功能高分子材料的特点2

功能高分子材料的特点：具有一定的力学性能，还具有某些特定功能的高分子材料。

材料的一次功能：当向材料输入的能量和信息与从材料输出的能量和信息属于同一形式时，即材料仅起能量和信息传递作用时，材料的这种功能成为一次功能。

材料的二次功能：当向材料输入和输出的能量不同形式时，材料起能量转换作用，这种功能称为二次功能。有人把只具有二次功能的材料称为功能材料。

功能高分子材料按功能性的分类：磁，热，声，机械，生物，化学，光，电

功能高分子材料和功能高分子的区别：功能高分子包括功能高分子材料。

官能团和功能高分子材料功能性的关系：1.官能团的性质对高分子的功能起主要作用。2.聚合物与官能团协同作用。3.聚合物骨架起作用。4.官能团起辅助作用。

功能高分子材料的制备：1.通过高分子或小分子的化学反应。2.通过特殊加工。3.通过普通聚合物与功能材料复合。

吸附树脂：是一类多孔性的，适度交联的高分子聚合物。

吸附树脂的成孔：1。惰性溶剂制孔。2.线性高分子制孔。3.后交联成孔。

吸附选择性：1.水溶性不大的有机化合物容易被吸附，且在水中的溶解性越差越容易被吸附。2.吸附树脂难于吸附溶于有机溶剂中的有机物。3.当化合物的极性基团增加时，树脂对其吸附能力也随之增加，如果树脂和化合物之间能发生氢键作用，吸附作用也将加强。4.在同一树脂中，树脂对体积较大的化合物的吸附作用较强。

最早的离子交换功能树脂：甲醛与苯酚和甲醛与芳香胺的缩聚产物。

树脂的物理结构分类：凝胶型，大孔型和载体型离子交换树脂。

交联聚苯乙烯球粒的制备：制备交联聚苯乙烯球粒所用的单体为苯乙烯和二乙烯苯，在热引发剂的作用下将他们在水箱中进行悬浮聚合，得到珠状苯乙烯-二乙烯苯共聚物。

树脂的外形为球形的颗粒，颗粒的大小将会影响到它的使用性能。因此树脂颗粒的直径是其重要的性能指标。。

均一系数：表示粒径均一程度的参数，其数值越小，表示颗粒大小越均匀。

树脂的含水量：水的存在一方面是树脂的离子化集团和要交换的化合物分子离子化，以便进行交换;另一方面是树脂溶胀，产生内部的凝胶孔，以利于离子能以适当的速度在其中扩散。但如果含水量太大，则会降低离子交换树脂的机械强度和体积交换容量。离子交换树脂的含水量一般为：30%~80%，随树脂的种类和用途而变。

树脂的交换容量：离子交换树脂的交换容量是指单位质量或单位体积数值在一定条件下表现出的可进行离子交换的例子集团的量。

离子交换树脂对价数较高的例子的选择性较大。离子交换树脂的性能劣化：当离子交换树脂使用一段时间后，会发生处理液的纯度下降与收得量下降等现象，这是由于离子交换树脂的性能下降造成的。其原因可能有离子交换机的化学分解，有机物及腐蚀生成物等不纯物的污染，离子交换树脂的物理破碎。

离子交换树脂在重金属的提取，水处理，化学反应的催化方面均有重要的应用。

高吸水性树脂分类（原料）：天然淀粉类，纤维类衍生物，合成树脂。

合成树脂：聚丙稀酸盐系，聚乙烯醇系，聚氧化乙烯系。

什么叫絮凝剂：能吸收污染物以及待吸收物的高分子液剂。

絮凝剂分类:无机高分子絮凝剂，微生物絮凝剂，有机高分子絮凝剂。

絮凝剂的作用方式：1。带电的絮凝剂可以与带相反电荷的微粒作用使电荷中和，降低微粒的双电层厚度，促进微粒间的相互碰撞。2.一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子连，在高分子链间起吸附架桥的作用，由于高分子链包覆使微粒变大而加速沉降。3.一个高分子链也可以同时吸附两个以上的微粒，高分子可以在多处与微粒结合一同下降。

影响有机高分子絮凝剂絮凝效果的因素：1.分子链结构的影响。2.悬浮体系的性质。3.使用方法的影响。

高分子分离膜的分类：分离膜分离时所选择的球粒的大小,还可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜。

