功能高分子复习材料1
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一、名词解释( 5 题,共 15 分)——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。
——功能与性能,性能:材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息,经过材料的储存、传输或转换等过程,再向外输出的一种特性;材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。
材料在具备功能的同时,必须具有一定的性能。
——结构型功能高分子材料,指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料,它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。
——复合型功能高分子材料:指以普通高分子材料为基体或载体,与具有某些特定功能(如导电、磁电)的其他材料以一定的方式复合而成的,它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。
——智能材料:是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料,它可以感知外部的刺激(传感功能),通过自我判断和自我结论(处理功能),实现自我指令和自我执行的功能(执行功能);又称为灵巧材料(机敏材料)。
——离子交换树脂:是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。
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。
——高吸水性树脂,是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。
——高分子分离膜,是用人工或天然合成的高分子分离膜,可借助于化学位差(浓度差、压力差和电位差)的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。
――导电高分子:是指由具有共轭n键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。
-- 结构型导电高分子:-- 复合型导电高分子:--- 载流子:――掺杂:这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂”--- 光功能高分子材料:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。
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 2CH=CH 2CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2nCH-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水处理剂?P P CH 2Cl 交联苯乙烯强碱性阴离子交换树脂HCHO,HCl ZnCl 2P CH 2N +(CH 3)3Cl -P CH 2N +(CH 3)3OH -N(CH 3)3NaOH阴离子交换树脂还能作为碱催化剂离子交换树脂的用途:水处理——重水软化,污水去重金属离子,海水脱盐,无离子水的制备作为酸碱催化剂的用途:酯化反应,醇醛缩合反应,环氧化反应,水解反应,重排反应6.导电的基本概念材料的导电性能通常是指材料在电场作用下传导载流子的能力,导电能力的评价采用电导(用西门S 表示)或者阻抗(在纯电阻情况下用欧姆R 表示)为物理量纲进行表述。
功能高分子—上篇—李晓东篇第一章功能高分子材料总论I 功能高分子材料概述★什么是功能高分子材料?高分子主链上或支链上加上一种或几种具有某些特殊性质的基团,使它能在光、电、磁、阻燃和耐高温等性能方面有特殊的性质,对物质的能量和信息具有传输、转化或贮存的作用。
★功能高分子材料如何分类?①按照性质和功能分为:反应型高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子功能、吸附性高分子、高性能工程材料、高分子智能材料;②按照用途分为:医用高分子、分离用高分子、高分子化学反应试剂、高分子染料。
II功能高分子材料的结构与性能的关系★功能高分子的结构层次如何划分?元素组成、官能团结构、链段结构、微观构象结构、超分子结构和聚集态、宏观结构。
(由微观到宏观)★功能高分子材料的构效关系指什么?结构的变化产生性能变化之间的关系★官能团的性质与聚合物功能之间有什么关系?I.功能高分子的性质主要取决于所含的官能团;II.功能高分子的性质取决于聚合物骨架与官能团的协同作用;III.官能团与聚合物不可区分;IV.官能团在功能高分子中起辅助作用。
