下载文档原格式
功能高分子材料的分类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。
按照高分子的功能特性，功能高分子材料可分为以下几种：1.分离材料和化学功能材料2.电磁功能高分子材料3.光功能高分子材料4.生物医用高分子材料现对这几种材料进行简单的介绍一下。
分离材料和化学功能材料以化学功能为主的功能高分子材料称为化学功能高分子材料。
化学功能包括生成离子键、配位键、共价键的化学反应，上述价键断裂的分解反应，以及与上述反应有关的催化作用等，包括具有离子交换功能的离子交换树脂，对各种阳离子有络合吸附作用的螯合聚合物，光化学性聚合物，具有氧化还原能力的聚合物，在有机合成反应中使用的高分子试剂和高分子催化剂，降解型高分子等。
化学功能高分子材料的制备主要通过在高分子骨架上引入具有特定化学功能的官能团或者结构片段，也可以将具有类似功能的小分子功能材料高分子化得到化学功能高分子材料。
高分子材料经过功能化或者小分子功能材料经过高分子化以后，材料的溶解度一般均有下降，熔点提高。
对于化学试剂，经过高分子化后稳定性增加，均相反应转变成多相反应，产物与试剂和催化剂的分离过程简化，同时还产生许多小分子材料所不具备的其他性质。
化学功能高分子材料是固相合成的基础。
电磁功能高分子材料电磁功能材料主要指导电聚合物材料。
复合型导电高分子材料是以有机高分子材料为基体,加入一定数量的导电物质(如炭黑、石墨、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属氧化物等)组合而成。
该类材料兼有高分子材料的易加工特性和金属的导电性。
与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。
与金属和半导体相比较，导电高分子的电学性能具有如下特点：（1）通过控制掺杂度，导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。
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。
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。
可编辑修改精选全文完整版《功能高分子材料》课程教学大纲课程代码：050342004课程英文名称：Functional Polymer Materials课程总学时：24 讲课：24 实验：0 上机：0适用专业：高分子材料与工程大纲编写（修订）时间：2017. 06一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标功能高分子材料是高分子材料与工程专业选修的一门获得功能性高分子材料的应用及特性知识的专业课。
它主要介绍不同种功能高分子材料的基本知识、分子结构特点及其应用，以使学生提高高分子材料应用水平和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.熟悉功能高分子的结构特点、作用机理；2.熟悉功能高分子材料的分子结构设计方法；3.熟悉功能高分子材料的发展状况为从事功能高分子的研究和应用打下基本的知识基础。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：熟悉功能高分子的结构特点、作用机理和应用。
2.基本能力：具有根据需要选择功能高分子的基本能力和设计功能高分子结构的初步能力。
3.基本技能：功能高分子性能及功能的评价。
（三）实施说明1.教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2.教学手段：本课程在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
3.可以结合当前研究热点及自己的研究安排授课的具体内容，但授课内容必须是功能高分子材料知识。
（四）对先修课的要求本课程应在《高分子物理学》、《高分子化学》和《高分子合成工艺学》结束后开设。
（五）对习题课、实验环节的要求1.本课程对习题课和实践环节无要求。
2.作业题内容以基本知识和生产工艺为主，作业要能起到巩固知识，提高分析问题、解决问题能力。
聚苯胺和聚乙炔1.1导电聚苯胺作为一种新型的功能高分子材料，越来越受到科学家们的关注。
因为它具有合成方法简单、掺杂机制独特、环境稳定性良好等优点，而且它还具有广阔的开发与应用前景。
聚苯胺在电池、金属防腐、印刷、军事等领域展示了极广阔的应用前景，成为现在研究进展最快、最有工业化应用前景的功能高分子材料。
但是聚苯胺的难溶解、难熔融、不易加工等特性阻碍了聚苯胺的实用化进程。
聚苯胺的合成方法主要有化学氧化聚合法（乳液聚合法、溶液聚合法等）和电化学合成法（恒电位法、恒电流法、动电位扫描法等），近年来，模板聚合法、微乳液聚合、超声辐照合成、过氧化物酶催化合成、血红蛋白生物催化合成法等以其各自的优点而受到研究者的重视。
1984年,MacDiarmid在文献中提出聚苯胺具有以下可以相互转化的4种理想形式:2.1化学合成（1）化学氧化聚合化学氧化法合成聚苯胺是在适当的条件下，用氧化剂使苯胺(An)发生氧化聚合。
苯胺的化学氧化聚合通常是在苯胺/氧化剂/酸/水体系中进行的。