结构的分类：对称膜和不对称膜，每种膜又可由

均质膜和多孔膜或两者共同组成。

不对称膜：结合了致密膜和高选择性和多孔膜的

高渗透速率的优点。

膜的材料性能：在膜分离技术上的实现，还必须

以合理的膜组件作为载体。

分离膜的指标：选择性和透过性。分离作用主要

依靠过筛作用和溶解扩散作用两种。

多孔膜的分离机理：主要是筛分原理。

致密膜的传质和分离机理是溶解-扩散激励，即

在膜上有的溶质分子或气体分子溶解于高分子

膜界面，按扩散定律通过膜层，在下游界面脱溶。

提高透过量：增加表面积，增加膜的渗透系数和

减小膜的厚度的方法来提高膜的透过量。

高分子分离膜的材料：纤维素衍生物，聚砜类，

聚酰胺类及聚酰亚胺类，聚酯类，聚烯烃类，乙

烯基类高聚物，有机硅聚合物，含氟聚合物，甲

壳素类，高分子合金膜，液晶复合高分子膜。

高分子分离膜的制备：烧结法，拉伸法，径迹蚀

刻法，相转化法。

压力驱动膜过程:微滤，超滤，纳滤，反渗透。

浓度差驱动的膜分类：1.气体分离膜。2.渗透蒸

发膜。

材料的导电性能：材料在电场作用下能产生电流

是由于介质中存在能自由迁移的带电质点，这种

带点质点被称为载流子。

高分子材料的到点特点：导电高分子材料具有质

量轻，易成型，电阻率可调节，克通过分子设计

合成出具有不同特性的导电性等特点。

离子电导和电子电导区分：电导率的压力依赖性

来区分。

导电高分子材料分类：按照材料的结构与组成，

可分为结构性和复合型

结构性导电高分子材料主要有：1.π共轭系高分

子。2.电荷转移型高分子络合物。

复合型导电高分子材料得导电机理：随着填料浓

度增加，填料颗粒接触机会增多，电导率逐步上

升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填

料颗粒相互接触形成无线电网。这个无线电网就

像金属网贯穿于高聚物中，形成导电通道，电导

率急剧上升，使聚合物成为导体。

金属填充型导电高分子材料的导电性的影响因

素：1.金属性质。2.金属含量。3.金属颗粒形状

与大小。4.外磁场。5.聚合物与金属颗粒的相容

性。

含碳黑聚合物导电性的影响因素：1.电场强度对

导电性的影响.2.温度对导电性的影响。3.加工方

法对导电性的影响。

结构型导电高分子材料：纯粹的结构型导电高分

子材料至今只有-聚氮化硫-（SN）X 一类。

按高分子材料的结构特征和导电机理分类：共轭

体系聚合物，高分子电解质，电荷转移络合物和

金属有机螯合物。

具有结构性共轭体系必须具备以下条件：1.分子

轨道能够强烈离域。2.分子轨道能够够互相重

叠。

共轭高聚物的导电机理：在电子导电聚合物的导

电过程中，载流子是聚合物中的自由电子或空

穴，导电过程需要载流子在电场作用下能够在聚

合物内作定向迁移形成电流。

有机聚合物成为导体的必要条件：应有能使其内

部某些电子或空穴具有跨建离域移动能力的大

共轭结构。

导电性：随着共轭高分子链的延长，π电子数增

多，高聚物的导电性能提高。

受阻共轭：共轭分子轨道上存在缺陷。

掺杂的方法：化学掺杂和物理掺杂

影响掺杂共轭高聚物导电性能的因素：1，掺杂

剂的用量及种类。2.温度的影响。聚合物电导率

与分子中共轭链长度之间的关系。

离子导电高聚物：作为固体的，必须对离子化合

物具有溶剂化作用。

材料的压电效应及表征：是不对称晶体再外加机

械力的作用下能发生极化，从而产生电压；反之，

变种晶体在高电场作用下也能产生机械的现象。

超导态特征：电阻为零；超导体内部的磁场为零；

超导电只有在临界温度以下才会出现；超导现象

存在临界磁场，磁场强度超越临界值，则超导现

象消失。

光化学第二定律：一个分子只有在吸收了一个光

量子之后，才能发生光化学反应。

光引发剂和光敏剂的异同：二者均能促进光化学

反应的进行。不同在于-光引发剂吸收光能侯跃

迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能

量时，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发

生分子内或分子间能量转移，将能量传递给另一

个分子。光敏剂回到基态。光敏剂的作用类似于

化学反应的催化剂。

光敏剂的作用机理：能量转移激励，夺氢机理和

生成电荷转移复合物机理。

光敏涂料体系的构成：主要由光敏预聚物，光引

发剂和光敏剂，活性稀释剂以及其他添加剂等构

成。

活性稀释剂：1.单丙烯酸脂类，2。双。3.三。4.