(骨架作用越来越大)★聚合物骨架有何作用?I.溶解度下降效应;II.机械支撑作用;III.模板效应;IV.稳定作用;V.其他作用。
★简述聚合物骨架的种类和形态。
主要有线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物:I.以聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚等为代表的饱和碳链型聚合物;II.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物;III.以多糖和肽链为代表的大分子;IV.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链带有线性共轭结构的聚合物;V.以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物。
★简述高分子材料与功能相关的性质。
①聚合物的溶胀和溶解性质(溶剂分为两性溶剂、溶胀剂和非溶剂。
其交联度和溶胀度成反比主要是因为交联度越大,网隙率越小,溶剂越难渗入)②聚合物的多孔性;③聚合物的渗透性;④功能高分子的稳定性(机械稳定性和化学稳定性)。
III功能高分子材料的制备策略★简述功能高分子材料的制备的常用方法。
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。
1.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。
2.在功能高分子材料中表现较为突出的有以下几种高分子效应(1)溶解度下降效应(2)高分子骨架的机械支撑作用(3)高分子骨架的模板效应(4)高分子骨架的稳定作用(5)高分子骨架在功能高分子材料中还有其他作用,如应用在食品添加剂中3.功能型小分子材料的高分子策略(1)通过功能型可聚合单体的聚合法(2)聚合包埋法普通高分子材料的功能化策略(1)高分子材料的化学改性功能化法——在聚合物骨架上引入活性功能基(2)聚合物功能化的物理方法——通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合其他制备策略(1)功能高分子材料的多功能复合——将两种以上的功能高分子材料以方式结合(2)在同一分子中引入多种功能基4.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5.小分子试剂经过高分子化,在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称为高分子化学反应试剂6.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称为高分子反应催化剂7.高分子反应试剂最重要的特征是(1)可以简化分离过程(2)高分子试剂可以回收,经再生重新使用8.固相合成用的高分子试剂必须具备以下两种结构:即对有机合成反应起担载作用,在反应体系中不溶解的载体和起连接反应性小分子和高分子载体,并能够用适当化学方法断键的连接结构两部分对这两部分具体要求9.载体(1)要求载体在反应体系中不溶解,保证反应在固相上进行(2)要求载体具有高比表面积或者在溶剂中有一定溶胀性(3)要求载体能高度功能化,其功能基在载体中的分布尽可能均匀(4)要求载体可以用相对简单的方法再生重复使用10.连接结构首先能够与参与反应的小分子发生化学反应,并在两者间生成具有一定稳定性要求的化学键,保证在随后反应中该键不断裂。
一、名词解释(5题,共15分)——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。
——功能与性能,性能:材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息,经过材料的储存、传输或转换等过程,再向外输出的一种特性;材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。
材料在具备功能的同时,必须具有一定的性能。
——结构型功能高分子材料,指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料,它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团来实现的。
——复合型功能高分子材料:指以普通高分子材料为基体或载体,与具有某些特定功能(如导电、磁电)的其他材料以一定的方式复合而成的,它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。
——智能材料:是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料,它可以感知外部的刺激(传感功能),通过自我判断和自我结论(处理功能),实现自我指令和自我执行的功能(执行功能);又称为灵巧材料(机敏材料)。
