应用广泛的高分子材料 功能高分子材料
【学习目标】
1、了解常见功能高分子材料的成分及优异性能，了解“三大合成材料”的结构、性能和用途；
2、了解功能高分子材料在人类生产、生活中的重要应用，了解治理“白色污染”的途径和方法；
3、了解各类功能高分子材料的优异性能及其在高科技领域中的应用；
4、以合成高分子化合物的背景，了解有机合成在发展经济、提高生活质量方面的贡献。
合成材料品种很多，按用途和性能可分为合成高分子材料（包括塑料、合成纤维、合成橡胶、黏合剂、涂料等）；功能高分子材料（包括高分子分离膜、液晶高分子、导电高分子、医用高分子、高吸水性树脂等）和复合材料。其中，被称为“三大合成材料”的塑料、合成纤维和合成橡胶应用最广泛。
【要点梳理】
要点一、塑料【高清课堂：应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#应用广泛的高分子材料 功能高分子材料】
1．塑料的成分。
塑料的主要成分是合成高分子化合物即合成树脂。在塑料的组成中除了合成树脂外，还有根据需要加入的具有某些特定用途的加工助剂以改进其性能。如，提高柔韧性的增塑剂，改进耐热性的热稳定剂，防止塑料老化的防老化剂，赋予塑料颜色的着色剂等。
2．塑料的种类。
3．几种重要的塑料的性质。
（1）聚乙烯塑料的性质。
①聚乙烯塑料无嗅、无毒、具有优良的耐低温性能，最低使用温度可达－100℃；化学稳定性好，能耐大多数酸、碱的腐蚀；常温下不溶于一般溶剂，吸水性小；电绝缘性能优良。
②聚乙烯塑料品种很多，应用广泛，主要有：薄膜（低密度聚乙烯，有良好的透明度和一定的抗拉强度）用于各种食品、医药、衣物、化肥等的包装；中空制品（高密度聚乙烯，强度较高）用于塑制各种瓶、桶、罐、槽等容器；管板材（高密度聚乙烯）用于铺设地下管道和建筑材料；纤维（线型低密度聚乙烯）用于生产渔网绳索；包覆材料，用做包覆电缆、电线的高频绝缘材料。
（2）酚醛树脂。
①酚醛树脂是用酚类（如苯酚）与醛类（如甲醛）在酸或碱的催化下相互缩合而成的高分子化合物。 ②酚醛树脂属于热固性塑料，体型酚醛树脂受热后都不能软化或熔融，也不溶于任何溶剂。 ③酚醛树脂主要用做绝缘、隔热、难燃、隔音器材和复合材料。
要点二、合成纤维【高清课堂：应用广泛的高分子材料 功能高分子材料#合成纤维】
1．化学纤维是人造纤维和合成纤维的统称。
天然纤维：如棉花、羊毛、麻等
化学纤维： 人造纤维：如黏胶纤维 合成纤维：如“六大纶”、光导纤维等 纤维
合成纤维性能优异，原料来源丰富、价格便宜、用途广泛、生产不受气候等自然条件的限制。涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶被称为合成纤维的“六大纶”。它们具有强度高、弹性好、耐腐蚀、不缩水、质轻保暖等优点。
合成纤维除了改善了人们的穿着外，还被广泛用于工农业生产和高科技的各个领域。
要点三、橡胶
1．橡胶是具有高弹性的高分子化合物。
2．根据来源不同，橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶。
3．合成橡胶以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成，已经发展有丁苯橡胶、顺丁橡胶、合成天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶等品种。
4．合成橡胶一般具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或耐低温等性能。比如，顺丁橡胶的特点是弹性高，耐磨、耐寒’
性好，可在寒冷地带使用，主要用于制造轮胎、胶鞋、胶带等。
要点四、其他高分子材料
1．涂料。
（1）涂料是一种涂布于物体表面后能结成坚韧保护膜的物质，它常用于家具、道路指示牌以及船舶表面，可以起到保护、指示以及美化的作用。
（2）涂料的主要成分——成膜物质（也称固着剂），用于溶解成膜物质的有机溶剂会污染环境。目前，涂料正向无毒溶剂或无溶剂化方向发展。
2．黏合剂。
（1）目前使用的黏合剂是以各种树脂如酚醛树脂、脲醛树脂等为主要成分制成的。
（2）502瞬间强力胶是日常生活中常用的黏合剂，它是在聚 -氰基丙烯酸乙酯中加入适当填料制成的。 要点五、功能高分子材料
1．概念。
在合成高分子的主链或支链上接上带有某种特定功能的官能团，使它们具有特殊的功能，以满足光学、电学、磁学、热学、化学、生物学、医学等方面的要求，这样形成的高分子统称为功能高分子。
2．分类。
目前，常用的功能高分子材料的分类可表示如下：
3．几种重要的功能高分子材料。
（1）高吸水性树脂：
①有两种方法可以获得具有高吸水性能的树脂：
a ．对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行改性，住它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，以提高它们的吸水能力。
b ．以带有强亲水性原子团的化合物，如丙烯酸等为单体，均聚或两种单体共聚，得到亲水性聚合物。 这两种方法的共同点是：都要在反应中加入少量含有两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。
②高吸水性树脂可在干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水、改造土壤、改造沙漠。
（2）离子交换树脂主要用于分离和提纯，如制取去离子水，回收工业废水中的金属，硬水的软化等。 （3）医用高分子（如硅橡胶、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯醇等）的生物相容性较好、安全无毒，可用于制造医用器械和人造器官。
高吸水性树脂 离子交换树脂 光敏高分子 导电高分子 高分子催化剂和试剂 医用高分子 高分子膜 常用功能高分子材料
要点六、复合材料
1．概念。
复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料，其中一种材料作为基体，其他材料作为增强剂。 2．性能。
复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过单一材料。
3．应用。
复合材料主要应用于宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。
要点七、合成材料的应用及发展
合成材料广泛应用于工农业、国防、医药卫生、交通及日常生活等领域。随着经济的发展，各行各业对材料的需求在逐渐增多，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大，在人们的生产和生活中将发挥越来越重要的作用。
合成材料的快速发展与大量应用，其废弃物的急剧增加带来了环境污染，一些塑料制品所带来的“白色污染”尤为严重。目前，治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收开始，从长远来看，可逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”问题。
