功能高分子复习题
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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。
功能高分子材料试题2 011 12.2 7一、单项选择(9小题18分)1 PS是一聚苯乙烯简称2常见离子交换树脂的粒径范围:0.3、l. 2nm3决定树脂高吸水性的原因网状结构(少量交联)二、多项选择(4题8分)1环瞇包括哪些环氧乙烷、环氧丙烷、四氢咲喃2电子受体包括哪些答:7,7, 8,8-四氤二次甲基苯醍、11,11, 1 2, 12-四氤二次甲基蔡醍、碘、漠、六氟磷酸根、高氯酸根3吸水率的影响因素产品本身的化学组成、产品的交联度、水解度和被吸液体的性质4吸水性树脂的制备过程包括哪些反应三、是非判断题(12题24分)1芳香叠氮化合物中芳香环与叠氮基的能量是连续的,因而用于作感光高分子。
J2与凝胶型离子交换树脂相比,大孔型离子交换树脂具有机械强度高、交换速度快和抗有机污染的特点。
V四、填空题(8题20分)1Flory成功测出了聚合物的分子量一一高分子溶液理论2GTP、ATRP各是什么的简称答:GTP为基团转移聚合;ATRP为原子转移自山基活性聚合3通过改变(浓度差)利用(亲和力差别)使可交换离子与其他类型离子进行反复的交换,达到浓缩等目的。
4导电高分子除具有金属和半导体的特性外,还具有高分子结构的哪些特性(三个)答:可设汁性、可加工性和低密度5掺杂导电高分子的定义答:通过掺朵方法向高分子添加电子给体或电子受体而提高其电导率的导电高分子。
6光致抗蚀,光致诱蚀的概念答:光致抗蚀是指高分子材料经过光照后,分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性,从而产生了对溶剂的抗蚀能力;光致诱蚀是指汨高分子材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。
7吸水树脂分三类答:淀粉类、纤维素类和合成聚合物类。
8强酸性阳离子树脂的制备方法:(聚苯乙烯)、(悬浮聚合)、(磺化)答:采用悬浮聚合法合成以聚苯乙烯为骨架的树脂,然后磺化接上交换基团。
五、简答题(30分)1简述阴离子聚合反应并说明反应的特征答:阴离子聚合反应是指单体在阴离子作用下,活化为带负电荷的活性离子,再与单体连锁聚合形成拓聚物的化学反应;其基本特点:1)聚合反应速度极快,通常在儿分钟内即告完成;2)单体对引发剂有强烈的选择性;3)无链终止反应;4)多种活性种共存;5)相对分子质量分布很窄,!_!前已知通过阴离子活性聚合得到的最窄相对分子质量分布指数为1.04。
一、填空(36分。
每空2分)1. 功能高分子一般是指具有传递、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,还具有特殊的 物理 、 化学 功能的高分子及其复合材料。
这些功能包括 高强度 反应催化 导电 生物降解 。
(写任意四个即可)2. 电子导电高分子材料的掺杂是一个 氧化还原 过程。
4.高分子酰基化试剂是一类用途广泛的高分子试剂, 它可以将羟基,氨基与羧基酰化,分别得到相应的 酰胺 , 酸酐 , 酯类 。
5.世界上第一种导电聚合物是: 聚乙炔 ,写出三种电子导电聚合物的结构式,,。
6. 芳纶14和芳纶1414纤维具有高强度、高模量,在要求高强度、耐拉伸、抗撕裂的场合,具有不可替代的优越性,分别写出它们的结构式: , 。
7. 与小分子氧化剂相比,高分子氧化剂的优点有: 稳定 ,储存、运输、使用方便 。