——离子交换树脂:是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。
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。
——高吸水性树脂,是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。
——高分子分离膜,是用人工或天然合成的高分子分离膜,可借助于化学位差(浓度差、压力差和电位差)的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。
——导电高分子:是指由具有共轭π键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。
----结构型导电高分子:----复合型导电高分子:---载流子:——掺杂:这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂”---光功能高分子材料:也称感光性高分子,指在吸收了光能后,能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。
功能高分子材料复习资料 第一章.功能高分子材料总论功能高分子的分类方法:P3高分子材料的结构层次:P4功能高分子的制备方法:P11聚苯乙烯的功能化反应:P14聚氯乙烯的功能化反应:P16聚乙烯醇的功能化反应:P16聚环氧氯丙烷的功能化反应:P17缩合型聚合物的功能化反应:P17设计聚合反应需注意:P21第二章.反应型功能高分子高分子试剂与高分子催化剂的优缺点:P29高分子氧化还原试剂高分子氧化还原试剂特点:P30高分子氧化还原试剂制备方法:P31高分子还原试剂:P33高分子酰基化试剂高分子酰基化试剂:P37高分子载体上的固相合成含义:采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体,将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。
反应过程中中间产物始终与载体相连,从而使有机合成在固相上进行。
反应完成后再将产物从载体上脱下。
高分子载体上的固相合成优势:分离纯化步骤简化;反应总产率高;合成方法可程序化、自动化进行。
固相合成载体选择的要求:P40固相合成连接结构的要求:P41高分子催化剂高分子酸碱催化剂结构:属于离子交换树脂,是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。
网状结构的骨架部分一段很稳定,不溶于酸、碱和一般溶剂。
在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。
根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂(高分子酸催化剂)和阴离子交换树脂(高分子碱催化剂)两大类。
高分子酸碱催化剂的特点网状结构难溶(水、酸、碱、有机溶剂)稳定(热、机械、化学)含活性基团(-SO3H、-COOH、-NOH)提供-H或者-OH基团催化反应。
高分子催化剂的使用方法:传统混合搅拌反应床填有催化剂的反应柱阳离子交换树脂(高分子酸催化剂)分类具有酸性基团,化学性质很稳定,具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质,因此应用非常广泛。
根据活性基团离解出H+能力的大小不同,分为强酸性和弱酸性两种。
强酸性阳离子交换树脂,常用R-SO3H表示(R表示树脂的骨架) 弱酸性阳离子交换树脂,分别用R-COOH和R-OH表示。
填空:1.功能高分子材料的性能必然也受到聚合物骨架的种类和形态影响。
根据形成高分子骨架的聚合物的类型,目前在功能高分子材料中主要有以下及种类型骨架得到应用,即1.聚乙烯型、聚乙烯、聚醚等为代表的饱和碳链型聚合物,其特点是链的柔性好;2.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物,特点是强度较高;3.以多糖和肽链为代表的大分子,多数是天然高分子,或经过改造修饰的天难然高分子,常见的如改性纤维素和甲壳质衍生物,特点是生物相容性较好;4.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链的,带有线性共轭结构的聚合物,这类聚合物的骨架有电子位异性质;5.以聚芳香内酰胺为主链的所谓梯型聚合物,一般具有超长的力学性能。
2.根基聚合物骨架的形态,可以将聚合物骨架分成三种:一种是线性聚合物,第二种是分支型聚合物,第三种是交联聚合物。
3.红外形光谱、紫外线光谱、核磁共振光谱法和质谱法被称为近代化学结构分析的四大光谱法,红外光谱主要提供分子中各种官能团的信息,核磁共振谱和质谱主要提供分子内元素连接次序和空间分布信息,紫外光谱可以提供分子内发色团、不饱和键和共轭结构信息。