【典型例题】
类型一：合成材料的性能及用途
例1 下列原料或制成的产品中，如出现破损不可以进行热修补的是（）。
A．聚氯乙烯凉鞋 B．电木插座 C．自行车内胎 D．聚乙烯塑料膜
【思路点拨】本题考查对合成材料的性能、用途的理解与掌握以及对三大合成材料的优缺点的对比与分析。
【答案】B
【解析】聚氯乙烯凉鞋、自行车内胎、聚乙烯塑料膜等都是用热塑型塑料树脂加工而成的，可以反复加工，多次使用，出现破损时可进行热修补，而电木插座是用热固性塑料电木加工而成的，受热不熔化，出现破损时不能进行热修补。
【总结升华】热塑性塑料是以热塑性树脂为基本成分，受热软化，可以反复塑制，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等；热固性塑料是以热固性树脂为基本成分，加工成型以后变为不熔状态，如酚醛树脂、脲醛树脂等。
举一反三：
【变式1】下列原料或制成的成品中，可溶于有机溶剂的是（）。
A．有机玻璃
B．从废轮胎上刮下的橡胶粉末
C．涤纶绳（其主要成分为）
D．电木
【答案】A、C
【变式2】下列说法中正确的是（）。
A．合成纤维和人造纤维可统称为化学纤维
B．酚醛树脂和聚氯乙烯都是热固性塑料
C．锦纶丝接近火焰时先蜷缩，燃烧时有烧焦毛发的臭味，灰烬为有光泽的硬块，能压成粉末
D．维纶具有较好的吸湿性，是因为其分子链上含有羟基的缘故
【答案】A、D
【变式3】下列说法中正确的是（）。
A．硫化橡胶遇汽油能发生溶胀
B．聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温性能
C．合成橡胶是以石油、天然气为原料，以二烯烃和烯烃为单体聚合而成的高分子
D．橡胶的老化实质上发生的是酯化反应
【答案】A、C
例2 下列说法中正确的是（）。
A．天然纤维就是纤维素
B．合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品
C．化学纤维的原料可以是天然纤维
D．生产合成纤维的过程中发生的是物理变化
【答案】B、C
【解析】天然纤维不仅包括纤维素，还包括羊毛、蚕丝等；生产合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品，在生产过程中必包含有加聚或缩聚反应，应属化学变化；化学纤维的原料可以是天然纤维。如黏胶纤维就是用木材、草类等天然纤维经化学加工制成的。
类型二：功能高分子材料及复合材料的结构和性能
例3 下列有关新型高分子材料的说法中，不正确的是（）
A、高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等
B、复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂
C、导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料
D、合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度
【思路点拨】本题考查有关新型高分子材料的知识，认识功能材料对人类社会生产的重要性；了解高分子膜、导电分子、可降解塑料等各种高分子材料的性能和应用。
【答案】D
【解析】并不是所有人工合成的高分子材料植入人体都出现排斥反应，有不少的新型高分子材料具有优异的生物兼容性，在人体中排异很小，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。
【总结升华】高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，使气体混合物、液体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有反渗透、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚烯烃、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用离子交换膜电解食盐可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用气体分离膜从空气中富集氧可大大提高氧气回收率等。
举一反三：
【变式1】除了传统的三大合成材料以外，又出现了高分子分离膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，医用高分子材料，隐形高分子材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。试根据下列用途判断新型有机高分子材料的种类。
（1）用于海水和苦咸水的淡化方面：________。
（2）用于制造人工器官（如人工心脏）的材料：________。
【答案】（1）高分子分离膜（2）医用高分子材料（如硅聚合物和聚氨酯等高分子材料）
类型三：合成材料对环境的危害
“
例4 环保专家预言：废弃的地膜最终将成为祸害。武汉大学张俐娜教授提出用甘蔗渣、麦秆、芦苇浆做原料生产“再生纤维素共混膜”的研究课题，终获成功。使用“再生纤维素共混膜”不但能使农作物增产20％，而且其使用寿命一旦终结，其成分的30％可被微生物吃掉，剩余部分会在40多天内自动降解，对土壤无副作用。请回答下列问题：
（1）普通地膜能造成什么“祸害”？
（2）有人建议焚烧处理这些普通塑料废弃物，你认为可行吗？为什么？
（3）写出这种“再生纤维素共混膜”的主要化学成分（纤维素）的基本结构简式，该薄膜降解可能生成什么？
【思路点拨】废弃的地膜因为难在自然界降解，会造成“白色污染”。明确造成污染的原因即可找到解答题目的思路。
【答案】（1）普通地膜等塑料废弃物性质稳定，在自然界中难被生物降解，长期留在土壤中，会破坏土壤结构，降低土壤肥效，对农业生产造成危害。
（2）不行。焚烧废弃塑料，尤其是含氯塑料会严重污染环境。
（3）[C6H7O2(OH)3]n，该薄膜降解可能生成CO2和H2O（及其他无机盐）等。
【解析】塑料废弃物形成污染的主要原因是所用的合成树脂结构稳定。不易降解成小分子。而“再生纤维素共混膜”可以自动降解。故可以防止污染的产生。
【总结升华】对废弃的塑料制品造成的‘白色污染’的原因、后果及预防的考查”、“对为避免“白色污染”而使用的新材料的考查”都是近几年考试中出现频度较高的测试内容，需要熟练掌握化学用语的使用。
举一反三：
【变式1】据CCTV《科技博览》报道，近年来中科院首创用CO2合成可降解塑料聚二氧化碳，下列相关说法合理的是（）。
A．聚二氧化碳塑料是通过加聚反应制得的
B．聚二氧化碳塑料与干冰互为同素异形体
C．聚二氧化碳塑料与干冰都是纯净物
D．聚二氧化碳塑料的使用会产生“白色污染”
【答案】A
【变式2】为了保护人类的生存环境，人们开始着手利用废弃塑料，使它成为有用的资源：
①___________ ② ____________ ③ ___________。科学家展望，21世纪的高分子化学，要制造出对环境友好的高分子，包括在环境中可降解的塑料。例如，以_________和__________为原料制成聚乙烯光降解塑料；以_____________和_____________为原料制成微生物降解塑料等。
