功能高分子

1. 功能高分子: 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。

2. 高分子效应:功能高分子在参与化学反应时所表现出来的与小分子性能差别的特殊效应。

3. 高分子试剂：由起骨架作用的聚合物与起化学反应作用的化合物或活性基团相结合，吸取双方优点而发展起来的一类化学试剂。

4. 固相合成：使用不溶性高聚物为载体，通过其活性基团将反应物之一固定在高分子载体上，使有机合成在固相上进行的方法。

5. 相转移催化剂：用于反应物从一相向另外一相的转移，使实体与底物发生化学反应的试剂。

6. 光导高分子：指那些在受光照射前本身电导率不高，但是在光子激发下可以产生某种载流子，并且在外电场作用下可以传输载流子，从而可以大大提高其电导率的材料。

7.派尔斯相变：派尔斯相变是一种由晶格畸变引起的导体一一半导体(或绝缘体)转变.8. 热致型液晶：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。

9. 正性光刻胶：曝光部分发生光化学反应溶于显影液，而未曝光部分不溶于显影液，仍留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。

10. 超晶格：固溶体发生有序化转变后不同种原子在晶格中呈有秩序排列的晶体结构。

物两大类。

15. 组织工程：是指利用生物活性物质，通过体外培养或构建的方法，再造或者修复器官及组织的技术16. 高分子胶束：利用两亲性高分子材料的亲、疏水链段的相互作用形成的核-壳结构。

二、简答题1. 功能高分子有哪些结构层次？1）功能高分子的元素组成。

2）功能高分子材料的官能团组成。

3）功能高分子链结构的分子结构。

4）功能高分子的微观构象和聚集状态。

5）功能高分子的宏观构象。

2. 与小分子反应试剂相比，高分子试剂有那些优点？1）是产物分离纯化过程简化。

2）提高反应的专一性。

3）提高反应选择性。

4）利于合成反应的自动化。

3. 高分子固相合成中对载体有和要求？1）在体系中不溶解。

2）高比表面积或一定溶胀性。

3）高度功能化。

4）可以简易再生。

5. 激发态的耗散方式有哪几种？1）振动弛豫 2）传能、焠灭 3）辐射跃迁 4）无辐射跃迁6. 三阶非线性光学材料所具有的三次效应包括哪些效应？1）光学克尔效应、2）受激布里渊散射、简并四波混频及光学位相复共轭效应、3）光学双稳态效应7. 非线性光学材料有何结构要求？1）有较大的非线性极化率 2）有合适的透明程度及足够的光学均匀性 3）能以一定方式实现位相匹配 4）材料的损伤阈值较高 5）有合适的响应时间8. 从分子结构上看，为何Kevlar这一类液晶材料具有异常高的强度？高度的取向度和结晶度，并且其分子链几乎处于完全伸直的状态，链缠结很少。

4. 根据吸水树脂的吸水机理，简要说明聚乙烯醇和聚丙烯酸钠吸水性能的差异。

高吸水性塑料的工作原理,一般认为主要是依赖高分子链中的交联结构. 水分子容易渗入树脂中使树脂膨胀，进一步亲水而凝胶化，成为高吸水性状态。

但交联密度不能太低，否则就会溶解于水。

因此，最好是在不溶于水的状态下处于最低交联程度的树脂，才有可能是高吸水性的高聚物。

聚乙烯醇交联体在吸水前呈紧密的固体状态,其高分子长链相互缠绕卷曲,链与链间形成立体网络状的交联结构.遇水后,交联体中的某些基团便游离出网络之外,剩下带电的基团相互排斥,将高分子链充分扩展, 如同打开一个大网袋,立体网络扩大许多倍,其中饱含吸入的水。

丙稀酸钠的吸水机理：在结构上，聚丙烯酸钠是轻度交联的高分子空间网络，具有许多离解基(-COONa+)，其网络结构是由化学交联和大分子链间的相互缠绕的物理交联构成的。

当聚合物遇到水时，立即离解为带正电荷的低分子离子(Na+)和带负电的高分子离子。

低分子离子(Na+)与水接触而运动，离开了高分子离子链，由于带负电荷的高分子离子问相互电排斥力，使高分子网束由相互缠绕状态逐渐伸展(或溶胀)开来，从而造成网络结构内外产生渗透压，水分子以渗透方式向网络结构扩散，形成溶胶。

所以聚丙烯酸钠有很强大的吸水性。

9. 简要说明电致发光的基本原理。

是一种直接将电能转化为光能的现象，即通过加在两极的交流电压产生交流电场，而电场激发的电子轰击荧光物质，引起电子能级的跳跃、变化、复合而发射出高效率冷光的一种物理现象，即电致发光现象。