4.高分子氧化还原试剂:1.醌型高分子试剂2.硫醇性高分子试剂3.吡啶性高分子试剂4.二茂铁型高分子试剂5.多核芳香杂环形高分子试剂5.高分子氧化试剂:高分子过氧酸试剂和高分子硒试剂6.多肽固相合成(保护端基)BOC方法 Fmoc固相合成法7.核酸都是有上述三种物质,即磷酸、戊糖(核糖、脱氧核酸)、碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、脲嘧啶和胸嘧啶)构成。
8.核苷酸一般由剪辑杂环内的饱和氮原子与核糖1位上的羟基反应脱水相连接,磷酸与核糖5位上的羟基反应脱水形成酯键。
核苷酸之间则通过磷酸与另个核苷酸糖上3位羟基反应形成二酯键连接,当多核苷酸以一定顺序连接构成短链核酸,则一般称为寡核酸。
9.ptc效应的产生主要有:热膨说和晶区破坏说10.负温度系数效应(NTC)T升σ升 R降11.复合型导电高分子材料的结构:1.分散复合结构2.层状复合结构3.表面复合结构4.梯度复和结构。
《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。
功能高分子复习题答案第一章功能高分子材料总论1、高分子化学与功能高分子的关系答:高分子化学是化学基础性分支学科之一(高分子化学、高分子物理、高分子工程),而功能高分子是化学的一个研究领域(功能高分子、高分子材料)。
高分子化学用于指导材料的合成与制备,功能高分子研究材料性能与结构的关系。
2、高分子材料的制备答①功能小分子材料的高分子化②已有高分子材料的功能化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3、功能高分子材料的分类①力学功能材料②化学功能材料③物理化学功能材料④生物化学功能材料第二章反应型高分子材料1、固相合成、举例说明定义:从广义上讲,固相合成是指那些在固体表面发生的合成反应。
固相合成包含无机、有机固相合成两类。
从狭义上讲,固相合成一般指有机固相合成。
举例:课本P38—39第三章导电高分子材料1、导电高分子分类、导电基本原理、掺杂分类:根据材料的组成可与分为复合型导电高分子材料、(结构型)本征型导电高分子材料。
复合型导电高分子材料:由高分子基体材料、导电填充材料、助剂等。
导电机理为:分散相在基体材料构成导电通路来实现的,主要理论为导电通道学说和隧道效应、场致发射效应。
(结构型)本征型导电高分子材料:又可分为电子导电聚合物、离子导电聚合物、氧化还原型导电聚合物。
电子导电聚合物共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系,给作为载流子的自由电子提供离域迁移的条件。
掺杂:高聚物中,把添加电子受体或电子给体从而提高电导率的方法称为掺杂。
掺杂目的:类型(酸碱化学掺杂、光掺杂、电荷注入掺杂),通过在材料中的空轨道中加入电子,或拉出电子,进而降低现有π电子能带差,使自由电子迁移时阻碍减小,从而增强了材料的导电率。
第五章高分子液晶材料1、液晶定义:兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态,这种中间相态称为液晶态。
2、液晶材料的三个内在因素①刚性结构②较大长径比③含有极性基团,分子间有较强的相互作用液晶材料的二个外在因素①环境温度②环境组成(溶剂等)3、分类:热致型、溶致型、压致型、流致型4、高分子材料较小分子材料的特性(优点)①热稳定性大幅度提高②热致型高分子液晶有较大的相区间温度③粘度大,流动行为与一般溶液显著不同5、溶致型液晶高分子和热致型液晶高分子有哪些主要区别(1)前者是液晶分子在溶解过程中达到一定浓度时形成有序排列,产生各向异性特征构成液晶;后者是三维各向异性的晶体在加热熔融过程中不完全失去晶体特征,保持一定有序性构成的液晶。
填空:1.功能高分子材料的性能必然也受到聚合物骨架的种类和形态影响。
根据形成高分子骨架的聚合物的类型,目前在功能高分子材料中主要有以下及种类型骨架得到应用,即1.聚乙烯型、聚乙烯、聚醚等为代表的饱和碳链型聚合物,其特点是链的柔性好;2.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物,特点是强度较高;3.以多糖和肽链为代表的大分子,多数是天然高分子,或经过改造修饰的天难然高分子,常见的如改性纤维素和甲壳质衍生物,特点是生物相容性较好;4.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链的,带有线性共轭结构的聚合物,这类聚合物的骨架有电子位异性质;5.以聚芳香内酰胺为主链的所谓梯型聚合物,一般具有超长的力学性能。
2.根基聚合物骨架的形态,可以将聚合物骨架分成三种:一种是线性聚合物,第二种是分支型聚合物,第三种是交联聚合物。