【答案】①直接用作材料②热解成单体③制成燃油和燃气乙烯CO 纤维素淀粉
1.功能高分子概述 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料 主要研究目标和内容：新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。 2.构效关系分析 官能团的性质与聚合物功能之间的关系，功能高分子中聚合物骨架的作用，聚合物骨架的种类和形态的影响。 3.什么叫反应型高分子？应用特点？ 反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂。 应用特点：具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用。 4.常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？ 常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。 卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。 酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。 5.高分子酸碱催化剂的制备及应用 阳离子交换树脂：苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯，将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂。 CH=CH 2 CH=CH 2 CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2n CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 交联苯乙烯 P P SO 3H + H 2SO 4(发烟)+ H 2O 交联苯乙烯强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂 阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂，产率高，污染少，便于分离 阴离子交换树脂：在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂
中国科学院长春应用化学研究所 二ОО九年攻读博士学位研究生入学试题 高分子化学与物理 高分子化学部分（共50分） 一.名词解释（共14分，每题2分） 1.无规预聚物 2.本体聚合 3.官能团的摩尔系数 4.凝胶点 5.聚合上限温度 6.SBS热塑弹性体 7.顺丁橡胶 二.写出下列高分子材料的起始单体，合成反应式，注明引发剂、催化剂及聚合反应类型（共16分，每题4分） 1.尼龙-6 2.聚（芳）砜 3.合成天然橡胶 4.端羟基对苯二甲酸乙二醇酯齐聚物 三.简答题（共15分，每题5分） 1.列表比较自由基聚合和阴离子聚合的特点（包括聚合方法、引发剂（催化剂）、 聚合温度、聚合机理、聚合速率） 2.制备聚甲醛，如何选择单体和聚合方法，为什么？ 3.什么叫功能高分子？合成功能高分子的方法有哪几种？请举出三个功能高分 子的例子，并写出他们的结构式。 四.研究工作调查（5分） 请写出你硕士论文的题目，主要研究成果及新颖性，以第一作者发表的与论文题目相关的文章几篇，发表在何种期刊上，论文的题目是什么？
高分子物理部分（共50分） 一．名词解释 (共10分，每题2分) 1．柔量 2．银纹 3．零切粘度 4．高分子液晶态 5．玻耳兹曼叠加原理 二．选择题 (共10分，每题1分) 1．比较聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯腈（PAN）、聚乙烯（PE）的柔顺性。（） (a) PE>PP>PVC>PAN, (b) PE>PP>PAN>PVC (c) PP>PE>PVC>PAN, (d) PAN>PVC>PP>PE 2．已知含有成核剂的聚丙烯在等温结晶时生成球晶，则其Avrami指数n为：（）。 （a）2, (b) 3, (c)4, (d)5 3．大多数聚合物熔体都属于（）。 （a）牛顿流体 (b)假塑性非牛顿流体 (c) 胀塑性非牛顿流体 (d) 宾汉流体 4．处于高弹态下的聚合物，可以运动的单元有（）。 (a) 链段, (b) 链节, (c) 短支链, (d)整个分子链 5．在玻璃化温度以下,随着温度的降低,高分子的自由体积将（）。 （a）保持不变, (b) 上升, (c)下降，(d) 先下降然后保持不变6．引起聚合物爬杆效应的是（）。 (a)温度效应 (b) 黏性行为 (c)弹性行为 7．下列实验方法可测量聚合物溶度参数的是（） (a) DSC法 (b)膨胀计法 (c)稀溶液粘度法 (d)密度法 8．下列方法中可以提高聚合物韧性的方法有（）。 (a) 与橡胶共混 (b)提高结晶度 (c)加入增塑剂 (d)增加交联度 9．下列相同相对分子质量的某聚合物样品，在相同条件下用凝胶渗透色谱测得的淋出体积大小顺序为（）>（）>（） (a) 轻度支化样品 (b) 线性样品 (c)高度支化样品10．橡胶的使用温度范围是（） (a) T f 以上(b)T g ~T f 之间(c)Tg 以下(d)Tg以上 三．简答题 (共10分，1题3分，2题7分) 1．试讨论高分子溶液在高于、等于、低于θ温度时，其热力学性质各如何？高分子在溶液中的尺寸形态又如何？
化学与生活知识点总结 专题一洁净安全的生存环境 第一单元空气质量的改善 一、空气质量报告 （一）、空气质量评价包括：二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物 空气污染指数：根据空气中二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、可吸入颗粒物等污染物的浓度计算出来的数值。首要污染指数即位该地区的空气污染指数 （二）、大气主要污染物及其危害 1、温室效应 （1）原因：①全球化石燃料用量猛增排放出大量的CO2；②乱砍乱伐导致森林面积急剧减少，吸收CO2能力下降。 2、主要危害：（1）冰川熔化，使海平面上升（2）地球上的病虫害增加（3）气候反常，海洋风暴增多（4）土地干旱，沙漠化面积增大。 3、控制温室效应的措施 （1）逐步调整能源结构，开发利用太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能等，减少化石燃料的燃烧；（2）进一步植树造林、护林、转化空气中的CO2 2、酸雨 （1）原因：酸性氧化物（SO2、NO2）SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2==2H2SO4 （2）防止方法：①开发新能源（太阳能、风能、核能等）②减少化石燃料中S的含量