二、选择题(12分)1. 下面高分子试剂可作为高分子氧化试剂的是 AABCD2. 可以解释离子导电高分子的导电现象的理论是 C D A 渗流理论 B 场致发射效应理论 C 自由体积理论D 螺旋隧道模型理论3. 下面可形成主链熔融型液晶高分子的是ABA 聚芳香酰胺B 聚双苯并噻唑C 聚芳香酯D 聚芳香内酰胺4. 下面可作为电子导电高分子材料的是ACD5.可用于制备软接触性隐型眼镜的高分子材料为B A 聚甲基丙烯酸甲酯 B 聚甲基丙烯酸羟乙酯 C 聚氰基丙烯酸酯 D 聚甲基丙烯酸6. 下面具有PTC 效应的材料为 CDA 离子导电高分子材料B 电子导电高分子材料C 复合导电高分子材料D 金属导电材料三、判断(22分,每题2分)1. 导电高分子具有电致发光性,主要是电子从激发态返回基态时发出的磷光的贡献(F )2. 聚合物基体的结晶度越大,复合导电高分子材料的导电性越差(F )3. 纯净的电子导电聚合物本身导电率并不高,必须经过掺杂才具备高的导电性(T )4. 碱金属可作为电子导电高分子的正掺杂剂。
5-3功能高分子材料练习题一、选择题1.下列物质中不属于新型有机高分子材料的是()A.高分子分离膜B.液态高分子材料C.生物高分子材料D.工程材料PVC管答案:D2.高分子分离膜可以让某些物质有选择地通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是()A.分离工业废水,回收废液中的有用成分B.食品工业中,浓缩天然果汁,乳制品加工和酿酒C.将化学能转换成电能,将热能转换成电能D.海水淡化答案:C点拨:A、B、D均是功能高分子分离膜的应用范围,而C中将化学能转换为电能的应是传感膜,将热能转换成电能的是热电膜。
3.具有单双键交替长链(如…—CH===CHCH===CHCH===CH—…)的高分子有可能成为导电塑料。
2000年诺贝尔(Nobel)化学奖即授予开辟此领域的3位科学家。
下列高分子中可能成为导电塑料的是() A.聚乙炔B.聚乙烯C.聚丁二烯D.聚苯乙烯答案:A点拨:聚乙烯、聚苯乙烯的结构中不含双键;聚丁二烯的结构中也不存在单双键交替;乙炔的加聚产物聚乙炔中存在单双键交替。
4.下列有关功能高分子材料的用途的叙述中,不正确的是() A.高吸水性树脂主要用于干旱地区抗旱保水、改良土壤、改造沙漠B.离子交换树脂主要用于分离和提纯物质C.医用高分子材料可用于制造医用器械和人造器官D.聚乙炔膜可用于分离工业废水和海水淡化答案:D点拨:聚乙炔膜是导电高分子材料,主要用于制造电子器件。
5.聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。
下面是聚丙烯酸酯的结构简式,它属于()①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物A .①③④B .①③⑤C .②③⑤D .②③④答案:C点拨:聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的:n CH 2===CH —COOR ――→催化剂,可见,聚丙烯酸酯类属有机化合物、高分子化合物、共价化合物。
6.我国科学家前不久成功地合成了3 nm 长的管状碳纳米管。
5-3 功能高分子资料一、1.以下物中不属于新式有机高分子资料的是()A.高分子分离膜B.液高分子资料C.生物高分子资料D.工程资料 PVC管答案: D2.高分子分离膜能够某些物有地通而将物分离,以下用不属于高分子分离膜的用范的是()A.分离工水,回收液中的实用成分B.食品工中,天然果汁,乳制品加工和酒C.将化学能成能,将能成能D.海水淡化答案: C点: A、B、D 均是功能高分子分离膜的用范,而 C中将化学能能的是感膜,将能成能的是膜。
3.拥有双交替 ( 如⋯— CH===CHCH===CHCH===CH—⋯)的高分子有可能成塑料。
2000 年 (Nobel) 化学即授与开辟此域的 3 位科学家。
以下高分子中可能成塑料的是() A.聚乙炔B.聚乙C.聚丁二D.聚苯乙答案: A点:聚乙、聚苯乙的构中不含双;聚丁二的构中也不存在双交替;乙炔的加聚物聚乙炔中存在双交替。
4.以下相关功能高分子资料的用途的表达中,不正确的选项是() A.高吸水性脂主要用于干旱地域抗旱保水、改良土壤、改造荒漠B.离子交脂主要用于分离和提物C.医用高分子资料可用于制造医用器材和人造器官D.聚乙炔膜可用于分离工水和海水淡化答案: D点:聚乙炔膜是高分子资料,主要用于制造子器件。
5.聚丙酸涂料是当前市上流行的面涂料之一,它拥有性好、不易老化、耐擦洗、色亮等特色。
