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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。
高分子化学反应试剂
高分子化学反应试剂是一类重要的化学试剂，广泛应用在合成、改性、加工等领域。
常见的高分子化学反应试剂有聚合引发剂、交联剂、接枝剂、稳定剂、表面活性剂等。
聚合引发剂是促进聚合反应的催化剂，常用的有自由基聚合引发剂、阴离子聚合引发剂、阳离子聚合引发剂等。
自由基聚合引发剂的常用种类有过氧化苯甲酰、叔丁基过氧化物、过氧化氢等。
阴离子聚合引发剂的常用种类有氯代胍、硫代硫酸钾等。
阳离子聚合引发剂的常用种类有硫酸亚铁、过硫酸铵等。
交联剂是使高分子链之间形成交联点，从而提高高分子材料的硬度和强度。
常用的交联剂有烷基苯丙烯酸酯、丙烯酸乙烯酯、乙烯二醇二甲基丙烯酸酯等。
接枝剂是将一种高分子材料接枝在另一种高分子材料上，从而实现高分子间的相容和融合。
常用的接枝剂有一氧化碳、乙烯基三氯硅烷、光气等。
稳定剂是防止高分子材料在合成、贮存、使用时的分解、变质和老化的化学添加剂。
常用的稳定剂有碳酸二叔丁酯、硬脂酸铅、光稳定剂等。
表面活性剂是一种能在水中形成胶束，使构成表面的空气-水、水-油、油-油界面变稳定的高分子化学试剂。
常用的表面活性剂有阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等。
总之，高分子化学反应试剂在现代化工生产中具有不可替代的作用。
在使用过程中必须严格按照指导手册进行操作。
未经专业人员授权使用试剂仅会带来安全隐患，甚至对人体造成严重伤害，因此大众不得擅自使用高分子化学反应试剂。
一、高分子化学试剂和高分子催化剂有哪些优点？高分子试剂与高分子催化剂的优越性（1）简化操作，后处理较简单：在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子试剂或高分子催化剂与反应体系中其他组分相互分离。
（2）易回收、再生和重复使用:可降低成本和减少环境污染。
（3）可以提高试剂的稳定性和安全性:（4）可应用于组合化学合成，实现化学反应的自动化:（5）化学反应的选择性更高:利用高分子载体的空间立体效应，可实现立体选择合成及分离。
(6) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境；高分子化学试剂：参与化学反应并消耗掉自身将低分子的底物、试剂负载到不可溶的高分子上进行有机化学反应与常规的有机合成方法相比具有相当的优越性高分子催化剂：活化能低，引发速率快，即活性大，可以在室温或更低的温度下引发聚合；引发效率相对较低。
（反应前后不发生化学变化）高分子负载催化剂由于其特殊的大分子结构，表现出小分子催化剂无法比拟的特点。
以催化功能为主、协同功能作用为辅同时进行的一个催化过程。
二、功能高分子材料的制备策略有哪些？试举例说明。
1、功能小分子材料的高分子化有两种途径：（1）功能型可聚合单体的聚合法：首先合成可聚合的功能型单体, 然后进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。
（2）聚合物包埋法2、已有高分子材料的功能化，化学改性主要是利用接枝反应在聚合物骨架上引入活性功能基, 从而改变聚合物的物理化学性质, 赋予其新的功能。
（1）聚合物功能化的化学改性法（2）聚合物功能化的物理共混法3、多功能材料的复合以及已有功能高分子材料的功能扩展。
将两种以上功能高分子材料的复合, 在功能高分子材料中引入第二种功能基和扩展已有功能高分子材料功能的过程, 叫功能高分子材料的多功能复合与功能扩展。
（1）功能高分子材料的多功能复合。
如：单向导电聚合物的制备: 带有可逆氧化还原基团的导电聚合物, 其导电方式没有方向性。
如果将带有不同氧化还原电位的两种聚合物复合在一起, 放在两电极之间, 即呈现出单向导电性。
B半衰期：物质分解至起始浓度（计时起点浓度）一半时所需的时间。
t1/2=ln2/kd=0.696/kd;ln[I]/[I]0=-kdt本体聚合：本体聚合是单体本身加入少量引发剂的聚合。
玻璃化温度:非晶态聚合物或部分结晶聚合物中非晶相发生玻璃化转变所对应的温度。
其值依赖于温度变化速率和测量频率，常有一定的分布宽度。
D单基终止：链自由基从单体溶剂引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止，这些失去原子的分子可能形成新的自由基继续反应，也可能形成稳定的自由基而停止聚合。
单体：合成聚合物所用的低分子的原料。
如聚氯乙烯的单体为氯乙烯单体单元：结构单元与原料相比，除了电子结构变化外，其原子种类和各种原子的个数完全相同，这种结构单元又称为单体单元。
单体活性：单体的活性我们一般通过单体的相对活性来衡量，一般用某一自由基同另一单体反应的增长速率常数与该自由基同其本身单体反应的增长速率常数的比值来衡量。
低分子基质：低分子反应物中的特定基团与保护试剂作用后受到保护不再参与主反应，这种受到保护的低分子反应物称作低分子基质。
定向聚合：任何聚合过程或任何聚合方法，只要它是经形成有规立构聚合物为主，都是定向聚合。