钙基脱硫CaCO3==CaO+CO2 CaO+SO2==CaSO3 2CaSO3+O2==2CaSO4 ③吸收空气中的SO2 ④加强环保教育 3、机动车尾气污染：尾气净化装置2NO+2CO N2+2CO2 4、CO 能和人体的血红蛋白结合使能中毒 5、可吸入颗粒物：静电出尘 6、居室空气污染物：甲醛、苯及其苯的同系物、氡等 危害：甲醛对人体健康的影响（肝功能异常等） 7、白色污染的危害：①破坏土壤结构②降低土壤肥效③污染地下水④危及海洋生物的生存第二单元水资源的合理利用 一、自来水厂净化水的一般步骤 混凝沉降过滤活性碳吸附池除味杀菌消毒 明矾---目的：净水原理：Al3++3H2O Al（OH）3（胶体）+3H+ Al（OH）3（胶体）有吸附性吸附水中杂质沉降 活性碳目的：去除异味。原理：吸附性 液氯目的：杀菌消毒Cl2+H2O HCl+H ClO（强氧化性） 二、污水处理中化学方法及其原理 污水处理常见有物理方法、化学方法、生物方法 1、化学方法中和法氧化还原法沉淀法 （1）中和法适合于处理酸性污水 （2）氧化还原法适合处理油类、氰化物、硫化物等（空气、臭氧、氯气）是常见氧化剂（3）沉淀法适合于处理含重金属离子污水（如加入适量的碱控制废水的PH值） 第三单元生活垃圾的分类处理 无害化处理:焚烧法、卫生填埋法、回收作特殊处理 垃圾处理资源化处理:垃圾产生沼气、废弃塑料回收、废玻璃的回收利用 专题二营养均衡与人体健康 第一单元摄取人体必需的化学元素
1功能高分子材料的特点：①产量小，产值高，制造工艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 能 ③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/ 功能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能 2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高 分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性 高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料， 医用高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化 物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功 能高分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染 作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加 ②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥 作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合 一同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于 树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使 其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水 后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生 的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结 构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展 力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内 构成了含有大量水的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等有关
07中国研究生教育分专业排行榜(武汉大学中国科学评价研究中心)：070305高分子化学与物理 排名学校等级排名学校等级排名学校等级 1 吉林大学A+ 6 南京大学A 11 中国科学技术大学A 2 复旦大学A+ 7 浙江大学A 12 北京化工大学A 3 南开大学A+ 8 四川大学A 13 清华大学A 4 北京大学A 9 上海交通大学A 14 武汉大学A 5 中山大学A 10 华南理工大学A B+ 等(22 个) ：兰州大学、苏州大学、西北工业大学、东华大学、华中科技大学、郑州大学、华东理工大学、湘潭大学、山东大学、湖南大学、青岛科技大学、西北师范大学、大连理工大学、厦门大学、福建师范大学、河北大学、河南大学、安徽大学、福州大学、西北大学、广东工业大学、湖北大学 B 等(22 个) ：东南大学、华侨大学、东北大学、河北工业大学、济南大学、哈尔滨工业大学、合肥工业大学、华东师范大学、南京工业大学、江西师范大学、西安交通大学、鲁东大学、北京师范大学、南京理工大学、江苏工业学院、北京航空航天大学、哈尔滨理工大学、上海大学、太原理工大学、华南师范大学、中北大学、陕西师范大学 C 等(15 个) ：名单略 国家重点学科 北京大学南开大学中山大学复旦大学吉林大学南京大学 博士点 安徽大学北京大学北京化工大学北京师范大学大连理工大学东北师范大学东华大学福建师范大学福州大学复旦大学河北大学河南大学湖南大学华东理工大学华东师范大学华南理工大学华中科技大学吉林大学兰州大学南京大学南开大学青岛科技大学清华大学山东大学山西大学陕西师范大学上海交通大学四川大学苏州大学天津大学同济大学武汉大学西北大学西北工业大学西北师范大学厦门大学湘潭大学浙江大学郑州大学中国科学技术大学中国科学院研究生院中山大学
第一章功能高分子材料概述 1.高性能高分子材料定义：对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 2.功能高分子材料定义：当受外部刺激时，能以化学或物理方式，表现出与常规高分子明显不同的物理化学性质并具有某些特殊功能的高分子。 3.功能高分子材料的构效关系：是指功能高分子材料结构变化与所引起性能变化之间的因果关系。 4.功能高分子中官能团的作用 ①功能取决于所含官能团 如：高分子氧化剂中的过氧酸基 N，N-二取代联吡啶的电致发光功能 季胺基、磺酸基的离子交换功能 ②官能团与聚合物骨架协同作用 固相合成试剂(聚对氯甲基苯乙烯) ③官能团与聚合物骨架不同区分 主链型聚合物液晶(致晶原在主链上) 导电高分子(具有线性共轭结构的聚乙炔、聚苯胺) ④官能团只起辅助作用 改善溶解性、降低Tg 5.功能高分子中聚合物骨架的作用 ①稳定作用、离子交换树脂中的三维网状高分子 ②机械支撑作用 ③模板作用,高分子骨架的空间限制立体选择合成及光学异构体的合成 6.聚乙烯醇的制备及与小分子化合物反应使其功能化的路线。 聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解可制得聚乙烯醇。酸和碱都有催化作用。 聚乙烯醇的功能化