下边是聚丙酸的构式,它属于 ()①无机化合物②有机化合物③高分子化合物④离子化合物⑤共价化合物A.①③④B.①③⑤C.②③⑤答案: CD.②③④点拨:聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应获得的:催化剂n CH2===CH—COOR――→,可见,聚丙烯酸酯类属有机化合物、高分子化合物、共价化合物。
6.我国科学家前不久成功地合成了 3 nm长的管状碳纳米管。
这1种碳纤维拥有强度高、刚度 ( 抵挡变形的能力 ) 高、密度小 ( 只有钢的4、熔点高、化学稳固性好的特色,所以被称为“超级纤维〞。
1.高分子的相似转变:聚合度基本不变,侧基或端基发生变化的转变2.高分子化学反应中,聚集态结构起什么作用?答:结晶高分子:由于低分子反应物很难扩散进入晶区,因此结晶高分子的化学反应往往只发生在无定形区。
玻璃态的非晶态高分子:由于链段被冻结,不利于低分子物的扩散。
因此高分子化学反应最好在玻璃化温度以上或处于溶胀或溶液状态下进行。
轻度交联的高分子:一般须在用适当溶剂溶胀后才易进行。
3.活性聚合与可控聚合的概念?活性聚合:引发速度远远大于增长速度;并且在特定条件下不存在链终止反应和链转移反应可控聚合:虽存在链转移反应和链终止反应,但宏观上类似于活性聚合的聚合反应1. 离子交换树脂是,指具有(离子交换基团)的高分子化合物。
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. 吸附树脂是,指具有(吸附功能)功能的一类树脂。
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。
3. 离子交换树脂,最主要的功能是(离子交换)。
此外,它还具有(吸附)、(催化)、(脱水)等功能。
4. 吸附树脂,则以其(巨大的表面积),而具有优异的(吸附性)为其主要功能。
5. 吸附功能,最主要决定于表面的(极性)和被吸附物质的(极性)。
吸附是范德华力的作用,因此是(可逆)的,可用适当的(溶剂)或适当的(温度)使之解吸。
6. 氧化还原树脂,两性树脂,热再生树脂,螯合树脂?氧化还原树脂:也称电子交换树脂;指带有能与周围活性物质进行电子交换、发生氧化还原反应的一类树脂。
两性树脂:将阴、阳交换基团连接在同一树脂骨架上;遇到溶液中的离子时能起交换作用热再生树脂:也是一种两性树脂,在同一树脂骨架中带有弱酸性和弱碱性离子交换基团;在室温下,能够吸附NaCl等盐类;而在70~80℃下,可以把盐重新脱附下来,从而达到脱盐和再生的目的。
螯合树脂:将络合物以基团的形式连接到高分子链上,从而分离重金属、贵金属1. 分离膜的概念:能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。
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。
思考题第一章1.什么是功能高分子或功能高分子材料?功能高分子的特点有哪些?功能高分子材料:与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质,并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)。
特点:2.试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。
3.功能高分子材料应具有哪些功能?4.按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别?医药用高分子,分离用高分子,高分子化学反应试剂,高分子染料等5.按照性质和功能划分,功能高分子材料可以分为哪些类型?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。
