功能高分子考试重点

一概念

1. 质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell，)是一种燃料电池，在原

理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质

2.超支化聚合物,由枝化基元组成的高度枝化但结构不规整的聚合物

3. 光催化剂就是在光子的激发下能够起到催化作用的化学物质的统称

4. 生物质能（biomass energy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形

式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。

5. 导电高分子是指具有共轭π键的高分子经化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变成为

导体的一类高分子材料

6.光敏性高分子是指在光的作用下能够发生交联，分解或官能团变化的等光化学反应

从而引起材料的物理性质和化学性质变化的高分子材料

7.所谓自组装（self-assembly），是指基本结构单元(分子，纳米材料，微米或更大尺

度的物质）自发形成有序结构的一种技术

8.寡肽（Oligo-peptide），是由2-9 个氨基酸组合而成的蛋白质前体，或是由蛋白质

降解到2-9 个氨基酸组成的蛋白质降解物，也可称小肽、短肽等。

9.功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。它们之所以具有特定的功能，是

由于在其大分子链中结合了特定的功能基团，或大分子与具有特定功能的其他材料进行了复合，或者二者兼而有之

10.氯醇橡胶是一种耐油、耐热而透气性很低的特种橡胶。

11.石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以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

12.纳滤膜：孔径在1nm以上，一般1-2nm。是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或

低价离子透过的一种功能性的半透膜

13.特种高分子材料

智能高分子是指具备感知、自诊断、自适应、自修复等功能的高分子。

14.凝胶型离子交换膜，具有均相集合物凝胶结构无毛细孔结构的离子交换膜。

15.大孔型离子交换膜，内部有大量永久性的微孔的非均相的离子交换膜

16.液膜是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒。它能把两个组成不同而又互溶的溶

液隔开，并通过渗透现象起到分离的作用

17.超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001-0.02微米的微孔过滤膜。在

膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道

尔顿(原子质量单位)、粒径大于10纳米的颗粒。

18. 吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂

19.液晶高分子，在一定条件下能以液晶形态存在的高分子。与其他高分子相比，具有

液晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子液晶相比，又有高分子量和高分子

的特性。主要特征是其聚集状态在一定程度上既类似于晶体，分子呈有序排列；又

类似于液体，有一定的流动性

20.电致发光高分子是指高分子收到外界电场能转换为光能的物质

21.高分子电解质是指在高分子链上带有可离子化基团的物质

二简答

1（1）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。吸附树脂是以吸附为特点，具有多孔立体结构的树脂吸附剂

与离子交换树脂的不同点：吸附树脂是靠分子间的微孔来起吸附作用。与离子交换树脂相比较，吸附树脂的组成中不存在功能基及功能基的反离子，它类似于不含功能基及功能基反离子的大孔树脂，在制造时往往投入更多的交联剂和更严格地选用致孔剂，以合成具有更大比表而积的不同孔径、不同孔容和不同比表面积的吸附树脂。

相同点：都必须有是交联结构

（3）高分子形成交联结构后，性能发生明显变化。由于网状结构是通过分子间由化学键连接起来的，所以分子量实际是无限大的，具有不溶不熔的特点。同时，交联也能改善高分子的很多性能，如耐热或耐高温性能，耐溶剂耐酸碱性能，耐应力开裂性能，抗蠕变性能，制品的尺寸稳定性等。半结晶的高分子材料经交联后具有形状记忆效应，可制成新型功能材料—热收缩材料。某些辐射裂解高分子或热裂解高分子，交联后能提高它们的耐辐射和耐热性能。

交联度并不是越大越好，各有优势，交联度高的树脂聚合得比较紧密，坚牢而耐用，密度较高，内部空隙较少，对离子的选择性较强;而交联度低的树脂孔隙较大，脱色能力较强，反应速度较快，但在工作时的膨胀性较大，机械强度稍低，比较脆而易碎。根据需要来合成不同交联度的树脂。

（4）大孔型离子交换树脂：是外观不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构的离子交换树脂。大孔型离子交换树脂与普通的凝胶型离子交换树脂的区别：①大孔型离子交换树脂：外观

不透明，表面粗糙，为非均相凝胶结构。凝胶型离子交换树脂：外观透明，表面光滑。具

有均相高分子凝胶结构。②大孔型离子交换树脂：在树脂内部存在大量的毛细孔。无论树

脂处于干态或湿态、收缩或溶胀时，这种毛细孔都不会消失。因此可在非水体系中起离子

交换和吸附作用。凝胶型离子交换树脂：球粒内部没有大的毛细孔。有在干态和非水系统

中不能使用的缺点。③大孔型离子交换树脂：孔径一般为几纳米至几百纳米，比表面积可

达几百或几千m2/g，因此其吸附功能十分显著。凝胶型离子交换树脂：在水中会溶胀成凝胶状，并呈现大分子链的间隙孔。④大孔型离子交换树脂：吸附能力远远大于凝胶型树脂。不仅可以从极性溶剂中吸附弱极性或非极性的物质，而且可以从非极性溶剂中吸附弱极性

的物质，也可对气体进行选择吸附。⑤大孔型离子交换树脂：不存在外疏内密的结构，从

而克服了中毒现象。凝胶型离子交换树脂使用中会产生“中毒”现象。

（5）关键是在母体中加入致孔剂，再除去致孔剂形成大孔结构

（10）离子交换树脂的合成方法：①加成共聚，离子交换树脂或其前体是通过

含烯基单体和含双烯基或多烯基的交联剂通过自由基共聚合而成

②缩合共聚：离子交换树脂或其前体是通过单体逐步缩合聚合而成，同时富产

简单的小分子如水等。

吸附树脂的制备方法：悬浮聚合法，后交联法

聚苯乙烯分子中的苯环比较活泼，可以进行一系列的芳香取代反应，如磺化、氯甲基化、

卤化、硝化、锂化、烷基化、羧基化、氨基化等等。聚苯乙烯会是常用的骨架还是因为其价廉、应用广泛、易于加工制备，性能优越。

（15）离子型交换树脂的应用：

①水处理②冶金工业③环境保护④原子能工业⑤海洋资源利用⑥化学工业⑦食品工业，⑧医药卫生

吸附树脂的应用