3.红外形光谱、紫外线光谱、核磁共振光谱法和质谱法被称为近代化学结构分析的四大光谱法,红外光谱主要提供分子中各种官能团的信息,核磁共振谱和质谱主要提供分子内元素连接次序和空间分布信息,紫外光谱可以提供分子内发色团、不饱和键和共轭结构信息。
4.高分子氧化还原试剂:1.醌型高分子试剂2.硫醇性高分子试剂3.吡啶性高分子试剂4.二茂铁型高分子试剂5.多核芳香杂环形高分子试剂5.高分子氧化试剂:高分子过氧酸试剂和高分子硒试剂6.多肽固相合成(保护端基)BOC方法 Fmoc固相合成法7.核酸都是有上述三种物质,即磷酸、戊糖(核糖、脱氧核酸)、碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、脲嘧啶和胸嘧啶)构成。
8.核苷酸一般由剪辑杂环内的饱和氮原子与核糖1位上的羟基反应脱水相连接,磷酸与核糖5位上的羟基反应脱水形成酯键。
核苷酸之间则通过磷酸与另个核苷酸糖上3位羟基反应形成二酯键连接,当多核苷酸以一定顺序连接构成短链核酸,则一般称为寡核酸。
9.ptc效应的产生主要有:热膨说和晶区破坏说10.负温度系数效应(NTC)T升σ升 R降11.复合型导电高分子材料的结构:1.分散复合结构2.层状复合结构3.表面复合结构4.梯度复和结构。
12.离子导电理论,主要包扩缺陷导电,无扰亚晶格离子迁移导电和非晶区传导导电13.电子导电高分材料由具有大的线型或面型共轭分子结构的聚合物构成,离域性的π分子是潜在的载流子。
14.高分子液晶材料是指那些外在一种介稳定态的高分子材料,在这种相态下,材料即有固态晶体的空间排列有序性,又有液态物体的流动性。
高分子液晶分子是指具备形成液晶态的高分子材料,并不一定外在液晶态;高分子液晶态则是指外在液晶态的高分子材料,指的是一种状态:液晶态固件是保留了液晶态分子堆切结构的固态材料,指的是固体晶体状态。
15.高分子液晶材料有三种常用的分类方法:根据液晶相态结构分类有向列型液晶、近晶型液晶和胆甾唇型液晶,根据高分子液晶材料的分子结构分类有主链型液晶,则链型液晶和混合型液晶,根据液晶态的形成过程分类有热致性液晶和溶致型液晶。
16.溶致型侧链高分子液晶指刚性结构处在聚合物侧链上,并在溶解过程中形成液晶态的高分子材料。
侧链通常含有两亲结构,即一端亲水、一端亲油,这样在溶解液中有利于分子的有序排列。
侧链的任何一端都可以和聚合物骨架连接,构成梳状液晶分子。
17.多孔膜的特点:微滤(MF)固体颗粒、细菌等;超滤(VF)蛋白质、酶、多肽、病毒等;纳滤(NF)抗生素、合成药、染料、二糖等;反滤透(RO)无机盐类水溶剂。
18.膜分离机制:1.过筛分离机制2.溶解扩散机制3.选择性吸附机制。
19.膜分离过程的驱动力:1.浓度差驱动力2.压力差驱动力3.电场驱动力。
20.溶剂的选择:1.当溶剂分子与聚合物分子之间作用力大大超过聚合物分子间作用力—聚合物溶剂。
2. 当溶剂分子与聚合物分子之间作用力与聚合物分子间作用力处于同一个数量级—聚合物溶胀剂。
3. 当溶剂分子与聚合物分子之间作用力远远小于聚合物分子间作用力—聚合物非溶剂。
21.微滤膜(mF):以静压力作为驱动力(筛分机理)多孔膜,膜孔径的范围在0.1~10um。
孔积率70%左右,孔密度109个/cm2,操作压力在69~207kPa之间。
特点:1.孔径均匀,过滤精度高2.孔径大3.无吸附或少吸附,微孔膜厚度90~150um4.无介质脱落.缺点:1.颗粒容量较小,易堵塞2.使用前道过滤的配合。
22.超滤膜(VF):静压力作为驱动力,多孔膜,孔径范围1~100nm,孔积率60%,孔密度104个/m2。
23.纳滤膜(NF):主要指能够截留直径在1nm左右,分子量在1000左右溶质的分离膜。
低压反渗透膜(松散反渗透膜)SO42-、PO42-多价阴离子有截留100%。
分离物质介于反渗透膜与超滤膜之间。
反渗透膜(超细滤膜):主要用于反渗透过程,是压力驱动分离过程中分离颗粒粒径最小的一种分离方法。
膜的孔径0.1~10nm,孔积率50%,孔密度1012个/cm2,操作压力0.69~5.5MPa。
25.密度膜:聚合物膜,不存在人为孔。
26.液体膜:乳状液体膜,支撑型液体膜。
27.分子吸收光子后从基态跃迁到激发态,其获得的激发能有三种可能的转化方式:1.发生化学反应2.以发射光的形式耗散能量3.通过其他方式转化成热能。
28.abs表示光吸收过程,吸收光后电子跃迁到激发态,f1为荧光过程,分子吸收的能量以荧光发射方式耗散,激发态电子回到基态。
Vr为振动弛豫,ic为热能耗散,通过分子间的热碰撞过程失去能量回到基态。
isc为级间窜跃,此时表示单线激发态电子转移到三线激发态。
Phos为磷光过程,电子从三线激发态回到基态,能量以磷光发射形式耗散,S表示单线态,T表示三线态。
29.能级(能量)T j<S j ,寿命T j>S j ,自由基性能T j>S i ,离子性能T j<S i。
30.影响高吸水性树脂性能的因素:1.树脂化学结构的影响2.聚合物链段结构的影响3.外部影响因素。
31.吸附性高分子材料根据材料来源划分有天然高分子吸附性和合成高分子吸附剂。