6.功能高分子材料的主要结构层次有哪些?a构成材料分子的元素组成b材料分子中的官能团结构c聚合物的链段结构d高分子的微观构象结构e材料的超分子结构和聚集态f材料的宏观结构7.在功能高分子中官能团所起的作用有哪些?a官能团对材料性质起决定作用b官能团与骨架的协同作用决定材料的性质c官能团与聚合物骨架不能区分d官能团在材料中仅起辅助作用8.在功能高分子中常见高分子效应有哪几种?溶解度下降效应;高分子骨架的机械支持作用;高分子骨架的模板效应;高分子骨架的稳定作用;其他效应:不可吸附性;液晶中分子链直接参与液晶态的形成,稳定和支撑;高分子燃料中可利用其固定作用降低其有害性,还能减少染料的迁移性,提高着色牢度9.举一例说明从已知结构和功能的化合物设计功能的高分子。
10.化学方法制备功能高分子时制备功能可聚合单体应该注意什么?可聚合基团的选择要根据在高分子化过程中使用的聚会方法,功能性小分子的结构特点、生成功能聚合物的使用条件和所需要的性能要求等多种因素综合考虑。
需考虑可聚合基团与功能化基团之间不要相互干扰,必要时对敏感基团加以保护。
11.对通用高分子材料的功能化可以采用哪些途径来实现?a化学功能化:利用接枝反应在主链上引入活性功能基,从而改变聚合物的物理化学性质,赋予其新的功能。
功能高分子复习题考试方式开卷考试考试时间:7月9日(下周四)晚7:00-9:00考试地点:上课教室1试述离子交换树脂的主要用途及如何再生?离子交换树脂是带有官能团(有交换离子的活性基团)、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。
应用领域: 1)水处理,水处理领域离子交换树脂的需求量很大,约占离子交换树脂产量的90%,用于水中的各种阴阳离子的去除。
2)食品工业,离子交换树脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。
离子交换树脂在食品工业中的消耗量仅次于水处理。
3)制药行业,制药工业离子交换树脂对发展新一代的抗菌素及对原有抗菌素的质量改良具有重要作用。
链霉素的开发成功即是突出的例子。
近年还在中药提成等方面有所研究。
4)合成化学和石油化学工业,在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。
用离子交换树脂代替无机酸、碱,同样可进行上述反应,且优点更多。
5)环境保护,离子交换树脂已应用在许多非常受关注的环境保护问题上。
目前,许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质,这些可用树脂进行回收使用。
如去除电镀废液中的金属离子,回收电影制片废液里的有用物质等。
6)湿法冶金及其他,离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。
常规的再生处理,用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能。
再生剂的种类应根据树脂的离子类型来选用,并适当地选择价格较低的酸、碱或盐。
特殊的再生处理,污染较严重的树脂,可用酸或碱性食盐溶液反复处理.如上述处理的效果未达要求,可用氧化法处理。
即用水洗涤树脂后,通入浓度为0.5%的次氯酸钠溶液,控制流速2~4BV/h,通过量10~20BV,随即用水洗涤,再用盐水处理.2什么样的高分子可以形成液晶(结构特征以及典型结构)?溶致型液晶高分子和热致型液晶高分子有哪些主要区别?在常见的液晶中,致晶单元通常由苯环、脂肪环、芳香杂环等通过一刚性连接单元(X,又称中心桥键)连接组成。
构成这个刚性连接单元常见的化学结构包括亚氨基(-C=N-)、反式偶氮基(-N=N-)、氧化偶氮(-NO=N-)、酯基(-COO-)和反式乙烯基(-C=C-)等。
在致晶单元的端部通常还有一个柔软、易弯曲的基团R,这个端基单元是各种极性的或非极性的基团,对形成的液晶具有一定稳定作用,因此也是构成液晶分子不可缺少的结构因素。
常见的R包括—R’、—OR’、—COOR’、—CN、—OOCR’、—COR’、—C H=CH—COOR’、—Cl、—Br、—NO2等。
区别:1.形成条件不同:热致型液晶是依靠温度的变化,在某一温度范围形成的液晶态物质。
多数液晶是热致型液晶。
溶致型液晶是因加入溶剂(在某一浓度范围内)而呈现液晶态的物质。
2.形成溶致型高分子液晶的分子结构必须符合两个条件: 分子应具有足够的刚性和相当的溶解性。