10.氰基丙烯酸酯类可用作外科粘合剂，试解释其在比较潮湿的环境进行粘合的原因？单体结构中，碳原子位置上连接着极性基团：—CN、—CO-OR，该类基团产生诱导效应，使β－位的碳原子具有很强的吸电性，遇到亲核性弱的物质（水、氨基、醇、弱碱）迅速发生阴离子聚合，使双键电子云密度降低，同时使聚合体形成多极性中心，产生瞬间聚合反应，液态的胶粘剂瞬间变成固态的粘合媒介物，使破裂损伤的组织两端粘合起来11. 电透析分离膜的基本原理为何？有何应用？将无数的阴/阳离子薄膜，交错的串联在一起，电解质溶液则在膜间流动，两侧施以直流电电压后，阳离子将移向阴极而阴离子将移向阳极。

其中阴离子可顺利通过阴离子薄膜，但是再往前时却会被邻近的阳离子膜阻挡，反之，阳离子也仅能通过阳离子膜，而无法通过阴离子膜。

可应用于海水淡化，血液透析，重金属盐溶液处理等方面。

12. 简要说明光导电机理。

那些在受光照射前本身电导率不高，但是在光子激发下可以产生某种载流子，并且在外电场作用下可以传输载流子，从而可以大大提高其电导率的材料。

载流子可以是电子、空穴、或者为正负离子。

13. 从结构、被分离物质及分离机制角度方面，说明微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）及反渗透（RO）有何不同。

微滤又称微孔过滤，是以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。

特点微滤能截留0.1～1微米之间的颗粒，微滤膜允许大分子有机物和无机盐等通过，但能阻挡住悬浮物、细菌、部分病毒及大尺度的胶体的透过，微滤膜两侧的运行压差（有效推动力）一般为0.7bar。

属于精密过滤，具有高效、方便及经济的特点。

超滤定义超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质；超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。

原理超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜，而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。

超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。

通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3x10000—1x10000的物质。

当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。

也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。

纳滤分离作为一项新型的膜分离技术，技术原理近似机械筛分。

但是纳滤膜本体带有电荷性。

这是它在很低压力下仍具有较高脱盐性能和截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐的重要原因。

反渗透：把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧流动，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，达到渗透平衡状态，此种压力差即为渗透压，渗透压的大小决定于浓液的种类，浓度和温度，与半透膜的性质无关。

若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透。

14. 简要说明强酸型阳离子交换树脂的制备方法。

首先利用悬浮聚合的方法来制备两种聚合物的共聚珠体（白球），然后用浓硫酸将白球磺化成强酸型阳离子交换树脂。

15.聚乙炔分子有哪几种异构体？其中哪种结构是热力学最稳定的结构？分为顺式异构体和反式异构体。

其中反式异构体是最稳定的热力学结构。

16. 简述聚乙炔的二聚化作用？电子能谱在布里渊区边界内侧能谱被压低了,在边界外侧,能谱则升高了。

这样原电子能谱就分裂成两个能带。

另外由于原一维晶格能量较高,因此会发生位移,左右位移为±δa ,新晶格周期为a′= 2 a ,这样两个原子双双配对形成新原胞称为二聚化17. 导电聚乙炔和导电聚并苯两种导电聚合物的电导率大小分别如何控制？导电聚乙炔的电导率大小可以通过微量的掺杂剂( 如I2 、A s F5。

等) 就可使聚乙炔薄膜的特性由半导体向金属性过渡, 并可将其电导率控制在12 个数量级内变化。

热固性酚醛树脂在真空或氮气下高温裂解制得聚并苯半导体材料，其导电率可由裂解温度不同而随意控制，I和Na掺杂也可影响导电率。

18. 什么是石墨烯？它有哪些特殊的性质？一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。

特殊性质：1）优异的导电导热性质 2）极高的强度和硬度 3）具有记忆效应 4）常温下能观察到量子霍尔效应19. 什么是掺杂？简述物理掺杂和化学掺杂的区别？掺杂是指在一种材料(基质)中，掺入少量其他元素或化合物，以使材料(基质)产生特定的电学、磁学和光学性能，从而具有实际应用价值或特定用途的过程称为掺杂。

物理掺杂：通过高温扩散或离子注入等形式改变材料得到点状态的方法化学掺杂：利用氧化还原剂直接与聚合物惊醒氧化还原反应，改变聚合物的荷电状态。

20. 简述作为药物载体材料的基本要求1）良好的生物相容性、2）良好的生物可降解性和生物稳定性 3）无毒性、4）较高的载药性 5）良好的物理机械性及易于加工成型。

21. 简述天然高分子作为药物载体基质材料的优缺点优点：优良的生物相容性和易生物降解特性，具有延缓或控制药物释放，稳定和保护药物活性成分，促进药物吸收，提高生物利用率和帮助药物靶向定位以及其结构骨架作用的优点。

缺点：产品性能难以重现，力学性能较差，22. 简述药物释放控制的基本含义利用载体材料或其与药物偶联的化学键在生理环境下发生化学变化而实现控制药物释放的系统。

通过控释衣膜来定量匀速向外释放药物，是血药浓度保持恒定三、论述1.结合实际，谈谈你对功能高分子的认识。

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。