根据吸附剂的化学结构和作用原理划分有非离子型高分子吸附剂、离子型高分子吸附剂,配位型高分子吸附剂和高吸水性高分子吸附剂,合成高分子吸附剂根据其外观形态还可以分成凝胶型(微孔)吸附树脂、大孔型吸附树脂,米花型吸附树脂和大网状吸附树脂。
32.离子交换树脂命名:分类名称I1,骨架名称I2,基本名称I3。
33.强酸性离子交换树脂-SO3H,弱酸性-COOH,强碱性弱碱性-NH2,-NHP1,-NR2。
34.离子交换树脂的制备方法:分散剂:明矾,聚乙烯醇(COV)。
名词解释1.功能:外部向材料输入信号时,材料内部质和量的变化而产生输出的特性。
2.性能:材料对外部的抵抗特性。
3.功能高分子材料:人们将这些具有物理化学性质的材料称为功能高分子材料。
4.功能高分子材料制备策略:是通过化学或者物理的方法按照材料的设计要求将功能基于高分子骨架相结合,从而实现预定功能。
5.均相化学反应:在化学反应中如果原料、试剂、催化剂相互间互溶,在反应体系中处在同一相态中(相互混溶或溶解)。
6.多相化学反应:在化学反应中如果原料、试剂、催化剂中至少有一种在反应体系中不溶解或不混溶,因而反应体系不能处在同一相态。
7.均相催化反应:催化剂与反应体系成一相的催化反应。
8.多相催化反应:其中催化剂独立成相的称为多相催化反应。
9.有机固相合成:是指在合成过程中采用在反应体系中不溶的有机高分子试剂作为载体进行的合成反应。
10.掺杂:因提供电子给体电子受体而提高电导率的方法。
11.负温度系数NTC:即负温度系数效应是指材料的电阻率随着温度的升高而下降的现象。
12.正温度系数PTC:即正温度系数效应是指材料的电阻率随着温度的升高而升高的现象。
13.NTC材料:当升高材料温度导电能力升高,电阻值随之下降,具备这种性质的高分子材料称为负温度系数材料。
14.PTC材料:当升高材料温度导电能力下降,电阻值随之上升,具备这种性质的高分子材料称为正温度系数材料。
15.复合型导电高分子材料:主要由高分子基体材料、导电填充材料和助剂等构成。
16.本征态导电高分子材料:材料内部不含有其他导电性物质,完全由导电性高分子本身构成。
17.液晶:在物理性质上呈现各向异性,形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态,处于这种状态下的物质称为液晶。
18.高分子液晶材料:指那些处在一种介稳态的高分子材料,在这种相态下,材料既有固态晶体的空间排列有序性,又有液态物体的流动性。
19.熔融型液晶:20.溶致型液晶(热致型高分子液晶):当溶解在溶液中的液晶分子的浓度达到一定值时,分子在溶液中能够按一定规律有序排列,形成具有晶体性质的聚集体,此时称这一溶液体系为溶致型液晶。
21.相转变:均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液中加入非溶剂或加热制膜将液相转化成固相的过程。
22.分离膜:具有选择性透过能力的膜型材料。
23.液体膜:膜材料在使用过程中仍然以液态存在。
24.密度膜:膜中聚合物以非晶态或半晶态存在,与其他常见聚合物宏观结构类似,因此有时也直接称为聚合物膜。
25.单线态(S):当分子轨道中所有电子都有配对,自旋量子数的代数和等于0,即2S+1=1。
26.三线态(T):电子不配对,自旋量子数的代数和不等于0,即2S+1=3。
27.光敏高分子材料(光功能高分子材料):是指在光参量的作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料。
28.吸附性高分子材料:由单体和适量交联剂(通常带有双聚合物基团)通过共聚反应合成,形成具有一定交联度的三维网状聚合物。
29.离子交换树脂:吸附与脱附反应的实质是环境中存在的反离子与固化在高分子骨架上离子相互作用,特别是与原配对离子之间相互竞争吸附的结果。
这一类树脂通常称为离子交换树脂。
简答:1.功能与结构之间的构效关系:1.功能高分子材料的性质主要取决于所含的官能团;2.功能高分子材料的慈宁宫只取决于聚合物骨架与官能团协同作用;3.官能团与聚合物骨架不能区分;4.官能图在功能高分子材料中仅起辅助作用2.功能高分子材料的制备方法:1.功能型小分子的高分子;2.已有高分子的功能性;3.多功能的复合,功能高分子材料的功能扩展3.发展高分子试剂的目的: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;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;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映环境缺点:1.增加试剂的生产成本;2.降低化学反应速度4.反应性高分子材料的应用特征:反应型功能高分子与常规化学试剂和催化剂相比具有某些特殊性质,这些性质包括不溶性,立体选择性(模板效应),非挥发性,无限稀释效应等。
由于引入了高分子骨架而带来的这些特殊性质被成为高分子效应。