主要应用在高强度、高模量纤维和薄膜的制备方面。
3.从结构上看, 热致型液晶高分子相当于在刚性的线型分子链中,嵌段地或无规地接入柔性间隔基团。
这类液晶具有高结合度和高熔点,不能在热分解温度以上生成液晶相。
(小末找)区别:(热致液晶是指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。
通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。
典型的长棒形热致液晶的分子量一般在200~500g/mol左右。
分子的长度比大约在4到8之间。
按照棒形分子排列方式把热致晶体分为三种:向列相液晶,近晶相液晶,胆甾相液晶。
溶致液晶:是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。
是在溶液中溶质分子浓度处于一定范围内时出现液晶相。
它的溶剂主要是水或其它极性分子液剂。
溶致液晶中的长棒形溶质分子的长宽比大约在15 左右。
这种液晶中引起分子排列长程有序的主要原因是溶质与溶剂分子之间的相互作用,而溶质分子之间的相互作用是次要的溶致液晶是一种包含溶剂化合物在内的两种或多种化合物形成的液晶。
生物膜具有溶质液晶的特征。
)3环境可降解高分子材料可以分几类?请举例说明。
按降解机理不同,可分为全生物降解高分子材料(Biodegradablepolymers)和生物破坏型高分子材料(Biodestructiblepolymers)。
1)全生物降解高分子材料包括:天然高分子材料及其衍生物,如纤维素及其衍生物、甲壳素和壳聚糖、热塑性淀粉;合成高分子材料,如脂肪族聚酯、聚乙烯醇及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、聚氨酯及其改性物;微生物合成高分子材料,如脂肪族聚酯、聚乳酸等生物聚酯、其他微生物合成高分子。
2)生物破坏型高分子材料包括:淀粉与生物惰性高分子的共混物、合成脂肪族聚酯与生物惰性高分子的共混物、天然矿物粉、合成脂肪族聚酯与生物惰性高分子的共混物。
4生物降解性材料的特征结构?生物降解性材料是指在适当和可表明期限的自然环境条件下,能够被微生物(如细菌、真菌和藻类等)完全分解变成低分子化合物的材料。
含有易被水解的酯键、醚键、氨酯键、酰胺键等合成高分子。
生物降解高分子材料具有以下特点:易吸附水、含有敏感的化学基团、结晶度低、低相对分子质量、分子链线性化程度高和较大的比表面积等。
合成(化学合成或生物合成)生物降解塑料是通过化学或生物手段合成的降解材料。
这类材料有:①微生物聚酯,是由微生物通过各种碳源发酵合成的种种不同结构的脂肪族共聚物。
其中有英国ICI公司开发的Biopol,其主要成分是3-羟基丁酸酯(3HB)和3-羟基戊酸酯(3HV)的共聚物(PHBV),可用现有塑料设备加工,柔韧性很好,已用于医用缝合线及置换人工器件;日本昭和高分子公司开发的脂肪族聚酯Bionolle,由乙二醇和脂肪族二元酸缩聚合成,产品的特点是既具有类似PE的性能,又有完全生物降解性;美国V.C.C公司开发的To ne Polymers,主要成分是聚ε-己内酯(PCL);②聚乳酸,是由玉米经聚乳酸菌发酵得到L-乳酸经聚合后再加工成薄膜和纤维,其最大的特点是在微生物的作用下可以完全分解成二氧化碳和水。
美国Kogill公司于1994年投资800万美元建立了年产5000吨的聚乳酸工厂;日本津岛制作所也建成了年产100吨聚乳酸的批量生产厂:③还有聚酰胺共聚物(CPAE)、聚氨基酸、脂肪族聚酯与芳香族聚酯的共聚物(CPE)等。