较常用的氧化剂有过硫酸铵、重铬酸钾（K2Cr2O7）、过氧化氢（H2O2）、碘酸钾（KIO3）和高锰酸钾（KMnO4）等。
（NH4)2S2O8由于不含金属离子、氧化能力强，所以应用较广。
聚苯胺的电导率与掺杂度和氧化程度有关。
氧化程度一定时，电导率随掺杂程度的增加而起初急剧增大，掺杂度超过15％以后，电导率就趋于稳定，一般其掺杂度可达50％。
井新利等通过氧化法合成了导电高分子聚苯胺，研究了氧化剂过硫酸铵（APS）与苯胺单体的物质的量之比对PANI 的结构与性能的影响。
结果表明，合成PANI 时，当n（APS）：n（An）在0.8 ～1.0 之间聚合物的产率和电导率较高。
研究表明，聚苯胺的导电性与H+掺杂程度有很大关系：在酸度低时，掺杂量较少，其导电性能受到影响，因而一般应在pH值小于3的水溶液中聚合。
质子酸通常有HCl、磷酸（H3PO4）等，苦味酸也用来制备高电导率的聚苯胺，而非挥发性的质子酸如H2SO4和HCIO4等不宜用于聚合反应。
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。
高分子多孔材料的制备与特性研究引言：高分子多孔材料是一类新型材料，在材料科学领域中扮演着越来越重要的角色。
其广泛应用于吸附分离、催化反应、能源存储等领域，受到了广泛的研究和关注。
本文将重点介绍高分子多孔材料的制备方法以及其主要特性研究进展。
一、制备方法高分子多孔材料的制备方法多种多样，下面将介绍几种常见的方法。
1. 模板法模板法是一种常用的制备高分子多孔材料的方法。
它利用一种模板分子作为模板，在高分子材料中形成孔道结构。
常见的模板有有机模板和无机模板两种。
有机模板是利用有机小分子作为模板，如溶胶凝胶法、界面反应法等。
无机模板是利用无机小分子作为模板，如硬模板法、软模板法等。
2. 自组装法自组装法是通过分子的相互吸引作用，在高分子材料中形成孔道结构的方法。
通过选择合适的高分子材料和溶剂，使分子在一定条件下自动排列成有序的结构。
自组装法制备的高分子多孔材料具有孔道结构规整、孔径分布均匀等优点，常见的自组装法有溶液自组装法和气相自组装法等。
3. 离子液体模板法离子液体模板法是一种新兴的制备高分子多孔材料的方法。
它利用离子液体作为模板，在高分子材料中形成孔道结构。
离子液体模板法具有可控性强、反应条件温和等优点，广泛应用于吸附分离、催化反应等领域。
二、特性研究高分子多孔材料的特性研究主要包括孔隙结构、表面性质和应用性能等方面。
1. 孔隙结构多孔材料的孔隙结构是其重要的特性之一。
通过孔径分布、孔隙度、孔隙连接性等参数来表征材料的孔隙结构。
常用的表征方法包括比表面积测量、孔径分布曲线等。
2. 表面性质高分子多孔材料的表面性质对其应用具有重要影响。
表面性质主要包括表面化学性质和表面形貌等。
通过表面化学分析方法，如FT-IR、XPS等，可以获得材料表面的化学组成和功能基团。
通过扫描电镜、原子力显微镜等表面形貌分析方法，可以观察材料表面的形貌结构。
3. 应用性能高分子多孔材料具有吸附分离、催化反应、能源存储等多种应用性能。
一种26二氟苯腈的制备方法二氟苯腈是一种重要的有机合成原料，广泛用于合成有机光伏材料、荧光染料、功能性高分子等。
下面介绍一种制备二氟苯腈的方法。
一种常用的制备二氟苯腈的方法是通过苯腈的氟化反应进行。
具体的制备过程如下：首先，将苯腈和氟气按照一定的摩尔比加入反应釜中。
为了确保反应的顺利进行，可以在反应釜中先导入适量惰性气体如氮气或氩气，将反应釜中的氧和水蒸气去除，保持反应釜内的气氛湿度较低。
然后，反应釜中的温度控制在-30℃至-20℃的范围内。
接着，通过催化剂的添加催化反应。
常用的催化剂有三氟化铯（CsF3）和三氟甲基硫酸铵（TMSFAS）。
取适量的催化剂加入到反应釜中，搅拌均匀。
随后，慢慢加入氟气进行氟化反应。
氟化反应的速率较快，为了控制反应的进程，可以使用缓慢加入的方式来进行。
通过控制氟气的流速和滴加速率，使得反应的温度和压力保持在合适的范围内。
然后，反应进行一段时间后，将反应釜从冰浴中取出，停止加热。
将反应釜中的气体排除，方可对产物进行后续处理。
此时，得到的产物为二氟苯腈和苯腈的混合物。
为了分离二氟苯腈，可以通过蒸馏的方法进行分离。
根据二氟苯腈和苯腈的沸点差异，可以通过精馏将二氟苯腈分离出来。
最后，对纯化后的二氟苯腈进行干燥，得到最终的产物。
需要注意的是，在实际操作中，应严格控制反应条件，如温度、压力和催化剂的使用量等。
同时，要注意化学品的安全操作，遵守相关实验室操作规范。
这种方法制备的二氟苯腈反应简单，产率高，适用于工业生产。
然而，在实际操作中还需要根据实验条件的不同进行适当的调整和优化，以提高产率和纯度。
功能高分子材料的分类按照性质和功能分为7种：反应型高分子材料：包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
光敏型高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。
电活性高分子材料：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以及其他电敏感性材料等。
膜型高分子材料：包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
吸附型高分子材料：包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