四。

增塑性稀释剂用途：改善涂层的韧性及流动性。

光致抗蚀剂和光刻胶：在化学腐蚀阶段对氧化层

起保护作用，这一方法称为光刻工艺。具有这种

性能的感光高分子材料为题。

聚合物抗老化的基本措施和基本原理：1.对有害

光线进行屏蔽，吸收或者将光能转化成无害形

式，防治自由基的产生；2.切断光老化链式反应

的进行路线，使其对聚合物主链不产生破坏力。

高分子光稳定剂的种类：1.光屏蔽剂。2.激发态

猝灭剂。3.抗氧剂。4.聚合物型光稳定剂。

光致变色原理：1.化学过程：变色现象大多与聚

合物吸收光后的结构变化有关系。2。物理过程:

通常是有机物质吸收光而激发生成分子激发态，

主要是形成激发三线态。而某处处于激发三线态

的物质允许进行三线态。-三线态的跃迁，此时

伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。

光导电性特性一般用电导率表示。

光导电性：材料在无光照的情况下呈现电解质的

绝缘性质。电阻率非常高，而在受到一定波长的

光照射后，电阻率下降，呈现到导体或半导体性

质的现象。

载体判断：测定材料光照射面试加正电压，如果

电流增加，可以认为空穴是主要载流子；反之，

则电子是主要载流子。

光导电机理：材料内部原本处在束缚状态下的电

子，因为受到特定波长的照射后产生载流子。同

时吸收了光相对应的能量后，表现出导电能力。

形成载流子过程：第一步时光活性高分子中的基

态电子吸收光能后至激发态，即价带中的电子进

入导带。第二步再外加电场的作用下，电子-空

穴对发生解离，产生自由电子或空穴成为载流

子。

提高光导电体性能：1.在光照条件下，光激发效

率越高，激发态分子越多。2.降低辐射合肥辐射

耗散速率。3.加大电场强度。

静电复印过程：充电-光照呈像-静电显影-图像转

移，定影，加热。

静电复印：在复印过程中光导体在光的控制下收

集和释放电荷，通过静电作用吸附带相反电荷的

油墨。

生物相容性概念：是生物医用材料与人体之间相

互作用产生各种复杂的生物，物理，化学反应的

一种概念。

聚氨酯：一类物理性质变化范围广的高分子材

料。

液晶:处于液态和晶态之间的中间态称为液晶

态，处于液晶态的物质称为液晶。

液晶分类：1.向列型液晶。2.近晶型液晶态。3.

胆淄型液晶。

主链高分子液晶特点：1.主链液晶高分子具有高

强度，高模量，自增强性能。2.具有突出的耐热

性，优异的耐冷热交变性能。3.具有优良的耐腐

蚀性。4.阻燃性能好。5.优异的电性能。6.优良

的成型加工性能。7.线膨胀系数极小。8.具有优

异的耐辐射性能和对微波的良好透明性。

形成液晶的分子的条件：1.分子具有不对称的几

何形状。2.分子应含有苯环，杂环，多重键等刚

性结构。3.分子间要有适当大小的作用力。

溶致液晶：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有序排

列，呈现部分晶体性质。当溶解的是高分子液晶

时，称为容致型高分子液晶。

纳米材料：在三维空间上至少有一位处于纳米尺

度范围的物质。

纳米效应的表现：1.小尺寸效应。2.表面效应。

3.宏观量子隧道效应。

纳米复合材料特点：1，具有同步的增韧增强效

果。2.加入少量的纳米粒子可以大幅度提高材料

的强度和模量。3.利用纳米复合材料可以开发新

的功能性的材料。

纳米复合材料的制备：共混法，溶胶-凝胶法，

抽层法

。