加入非极性溶剂，以增大单体与水相之间极性的差异，减少单体在水中的溶解度，尽量避免单体在水相或两相界面上的非成球聚合；选择合适的引发剂，以降低聚合温度，减小单体在水相中溶解度；加入自由基捕捉剂，减少水相中的聚合反应；极性较强的单体如丙烯酰胺，必须采用反相悬

5、浮聚合技术。交联剂：与单体的聚合速率要匹配，提高交联均匀性。水溶性单体的悬浮缩聚聚合（单体：水溶性的，故必须采用反相悬浮缩聚反应极性成球聚合；缩聚体系：酚--醛、胺--醛、脲--醛、胍--醛、酰胺--醛、多胺--环氧氯丙烷、聚氨酯等体系。缺点是不耐酸碱，作为离子交换树脂需注意。）线形高分子的悬浮交联成球反应（原则上，所有含有反应性基团的水溶性高分子，都可以由反相悬浮交联反应制备成多孔球形树脂；带有反应性基团的油溶性高分子则能够通过悬浮交联反应成球；线形高分子一般为天然高分子化合物，如明胶用醛类交联剂交联成

6、球，壳聚糖用戊二醛交联成球，葡聚糖及其他多糖可采用环氧氯丙烷交联成球。也有针对某些特殊用途人工合成的线形高分子经悬浮交联制备球形树脂，如某些大孔型吸附树脂的后交联技术。）致孔技术：惰性溶剂致孔、线形高分子致孔、后交联成孔(1)惰性溶剂致孔：惰性溶剂所占有的体积并不一定能完全成为孔体积；未处理的含致孔剂的大孔聚合物球粒中，存在两种主要的相互作用：溶剂/高分子链、高分子链之间的相互作用；机理：溶剂改变时，两种作用发生改变。当溶剂由高分子的良溶剂向不良溶剂转变，则高分子链之间的作用得到加强，使链间微孔释放出来，

7、最终形成的孔（尤其是原来的小孔）应当大于致孔剂存在时的孔；同时，也使整个大孔聚合物球粒的内敛作用加强，使总的孔体积缩小，一些大孔的孔径收缩，甚至塌陷，出现缩孔现象。反之，由不良溶剂改为良溶剂时，聚合物溶胀，孔体积增加，同时微孔增多。（说明不良溶剂致孔的大孔型树脂比良溶剂致孔的大孔型树脂有较大的孔径和较小的比表面积）(聚合物的良溶剂<溶胀剂>聚合物的不良溶剂<沉淀剂>)（习题1）特点：通过改变交联度、致孔剂用量、种类以及引入适量的功能基团，可以得到高比表面积和极性的大孔吸附树脂。(2)线形高分子致孔在悬浮聚

8、合的单体相中加入线形高分子也可合成大孔树脂，可用的线形高分子有聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯类等。机理：在聚合过程中，线形高分子促进相分离的发生。随着聚合反应的进一步极性，作为线形高分子溶剂的单体逐渐减少和消失，使线形高分子卷曲成团；悬浮聚合反应完成后，采用溶剂抽提提出聚合物球粒中的线形高分子，可得到孔径较大的大孔树脂。特点：采用高分子致孔剂，合成的树脂具有特大孔，比表面积小；线形高分子可与良溶剂或非良溶剂混合使用，可通过