7.功能高分子的制备技术 ①功能性小分子的高分子化 功能性小分子的高分子化可利用聚合反应，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方法与聚合物骨架连接，将高分子化合物作为载体；甚至可通过物理方法，如共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。 如：将小分子过氧酸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－二甲基联吡啶经过高分子化后，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；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。 ②已有高分子材料的功能化 利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。如，聚苯乙烯与氯甲醚反应可以得到聚对氯甲基苯乙烯，将这种氯甲基化的聚苯乙烯在二甲基亚砜中用碳酸氢钾处理，可形成聚对甲醛苯乙烯，进一步氧化则可得到高分子过氧酸。 ③多功能材料的复合及已有功能高分子的功能扩展。 如以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中；又如在离子交换树脂中的离子取代基邻位引入氧化还原基团，如二茂铁基团，以该法制成的功能材料对电极表面进行修饰，修饰后的电极对测定离子的选择能力受电极电势的控制。 第二章离子交换树脂和吸附树脂 1.离子交换树脂：是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能-离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。 2.从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重要的功能高分子材料。如离子交换纤维、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。 3. 离子交换纤维：是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型材料。其基本特点与离子交换树脂相同，但外观为纤维状，并还可以不同的织物形式出现，如中空纤维、纱线、布、无纺布、毡、纸等。 4.吸附树脂：也是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，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。 5.离子交换树脂的结构 离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状 高分子材料，外形一般为颗粒状。树脂由三部分组成： 三维空间结构的网络骨；骨架上连接的可离子化的功能 基团；功能基团上吸附的可交换的离子。 聚苯乙烯型阳离子交换树脂的示意图
中国科学院大学硕士研究生入学考试《高分子化学与物理》考试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试 《高分子化学与物理》考试大纲 本《高分子化学与物理》考试大纲适用于中国科学院大学高分子化学与物理专业的硕士研究生入学考试。高分子化学与物理是化学学科的基础理论课。高分子化学内容主要包括连锁聚合反应、逐步聚合反应和聚合物的化学反应等聚合反应原理，要求考生熟悉相关高分子化学的基本概念，掌握常用高分子化合物的合成方法、合成机理及大分子化学反应，能够写出主要聚合物的结构式，熟悉其性能并且能够对给出的现象给以正确、合理的解释。高分子物理内容主要包括高分子的链结构与聚集态结构，聚合物的分子运动，聚合物的溶液性质以及聚合物的流变性能、力学性能、介电性能、导电性能和热性能等，要求考生熟悉相关高分子物理的基本概念，掌握有关聚合物的多层次结构及主要物理、机械性能的基本理论和基本研究方法。考生应具备运用高分子化学与物理的知识分析问题、解决问题的能力。 一、考试基本要求 1．熟练掌握高分子化学与物理的基本概念和基础理论知识； 2．能够灵活运用所学知识来分析问题、解决问题。 二、考试方式与时间 硕士研究生入学《高分子化学与物理》考试为闭卷笔试，考试时间为180分钟，总分150分。 三、考试主要内容和要求 高分子化学部分 （一）绪论 1、考试内容 （1）高分子的基本概念；（2）聚合物的命名及分类；（3）分子量；（4）大分子微结构；（5）线形、支链形和体形大分子；（6）聚合物的物理状态；（6）聚合物材料与强度。 2、考试要求 【掌握内容】 （1）基本概念：单体、聚合物、聚合反应、结构单元、重复单元、单体单元、链节、聚 合度、均聚物、共聚物。（2）加成聚合与缩合聚合；连锁聚合与逐步聚合。（3）从不同 角度对聚合物进行分类。（4）常用聚合物的命名、来源、结构特征。（5）线性、支链形和 体形大分子。（6）聚合物相对分子质量及其分布。（7）大分子微结构。（8）聚合物的物理 状态和主要性能。 【熟悉内容】 （1）系统命名法。（2）典型聚合物的名称、符号及重复单元。（3）聚合物材料和机械强度。【了解内容】 高分子化学发展历史。
最新高二化学重点知识点总结分享五篇 相信有很多同学到了高中会认为化学是理科，所以没必要死记硬背。其实这是错误的想法，高中化学知识点众多，光靠一个脑袋是记不全的，好记性不如烂笔头，要想学好数学，同学们还是要多做知识点的总结。 高二化学知识点1 一、硫及其化合物的性质 1.铁与硫蒸气反应：Fe+S△==FeS 2.铜与硫蒸气反应：2Cu+S△==Cu2S 3.硫与浓硫酸反应：S+2H2SO4(浓)△==3SO2↑+2H2O 4.二氧化硫与硫化氢反应：SO2+2H2S=3S↓+2H2O 5.铜与浓硫酸反应：Cu+2H2SO4△==CuSO4+SO2↑+2H2O 6.二氧化硫的催化氧化：2SO2+O22SO3 7.二氧化硫与氯水的反应：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 8.二氧化硫与氢氧化钠反应：SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O 9.硫化氢在充足的氧气中燃烧：2H2S+3O2点燃===2SO2+2H2O 10.硫化氢在不充足的氧气中燃烧：2H2S+O2点燃===2S+2H2O 二、镁及其化合物的性质 1.在空气中点燃镁条：2Mg+O2点燃===2MgO
