第2章 反应型功能高分子
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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高分子化学试剂与普通试剂相比优缺点 优点:(1)简化操作过程。高分子化的高分子反应试剂和催化剂在反应体系中仅能溶胀,不能溶解,这样
有利于使其与小分子的原料和产物分离(2) 有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生(3)可以提高试剂的
稳定性和安全性(4)所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化度(5)提高化学反应的选
择性 (6)可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境 缺点:1增加试剂生产的成本 2降低化学反应速度
氧化还原型高分子试剂:含醌式结构的高分子试剂,含硫醇结构的高分子试剂,含吡啶结构的高分子试剂,
含二茂铁结构高分子试剂,含多核杂环芳烃结构高分子试剂 高分子氧化试剂:高分子过氧酸,高分子硒试剂 高分子还原试剂:高分子锡还原剂,高分子磺酰肼反应试剂 高分子卤化试剂:二卤化磷型,N-卤化酰亚胺型,三价碘型 高分子酸碱催化剂的特点:1、网状结构2、难溶(水、酸、碱、有机溶剂)3、稳(热、机械、化学)4、
含活性基团(-SO3 H、-COOH) 提供-H或者-OH基团催化反应。
3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复合型导电高分子材料 定义:复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质,如炭黑、金属粉等,
通过分散复合等方法构成的复合材料。 结构:分散复合结构,层状复合结构,表面复合结构,梯度复合结构 构成:高分子基体材料(连续相和粘结体作用),导电填充材料,助剂 导电原理:渗流理论,隧道导电理论,PTC效应(热膨胀说,晶区破坏说) 应用:复合型导电塑料,复合型导电橡胶,复合型导电涂料,导电粘合剂。
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第一章 绪论
1、高分子分别在传统制剂、现代制剂中的作用
答:在传统剂型中的应用的高分子材料:如作为片剂的赋形剂、黏合剂、润滑剂等。
在现代制剂中高分子作为应用在控释、缓释制剂和靶向制剂中,如做微丸的赋形剂、缓释包衣的衣膜以及特殊装置的器件。包装用材料。
药用辅料的定义
答:辅料是经过安全评价的、有助于剂型的制备以及保护、支持,提高药物或制剂有效成分稳定性和生物利用度的材料。
第二章 高分子的结构、合成和化学反应
聚合物的结构式
答:聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 聚苯乙烯(PS) 聚氯乙烯(PVC)
聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA) 聚乙酸乙烯酯(PVAc) 聚乙烯醇(PVA)
纤维素 尼龙-66
按照性能和用途进行的高分子材料分类
答:五大类,塑料、橡胶、纤维,涂料以及黏合剂。
热塑性塑料和热固性塑料的区别
答:热塑性塑料——受热后软化,冷却后又变硬,这种软化和变硬可重复、循环,因此可以反复成型。
大吨位的品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯。
热固性塑料——是由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体而形成,一旦形成交联聚合物,受热后不能再回复到可塑状态。聚合过程(最后的固化阶段)和成型过程是同时进行的,所得制品不溶不熔。
热固性塑料的主要品种有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂等。
柔性概念、影响因素
答:(1)主链结构 当主链中含C-O,C-N,Si-O键时,柔顺性好。
因为O、N原子周围的原子比C原子少 ,内旋转的位阻小;而Si-O-Si的键角也大于C-C-C键,因而其内旋转位阻更小,即使在低温下也具有良好的柔顺性。
当主链中含非共轭双键时,虽然双键本身不会内旋转,但却使相邻单键的非键合原子间距增大使内旋转较容易,柔顺性好。
当主链中由共轭双键组成时,由于共轭双键因p电子云重叠不能内旋转,因而柔顺性差,是刚性链。
浅谈:功能高分子材料分类与性能应用
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料,或具体地指在原有力学性能的基础上,还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
通常,人们对特种和功能高分子的划分普遍采用按其性质、功能或实际用途划分的方法,可以将其分为八种类型。
1、反应性高分子材料 包括高分子试剂、高分子催化剂、高分子染料,特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
2、光敏性高分子材料 包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光电材料及光致变色材料等。
3、电性能高分子材料 包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料及其他电敏感性材料。 4、高分子分离材料 包括各种分离膜、缓释膜和其他半透明膜材料、离子交换树脂、高分子絮凝剂、高分子螯合剂等。
5、高分子吸附材料 包括高分子吸附树脂、吸水性高分子等。
6、高分子智能材料 包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH值、压力感应材料等。
7、医用高分子材料 包括医用高分子材料、药用高分子材料和医用辅助材料等。
8、高性能工程材料 如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料、生物可降解高分子和功能纤维材料等。
常见的几种功能高分子材料
离子交换树脂
它是最早工业化的功能高分子材料。经过各种官能化的聚苯乙烯树脂,含有H 离子结构,能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂,含有OH-离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。它们主要用于水的处理。离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。 高分子催化剂
催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。它具有魔法般的催化性能,反应在常温、常压下进行,催化活性极高,几乎不产生副产物。近十年来,国内外多有研究用人工合成的方法模拟酶,将金属化合物结合在高分子配体上,开发高活性、高选择性的高效催化剂,这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。已有的研究工作表明,高分子金属催化剂对加氢反应、氧化反应、硅氢加成反应、羰基化反应、异构化反应、聚合反应等具有很高的催化活性和选择性,而且易与反应物分离,可回收重复使用。
功能高分子材料及其应用
杨小玲 1015063005 研1001班
摘要:对功能高分子材料做了粗略的概括和分类,并对其主要品种反应型高分子、导电高分子材料、高分子染料、高分子功能膜材料、生物医用高分子材料、液晶高分子材料等分别做了论述。介绍了功能高分子材料的发展状况,展望了未来的功能高分子材料的发展趋势。
关键词:功能高分子;材料;化学发展现状;展望功能高分子
功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性,同时又表现出特殊物理化学性质的高分子材料,是重要的现代功能材料之一。功能高分子材料分为两类:一类是在原来高分子材料的基础上,使其成为更高性能和功能的高分子材料,另一类是具有新型功能的高分子。而功能高分子材料又分为:化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、高分子液晶等。新型功能高分子材料因为其特殊的功能而受到人们广泛关注。
1、主要的功能高分子材料
功能高分子所涉及的学科甚广,内容丰富,根据其性质和功能主要可分成为如下几类: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、吸附型高分子材料、高性能工程材料、高分子智能材料等。
1.1 反应型高分子材料
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两大类。高分子试剂是指小分子反应试剂经过高分子化,或者在某些聚合物骨架上引入反应活性基团,得到的具有化学试剂功能的高分子化合物。高分子催化剂是指通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化,使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合,得到的具有催化活性的高分子材料。
1.1.1 开发高分子试剂和高分子催化剂的目的
主要从以下几个角度考虑:①简化操作过程;②有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生,利用高分子反应试剂和催化剂的可回收性和可再生性,可以将某些贵重的催化剂和反应试剂高分子化后在多相反应中使用,达到降低成本和减少环境污染的目的;③可以提高试剂的稳定性和安全性;④所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度;⑤提高化学反应的选择性;⑥可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。