5高吸水性树脂的结构特征?吸水原理?常见的高吸水性树脂有哪些?高吸水性树脂也称超强吸水性聚合物简写为SAP.它是一种含有等强亲水性基团并具有一定交联度的水溶胀型的高分子聚合物,不溶于水也不溶于有机溶剂,能够吸收自身重量的几百倍甚至上千倍的水,且吸水膨胀后生成的凝胶具有良好的保水性和耐候性,一旦吸水膨胀成水凝胶,即使加压也难以将水分离出来.同时,高吸水性树脂可循环使用.SAP与传统的吸水材料不同,它可以吸收比自身重几百倍甚至几千倍的水.在处于吸水状态时其保水性好,在压力下水也不会从中溢出.而传统的吸水材料只能吸收自身重量的20倍的水.树脂的高吸水性主要与它的化学结构和聚集态中极性基团的分散状态有关,它具有低交联度亲水性的三维空间网络结构.它是由化学交联和聚合物分子链间的相互缠绕物理交联构成.吸水前,高分子链相互缠绕在一起,彼此交联成网状结构,从而达到整体上的紧固度;吸水后,聚合物可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物.在这种离子网络中存在可移动离子对,它们是由高分子电解质离子组成的。
SAP的吸水机理关于SAP的吸水机理存在不同的说法.其中有两种占主要地位,金益芬等认为SAR 吸水有3个原动力:水润湿,毛细管效应和渗透压.高吸水能力主要由这3个方面的因素决定.水润湿是所有物质吸水的必要条件,聚合物对水的亲和力大,必须含有多个亲水基团;毛细管效应的作用则是让水容易迅速地扩散到聚合物中去;渗透压可以使水通过毛细管扩散,渗透到聚合物内部或者渗透压以水连续向稀释聚合物固有的电解质浓度方向发动.刘廷栋等[2]则认为当水与高分子表面接触时主要有 3 种相互作用:一是水分子与高分子电负性强的氧原子形成氢键;二是水分子与疏水基团相互作用;三是水分子与亲水基团的相互作用.上述两种理论虽然表述不相同,但二者的理论都是建立在高吸水聚合物的主体网络结构基础之上的,实质是相同的。
高吸水性树脂从原料来源来分,有三大系列,分别是淀粉系,纤维素系,合成聚合物系高吸水性树脂从亲水化方法来分 ,有四大系列.分别是:1.亲水性单体的聚合物(如聚丙烯酸盐,聚丙烯酰胺,醋酸乙烯/ 顺丁烯二酸酐共聚物,丙烯酸/丙烯酰胺的共聚物等); 2. 疏水性聚合物的羧甲基化反应物(如纤维素羧甲基化反应,淀粉羧甲基化反应,聚乙烯醇/顺丁烯二酸酐的反应等);3 疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体共聚物(如淀粉/丙烯酸/丙烯酰胺/顺酐接枝共聚物,聚乙烯醇接枝丙烯酸盐,纤维素接枝丙烯酰胺,纤维素接枝丙烯酸盐,淀粉接枝丙烯酸盐,淀粉接枝丙烯酰胺等);4.含腈基,酯基,酰胺基的高分子水解反应物(如聚丙烯酰胺的水解物,纤维素接枝丙烯腈的水解物,淀粉接枝丙烯腈的水解物,丙烯酸酯/醋酸乙烯酯共聚物的水解等).6概述医用高分子,对医用高分子材料的基本要求。
医用高分子材料是指用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料,其来源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。
天然医用高分子材料来源于自然,包括纤维素、甲壳素、透明质酸、胶原蛋白、明胶及海藻酸钠等;合成医用高分子材料是通过化学方法,人工合成的用于医用的高分子材料,目前常用的有聚氨酯、硅橡胶、聚酯纤维、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。
一般对其性能的要求是:①安全性:必须无毒或副作用极少。
这就要求聚合物纯度高,生产环境非常清洁,聚合助剂的残留少,杂质含量为ppm级,确保无病、无毒传播条件。
同时其高分子化合物本身以及单体杂质、降解或磨损产物不对身体产生不良影响。
②物理、化学和机械性能需满足医用所需设计和功能的要求。
如硬度、弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。
此外,还要求便于灭菌消毒,能耐受湿热消毒(120~140°C)、干热消毒(160~190°C)、辐射消毒或化学处理消毒,而不降低材料的性能。
③适应性:包括与医疗用品中其他材料的适应性,材料与人体生物相容性、血液相容性及组织的相容性。
材料植入人体后,要求长时期对体液无影响;与血液相容性好,对血液成分无损害,不凝血,不溶血,不形成血栓;无异物反应,在人体内不损伤组织,不致癌致畸,不会导致炎症坏死、组织增生等。
④特殊功能:不同的应用领域,要求材料分别具有一定的特殊功能。
此外,医用高分子材料还需要优异的加工成型性,易加工成需要的复杂形状的。