2.在氮气中点燃镁条：3Mg+N2点燃===Mg3N2 3.在二氧化碳中点燃镁条：2Mg+CO2点燃===2MgO+C 4.在氯气中点燃镁条：Mg+Cl2点燃===MgCl2 5.海水中提取镁涉及反应： ①贝壳煅烧制取熟石灰：CaCO3高温===CaO+CO2↑CaO+H2O=Ca(OH)2 ②产生氢氧化镁沉淀：Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ ③氢氧化镁转化为氯化镁：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O ④电解熔融氯化镁：MgCl2通电===Mg+Cl2↑ 三、Cl-、Br-、I-离子鉴别： 1.分别滴加AgNO3和稀硝酸，产生白色沉淀的为Cl-;产生浅黄色沉淀的为Br-;产生黄色沉淀的为I- 2.分别滴加氯水，再加入少量四氯化碳，振荡，下层溶液为无色的是Cl-;下层溶液为橙红色的为Br-;下层溶液为紫红色的为I-。 四、常见物质俗名 ①苏打、纯碱：Na2CO3;②小苏打：NaHCO3;③熟石灰：Ca(OH)2; ④生石灰：CaO;⑤绿矾：FeSO4?7H2O;⑥硫磺：S;⑦大理石、石灰石主要成分：CaCO3;⑧胆矾：CuSO4?5H2O;⑨石膏：CaSO4?2H2O;⑩明矾：KAl(SO4)2?12H2O 五、铝及其化合物的性质 1.铝与盐酸的反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2.铝与强碱的反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
1功能高分子材料的特点：①产景小，产值高，制造丁.艺复杂 ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 fib ③既可以单独使用，也可与M:它材料复合制成构建，实现结构/ 功 能一体化 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输山的信息能量属于hd—种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能 二次功能：材料输入和输出的能景具奋不同形式，材料其能量转化作川，这种功能称二次功能2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分了，化学功能高分了，生物功能和民用高分子，其它功能高分子 ②按性质和功能分类：反应型高分了材料，光敏型高分了材料，电活性高 分子材料，膜型高分子材料,吸附性高分子材料,高性能工程材料，医用 高分子材料，其他功能高分子材料 3制备：化学法：①功能型小分了高分了?化②已冇通用高分了?材料功能化物理法：①聚合物包埋法 ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等③功能高 分子在读功能化的物理方法 表征途径：红外，X射线衍射，透射电焼，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：川量少，ph适川范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理髙效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染作用原理：①带电絮凝剂吋与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撺增加② 一个分散微粒可以同吋吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥作用， 曲高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分了链也可同时吸附两个以上微粒，高分了?乐意在多出与微粒结合一 同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含暈，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为艽具冇天然或介成的岛分子电解质三维交联结构，首先由于树脂 中亲水基团与水形成鉍键，产生相互作用，水进入树脂而使其溶胀， 俏交联构成的三维结构乂阻止树脂的溶解，此后，吸水后高分子中 电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生的由外h'd A 的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结构扩展，似足 交联结构乂阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展力达到平衡，水 不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内构成了含有大量水 的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等奋关
一、名词解释 3.单体单元:(与单体具有相同的化学组成，只是电子结构不同的原子组合。） 4.结构单元:(构成高分子主链，并决定主链结构的最小的原子组合。) 5.重复结构单元:（主链上化学组成相同的最小原子组合，有时简称为重复单元或链节。) 7.聚合度：(结构单元数n定义位高分子的聚合度X。)1.体型缩聚:多官能单体参加反应，能形成非线性的多支链产物，支化的大分子有可能进一步交联成体型结构的产物,这种凡能形成体型结构缩聚物的缩聚反应,称为体型缩聚。 2．凝胶现象：体型缩聚反应在聚合过程中一般表现为反应体系的黏度在聚合初期逐渐增大，当反应进行一定程度后，黏度突然急剧增大，体系转变为具有弹性的凝胶状物质，这一现象称为凝胶化或凝胶现象。 3.凝胶点：出现凝胶现象时的反应程度(临界反应程度)称为凝胶点。 1７. 转化率 :已转化为聚合物的单体量占起始单体量的百分数 18. 反应程度：参加反应的官能团数目与起始官能团数目的比值 偶合终止：两个大分子自由基相互结合生成一个大分子的终止方式,称为偶合终止。 歧化终止:歧化终止两个大分子自由基相互间反应,生成两个大分子的终止方式，称为歧化终止。 链转移反应:链转移反应是指在聚合过程中,链自由基可能从单体、引发剂、溶剂或大分子上夺取一个原子(大多数为氢原子)而终止，而失去一个原子的分子则成为新的自由基,并能继续进行反应形成新的活性自由基链,使聚合反应继续进行。 引发剂效率：用于引发聚合的引发剂量占引发剂分解总量的百分率。 诱导分解：自由基（包括初级自由基、单体自由基、链自由基）向引发剂分子的链转移反应。 笼蔽效应：引发剂分解产生的初级自由基在与单体反应生成单体自由基之前，发生了副反应而失活这种效应称为笼蔽效应。 诱导效应:有机分子中引入一原子或基团后,使分子中成键电子云密度分布发生变化,从而使化学键发生极化的现象,称为诱导效应 6.异构化聚合:阳离子聚合中由于碳正离子的不稳定，异构成更稳定的结构,发生所谓的异构化反应。若异构化反应比链增长更快,则进行异构化聚合。 7．活性聚合:当单体转化率达到１00％时，聚合仍不终止,形成所具有反应活性聚合物的聚合。 ８.等规度：表征聚合物的立构规整指数,即有规立聚合物量当的分率。 ５、构型:分子链中通过化学键相连接的原子和原子团的排列方式 ７、几何异构：当分子链的双键两侧的碳原子所连接的原子或者集团在空间的排列方式不同时就会形成顺势结构和反式结构,这种结构称为几何异构 １0、构型：分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。这种排列是稳定的,要改变构型必须经过化学键的断裂和重组; 1１、构象:由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化； 1３、内聚能密度：单位体积的内聚能,内聚能是指将1mｏl的液体或固体分子气化所需要的能量； 17、结晶度:聚合物中结晶部分的重量或体积对全体重量或体积的百分数； 1８、结晶形态:由晶胞排列堆砌生长而成的晶体大小和几何形态; 19、取向：聚合物受到外力作用后，分子链和链段沿外力作用方向的择优排列;
