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功能高分子材料复习

题

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 2

2

CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2n

CH-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 2

P CH 2N +(CH 3)3Cl -P CH 2N +(CH 3)3OH -

33

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。

7.复合型导电高分子材料（P60-68），电子导电型聚合物，离子导电型聚合物的结构，导电原理及应用

复合型导电高分子材料：

结构：分散复合结构，层状复合结构，表面复合结构，梯度复合结构

导电原理：渗流理论，隧道导电理论，PTC效应（热膨胀说，晶区破坏说）应用：复合型导电塑料，复合型导电橡胶，复合型导电涂料，导电粘合剂。点导电聚合物：

结构特征：分子内具有非常大的共轭π电子体系。

原理见P71-72

应用见P80-84

8.离子导电聚合物的构成？起导电作用的部分？原理？

以正负离子为载流子的导电高分子，又叫聚合物电解质

原理在外加电场驱动力作用下，通过聚合物内部的离子的定向移动实现导电

离子导电聚合物的导电机理

自由体积理论

•在一定的温度下聚合物分子要发生一定幅度的振动，其振动能量足以抗衡来自周围的静压力,在分子周围建立起一个小的空间来满足分子振动的需要，这个小空间被称为自由体积。

•离子的传输主要在无定型状态中受聚合物链段运动控制时，离子就是通过热振动产生的自由体积而定向迁移。

自由体积越大，越有利于离子的扩散运动，从而增加离子电导能力，体系电导率增加。

●螺旋隧道模型

●聚合物络合理论

•聚合物电解质中物质的传输主要发生在无定形区。在阳离子的运动过程中，高分子链段和阳离子的络合、解离过程为主要决定过程。

•例如：电解质阳离子先同聚合物链上的电负性大的基团络合，在电场的作用下，随着聚合物链段的热运动，电解质的阳离子与极性基团发生解离，再与别的链段发生络合。在这种不断的络合-解离-再络合的过程

中，阳离子实现定向移动。

9.电致发光高分子材料的结构，原理及其应用

•

•有机、聚合物薄膜EL器件是通过电子、空穴载流子的注入和复合而发光的器件的结构包括单层和多层两大类。

•单层EL器件由阴极、发射层和阳极组成。为了提高载流子的注入效率和发光效率在阴极或阳极与发射层之问加入电子输运层或空穴

输运层，从而得到了双层或多层EL器件

原理和应用详见书本P115-127

原理:1.载流子的注入从阴极和阳极注入

2.载流子的迁移电子和空穴分别向发光层迁移

3.载流子的空穴和迁移电子在发光层中相遇复合并产生激子

4.激子将能量传递给发光分子并激发电子从基态跃迁到激发态

5.电致发光激发态能量通过辐射耗散产生光子释放出光能

应用：主要材料：空穴注入材料，电子注入材料，电子传输层材料，荧光或磷光发射层材料；辅助材料：电子和空穴阻挡层材料，在发光层添加荧光染料和磷光染料

10.高分子液晶的构成，分类，原理及其应用

液晶高分子

定义：某些液晶分子可连接成大分子，或者可通过官能团的化学反应连接到高分子骨架上。这些高分子化的液晶在一定条件下仍可能保持液晶的特征，就形成高分子液晶。

构成：致晶单元+ 高分子链