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、压力感应材料等。
高性能工程材料：如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等按用途分类：医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。
反应型高分子材料高分子试剂：氧化还原型试剂，卤代试剂，酰化试剂，烷基化试剂，亲核试剂，亲电试剂，固相合成试剂。
高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。
特点：在反应体系中不溶解，易除去；立体选择性好；稳定性好；特殊应用，固相反应载体。
高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合，得到的具有催化活性的高分子物质。
反应型高分子试剂优点：不溶性；多孔性；高选择性；化学稳定性；可回收再利用。
催化反应按反应体系的外观特征分为两类：①均相催化反应：催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。
②多相催化反应：与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。
高分子催化剂种类：高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物；高分子相转移催化剂；固定化酶。
固相反应生物活性大分子一般合成很慢，Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。
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？与常规的聚合物的相比具有明显不同的物理化学性质，并且有某些特殊功能的聚合物大分子都应该属于功能高分子材料。
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。
特种高分子：具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。
精细高分子：包括高分子化的精细化学品，和有特殊性能的功能高分子材料。
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？反应性高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附性高分子、高性能功能材料、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？构成材料分子的元素、材料分子中的官能团、聚合物的连段结构、高分子的微观构象结构、材料的超分子结构和聚集态、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？（1）性质主要依赖于结构中的官能团、（2）性质取决于聚合物的骨架与官能团协同作用、（3）官能团与聚合物骨架不区分、（4）官能团在聚合物中仅起辅助作用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。
导电高分子复合材料的制备与应用研究引言：导电高分子复合材料是将导电性能与高分子材料相结合的新型材料，具有导电性能和高分子材料的优势。
其制备和应用研究已经成为材料科学领域的热门课题之一。
本文将主要探讨导电高分子复合材料的制备方法、特性以及广泛应用的领域。
一、导电高分子复合材料的制备方法1. 浸渍法：浸渍法是一种常见的制备导电高分子复合材料的方法。
首先，将导电填料浸泡在溶解高分子的溶液中，使其充分吸收高分子材料。
然后，在干燥过程中，通过高温烘烤使高分子材料凝聚并结合导电填料，形成复合材料。
2. 敲击法：敲击法是制备导电高分子复合材料的一种新方法。
该方法通过在高分子材料表面敲击金属纳米颗粒，将纳米颗粒引入高分子材料中。
这种方法不仅可以实现纳米颗粒的导电功能，还可以增强高分子材料的强度和韧性。
3. 拉伸法：拉伸法是一种利用拉伸过程中材料断裂产生的空隙来引入导电填料的方法。
首先，在高分子材料中添加导电填料，然后进行拉伸过程。
在拉伸过程中，高分子材料会断裂，并在断裂中形成空隙，导电填料会填充到这些空隙中。
通过这种方法制备的导电高分子复合材料具有优异的导电性能。
二、导电高分子复合材料的特性1. 导电性能：由于导电填料的添加，导电高分子复合材料具有优异的导电性能。
导电填料可以是金属纳米颗粒、碳纳米管或导电聚合物，这些材料能够形成导电网络并传导电流。
2. 机械性能：导电高分子复合材料不仅具有导电性能，还保持了高分子材料的机械性能。
高分子材料具有轻质、高强度和韧性的特点，将其与导电填料相结合可以有效增强复合材料的机械性能。
3. 热稳定性：部分导电填料具有优异的热稳定性，因此导电高分子复合材料也具有较好的热稳定性。
这种特性使得导电高分子复合材料在高温环境中能够保持稳定的导电性能。
三、导电高分子复合材料的应用研究1. 电子器件：导电高分子复合材料在电子器件中有着广泛的应用。
例如，导电高分子材料可以用于制备导电电路板、柔性显示屏和聚合物太阳能电池。