第一章水溶性高分子 水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（-SO3H）；阴离子交换树脂（-N+R3Cl-）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生；b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格）
天津大学硕士研究生入学考试复试课 考试大纲 课程编号：课程名称：高分子化学及物理 一、考试的总体要求 高分子化学：较系统地掌握高分子化学的基本知识，熟悉不同类型聚合反应的特征，了解聚合物合成及改性的主要机理和方法。考生应具有一定综合运用高分子化学知识分析和解释问题的能力。 高分子物理：考生要较系统地掌握高分子物理学的基本知识，高分子结构和分子运动的特点，以及它们和性能之间的关系。考生应具有综合运用这些知识分析和解释问题的能力。 二、考试的主要内容 高分子化学部分（25 %） 1．了解自由基聚合反应的机理及反应特征；自由基聚合微观动力学、聚合速率方程；自动加速现象及促使其产生和抑制的方法；温度对聚合速率、聚合度的影响。 2．共聚物的类型和命名；二元共聚反应组成方程、共聚物组成曲线；竞聚率及其影响因素；共聚物组成与转化率的关系；取代基对单体活性和自由基活性的影响；Q--e概念。 3．了解本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合实施方法及特点；乳液聚合机理及聚合动力学。 4．离子型聚合单体；阳离子型聚合及阴离子型聚合引发体系；离子型聚合的影响因素；活性聚合物和化学计量聚合及其应用；自由基聚合与离子型聚合的比较。 5．配位聚合的定义和特点；配位引发剂的类型和作用；聚合物的立构规整度；Ziegler 一Natta引发剂的组成、性质和反应，第三组份的作用。 6．线型缩聚机理；影响线型缩聚物聚合度的因素和控制方法；重要线型逐步聚合物的原料和生产方法（如涤纶、聚酰胺、聚氨酯等）。体型缩聚与单体官能度；无规预聚物和结构预聚物；凝胶化作用和凝胶点的预测。 7．聚合物的反应活性及其影响因素；聚合物的相似转变，聚合度变大的化学转变（交联、接枝、扩链）；聚合物的降解（热降解、水解、氧化降解及光氧化降解）；聚合物老化和防老化。 8．高分子化学实验以实验课做过的实验为主，要求掌握实验实施方法、聚合机理、影响因素、反应式、数据处理、实验现象解释。 高分子物理部分(75 %) 1. 高分子链的结构和聚集态结构的特点及相互关系，它们对聚合物性能的影响。链的近程结构重点掌握链节的对称性和规整性、共聚物链节的序列分布对聚集态结构和聚合物性能的影响。链的远程结构重点掌握链柔性的充要条件，影响因素，表征和柔性对聚合物性能的影响。链的聚集态结构重点掌握各种聚集态结构的特点，形成条件，影响因素，研究方法和聚集态结构对材料性能的影响。 2. 高分子链的分子运动特点，它与微观结构和宏观性质间的关系。重点掌握玻璃化转变的物理本质，玻璃化转变温度和熔点的影响因素，测定方法；各种结构因素对力学状态的影响。 3. 橡胶的力学特点，高弹性的本质，橡胶状态方程式的推导、修正和应用以及合成橡胶结构的特点；高聚物粘弹性的典型力学现象和分子运动解释，基本模型描述，时温等效原理和WLF方程式的应用。 4. 高分子稀溶液热力学性质的特点，Flory-Huggins高分子溶液理论的要点，溶液化学位公
水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（3H）；阴离子交换树脂（3）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生；b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格） 高吸油树脂类型及制备方法：（1）聚丙烯酸酯类（2）聚烯烃类树酯（3）丙烯酸酯和烯烃共聚物（4）聚氨酯吸油泡沫
《功能高分子材料》复习题 一、功能高分子材料按其功能性可以分为几类？ 功能高分子可从以下几个方面分类： 1.力学功能材料： 1)强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 2)弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 2.化学功能材料： 1)分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等； 2)反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3)生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 3.物理化学功能材料： 1)耐高温高分子，高分子液晶等； 2)电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子，感电子性高分子等； 3)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； 4)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： 1)人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2)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； 3)生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 二、说明离子交换树脂的类型及作用机理？试述离子交换树脂的主要用途。 1.阳离子交换树脂。机理：解离出阳离子、并与外来阳离子进行交换； R-SO3H+M+——R-SO3M+H+ 2.阴离子交换树脂。机理：解离出阴离子、并与外来阴离子进行交换。 RN+H3OH-+X-——RN+H3X-+OH- 3.应用： 1）水处理：包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备。 2）冶金工业：分离、提纯和回收铀、钍等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属。 3）原子能工业：包括核燃料的分离、提纯、精制、回收等，还是原子能工业废水去除放射性污染处理的主要方法。 4）海洋资源利用：从海洋生物（例如海带）中提取碘、溴、镁等重要化工原料，用以海水制取淡水。 5）食品工业：制糖、酿酒、烟草、乳品、饮料、调味品等食品加工中都有广泛地应用。 6）医药工业：例如在药物生产中用于药剂的脱盐、吸附分离、中和及中草药有效成分的提取等。 7）化学工业：在化学实验、化工生产上是重要的单元操作，普遍用于多种无机、有机化合物的分离、提纯、浓缩和回收等。 8）环境保护：在废水、废气的浓缩、处理、分离、回收及分析检测上都有重要应用，已普遍用于电镀废水、造纸废水、矿冶废水、生活污水、影片洗印废水、工业废气等治理。