定向聚合等同于立构规整聚合。
动力学链长：每个活性种从引发阶段到终止阶段所消耗的单体分子数定义为动力学链长，动力学链在链转移反应中不终止。
多分散性：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。
F反应程度与转化率：参加反应的官能团数占起始官能团数的分率。
参加反应的反应物与起始反应物的物质的量的比值即为转化率。
聚合度:Xn=1/(1-P)非理想共聚：竞聚率r1＊r2≠1的聚合都是非理想聚合，非理想聚还可再往下细分。
r1>1、r2<1在对角线上方分散剂：分散剂大致可分为两类，（1）水溶性有机高分子物，作用机理主要是吸咐在液滴表面，形成一层保护膜，起着保护人用，同时还使表面（或界面）张力降低，有利于液滴分散。
第四章高分子材料化学习题：1、高聚物相对分子质量有哪些测试方法？分别适用于何种聚合物分子，获得的相对分子质量有何不同？(10分)答：测定高聚物相对分子质量的方法：渗透压、光散射、粘度法、超离心法、沉淀法和凝胶色谱法等。
这些方法中，有些方法偏向于较大的聚合物分子，有的方法偏向于较小的聚合物分子。
聚合物相对分子质量实际是指它的平均相对分子质量。
(1)数均相对分子质量( Mn ) 采用冰点降低、沸点升高、渗透压和蒸气压降低等方法测定的数均相对分子质量，即总质量除以样品中所含的分子数。
(2)质均相对分子质量( Mω) 采用光散射等方法测定质均相对分子质量。
(3)粘均相对分子质量( Mη) 采用粘度法测定粘均相对分子质量。
2、详述高分子聚合物的分类及各自的特征并举例。
(20分)答：高分子化合物常以形状、合成方法、热行为、分子结构及使用性能进行分类。
1、按高聚物的热行为分类(1) 热固性高聚物高聚物受热变成永久固定形状的高聚物(有些不需加热)。
不可再熔融或再成型。
结构：加热时，线型高聚物链之间形成永久的交联，产生不可再流动的坚硬体型结构，继续加热、加压只能造成链的断裂，引起性质的严重破坏。
利用这一特性，热固性高聚物可作耐热的结构材料。
典型的热固性高聚物有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、聚氨酯等。
(2) 热塑性高聚物熔融状态下使它成型(塑化)，冷却后定型，但是可以再加热又形成一个新的形状，可以多次重复加工。
结构：没有大分子链的严重断裂，其性质也不发生显著变化，称为热塑性高聚物。
根据这一特性，可以用热塑性高聚物碎屑进行再生和再加工。
聚乙烯、聚氯乙烯、ABS树脂、聚酰胺等都属于热塑性高聚物。
2、按高聚物的分子结构分类(1) 碳链高聚物大分子主链完全由碳原于组成，绝大部分烯类聚合物属于这一类。
如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丁二烯等。
(2) 杂链高聚物大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。
如聚醚、聚酯、聚硫橡胶等。
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。
高分子化学反应试剂高分子化学反应试剂是一类在高分子化学反应中起到催化、促进或调控反应的化合物或物质。
它们能够引发或参与高分子化学反应，从而实现高分子材料的合成、改性和加工等过程。
本文将介绍几种常见的高分子化学反应试剂及其应用。
一、引发剂引发剂是高分子化学反应中常用的试剂之一，它能够引发高分子化学反应的起始步骤，从而开始反应链的生长。
常见的引发剂有自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂。
1. 自由基引发剂自由基引发剂是一类能够产生自由基的化合物，常用于自由基聚合反应、自由基交联反应等高分子化学反应中。
例如，过氧化苯甲酰（BPO）是一种常用的自由基引发剂，可用于聚合物的合成和交联反应。
2. 阳离子引发剂阳离子引发剂是一类能够产生阳离子的化合物，常用于阳离子聚合反应、环氧树脂的固化等高分子化学反应中。
例如，二十二烷基苯磺酸铵（DBSA）是一种常用的阳离子引发剂，可用于聚合物的合成和固化反应。
3. 阴离子引发剂阴离子引发剂是一类能够产生阴离子的化合物，常用于阴离子聚合反应、缩聚反应等高分子化学反应中。
例如，碳酸钾是一种常用的阴离子引发剂，可用于聚合物的合成和缩聚反应。
二、促进剂促进剂是高分子化学反应中常用的试剂之一，它能够促进高分子化学反应的进行，并提高反应速率和效果。
常见的促进剂有活性剂、溶剂和催化剂等。
1. 活性剂活性剂是一类能够活化高分子化学反应的化合物，常用于聚合反应中。
例如，活性溴化物是一种常用的活性剂，可用于聚合物的合成反应。
2. 溶剂溶剂是一类能够溶解高分子化学反应物质的化合物，常用于高分子化学反应的反应介质中。
例如，二甲基亚砜是一种常用的溶剂，可用于聚合物的合成反应。
3. 催化剂催化剂是一类能够加速高分子化学反应的进行的物质，常用于高分子化学反应中。
例如，过渡金属配合物是一类常用的催化剂，可用于聚合物的合成反应。
三、调控剂调控剂是一类能够调控高分子化学反应过程的试剂，常用于调控高分子材料的分子结构、分子量和分子量分布等性质。