单体：能通过相互反应生成高分子的化合物。 高分子或聚合物：由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。相对分子质量低于1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。 主链：构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合。 侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支链。支链可以较小，称为侧基；也可以较大，称为侧链。 聚合反应:由低分子单体合成聚合物的反应称做~. 重复单元：聚合物中组成和结构相同的最小单位称为~，又称为链节。 结构单元：构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位（或原子组合）称为~ 单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。 连锁聚合（Chain Polymerization ）：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合（Step Polymerization ）：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应（Addition Polymerization ）：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应（Condensation Polymerization ）：即缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 线型聚合物:指许多重复单元在一个连续长度上连接而成的高分子. 热塑性塑料(Thermoplastics Plastics)：是线型可支链型聚合物，受热即软化或熔融，冷却即固化定型，这一过程可反复进行。聚苯乙烯（PS ）、聚氯乙烯（PVC ）、聚乙烯（PE ）等均属于此类。 热固性塑料(Thermosetting Plastics)：在加工过程中形成交联结构，再加热也不软化和熔融。酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂等均属于此类。 应力松弛：在固定的温度和形变下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐减弱的现象 蠕变：在一定温度和较小的恒定应力下，聚合物形变随时间而逐渐增大的现象。蠕变反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力 时温等效原理：从分子运动的松驰性质可以知道，同一个力学松驰现象，既可在较高的温度下，较短的时间内观察到，也可以在较低的温度下，较长的时间内观察到。因此，升高温度与延长时间对分子运动和粘弹性都是等效的。 WLF 方程：12()log () S T S C T T a C T T --=+- 脆性断裂：在材料屈服之前发生的断裂称为~
第一章绪论 1.1 高分子的基本概念 高分子化学：研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。 单体：能通过相互反应生成高分子的化合物。 高分子或聚合物(聚合物、大分子)：由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。相对分子质量低于1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。 主链：构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合。 侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支链。支链可以较小，称为侧基；也可以较大，称为侧链。 端基：连接在主链末端原子上的原子或原子集合。 重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元，可简称重复单元，又可称链节。 结构单元：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。（构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~）。 单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。 聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应。 连锁聚合：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应：缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 1.2 高分子化合物的分类 1) 按高分子主链结构分类：可分为：①碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。②杂链聚合物：聚合物的大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮，硫等杂原子。③元素有机聚合物：聚合物的大分子主链中没有碳原子孙，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。④无机高分子：主链与侧链均无碳原子的高分子。 2）按用途分可分为：塑料、橡胶、纤维三大类，如果再加上涂料、粘合剂和功能高分子则为六大类。塑料：具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。橡胶：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。纤维：聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。 3）按来源分可分为：天然高分子、合成高分子、半天然高分子（改性的天然高分子） 4）按分子的形状分：线形高分子、支化高分子、交联(或称网状)高分子 5）按单体分：均聚物、共聚物、高分子共混物(又称高分子合金) 6）按聚合反应类型分：缩聚物、加聚物 7）按热行为分：热塑性聚合物：聚合物大分子之间以物理力聚集而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。热固性聚合物：许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分