功能高分子的分类及用途
功能高分子名词解释
功能高分子名词解释功能高分子是指具有特定功能的高分子化合物。
高分子化合物是由重复单元组成的长链状分子，具有较高的分子量和相对较大的分子尺寸。
功能高分子通过在高分子结构中引入特定的官能团或化学基团，赋予了高分子材料特定的性能和功能。
功能高分子可以根据其特定的功能进行分类和解释。
以下是几种常见的功能高分子及其解释：1. 吸附剂，功能高分子可以具有吸附其他物质的能力，如吸附有害气体、重金属离子或有机污染物等。
这些高分子通常具有大的表面积和良好的吸附性能，可用于环境净化、废水处理等领域。
2. 催化剂，功能高分子可以具有催化反应的能力，促进化学反应的进行。
这些高分子通常具有特定的催化活性中心或催化剂团，可用于催化合成、催化加氢等化学过程。
3. 传感器，功能高分子可以具有感知和响应外部刺激的能力，如温度、湿度、光线等。
这些高分子通常通过结构上的改变或物理性质的变化来实现信号的转换和传递，可用于传感器、智能材料等领域。
4. 控释剂，功能高分子可以具有控制释放物质的能力，如药物、香料、肥料等。
这些高分子通常通过控制物质的扩散、溶解或降解速率来实现控制释放，可用于医药、食品、农业等领域。
5. 增韧剂，功能高分子可以具有增强材料韧性和耐冲击性的能力。
这些高分子通常通过在高分子基体中引入弹性体颗粒或交联结构来增加材料的韧性和延展性，可用于塑料、橡胶等领域。
6. 电子材料，功能高分子可以具有导电、光电或磁性等特殊电子性质。
这些高分子通常通过在高分子结构中引入共轭结构或特定的电子基团来实现，可用于电子器件、光电器件等领域。
以上只是功能高分子的一些常见例子，实际上功能高分子的种类和应用非常广泛。
它们在材料科学、化学工程、生物医学等领域都具有重要的应用价值，为我们的生活和科技进步做出了贡献。
功能高分子材料的研究进展
3、高分子催化剂与高分子试剂：在化学合成领域，科研人员正在研究新型的 高分子催化剂与高分子试剂，以提高反应效率，减少副反应，降低环境污染。 其中，负载型高分子催化剂以其高效、可回收的优点引起了科研工作者的广泛。
4、医用高分子：医用高分子材料与人类的健康和生命质量密切相关。近年来， 科研人员对医用高分子的研究主要集中在生物相容性、降解性以及功能性上。 例如，聚乳酸（PLA）和聚己内酯（PCL）等生物降解材料已经被广泛应用于 药物载体和生物医学工程中。同时，科研人员也在开发具有药物控释、靶向治 疗等功能的医用高分子药物。
功能高分子材料的研究进展
目录
01 一、功能高分子材料 的分类
03 三、未来展望
02
二、功能高分子材料 的研究进展
04 参考内容
功能高分子材料是一种具有特殊物理、化学或生物性质的材料，其价值在于能 够进行精确的分子设计，以适应特定的应用需求。这种材料在众多领域中都有 着广泛的应用，如能源、医疗、环保等。近年来，随着科技的飞速发展，功能 高分子材料的研究取得了显著的进步。
1、高分子膜：高分子膜在分离、过滤、渗透等过程中有着广泛的应用。近年 来，科研人员在高分子膜的制备技术、性能优化以及应用研究等方面取得了重 要的突破。例如，通过纳米纤维构筑的多孔高分子膜在海水淡化、燃料电池等 领域展示出优异的性能。
2、高分子纤维：高分子纤维具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点，被广泛应 用于航空航天、汽车制造、环保等领域。一种新型的高分子纤维——碳纤维， 因其具有超高的强度和模量，被视为“黑金”。科研人员正在致力于提高碳纤 维的生产效率，降低成本，料主要分为物理功能高分子材料、化学功能高分子材料和生物功 能高分子材料。物理功能高分子材料主要涉及高分子膜、高分子纤维等；化学 功能高分子材料则包括高分子催化剂、高分子试剂等；生物功能高分子材料则 涉及医用高分子、生物降解高分子等。
浅谈：功能高分子材料分类与性能应用
浅谈：功能高分子材料分类与性能应用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。
通常，人们对特种和功能高分子的划分普遍采用按其性质、功能或实际用途划分的方法，可以将其分为八种类型。
1、反应性高分子材料包括高分子试剂、高分子催化剂、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。
2、光敏性高分子材料包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光电材料及光致变色材料等。
3、电性能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及其他电敏感性材料。
4、高分子分离材料包括各种分离膜、缓释膜和其他半透明膜材料、离子交换树脂、高分子絮凝剂、高分子螯合剂等。
5、高分子吸附材料包括高分子吸附树脂、吸水性高分子等。
6、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值、压力感应材料等。
7、医用高分子材料包括医用高分子材料、药用高分子材料和医用辅助材料等。
8、高性能工程材料如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料、生物可降解高分子和功能纤维材料等。
常见的几种功能高分子材料离子交换树脂它是最早工业化的功能高分子材料。
经过各种官能化的聚苯乙烯树脂，含有H 离子结构，能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂，含有OH-离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。
它们主要用于水的处理。
离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。
高分子催化剂催化生物体内多种化学反应的生物酶属于高分子催化剂。
它具有魔法般的催化性能，反应在常温、常压下进行，催化活性极高，几乎不产生副产物。
近十年来，国内外多有研究用人工合成的方法模拟酶，将金属化合物结合在高分子配体上，开发高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。
功能高分子材料的分类
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。
功能高分子材料
第一章绪论性能：材料对外部作用的抵抗特性。
高性能高分子材料：对外部作用有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子材料：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。
(具有特殊物理化学性质的的材料)通用（常规）高分子材料：应用面广、量大，价格较低。
eg：纤维、塑料、橡胶、涂料、粘合剂。
特种高分子材料：功能高分子材料属于特种高分子材料最早的功能高分子是合成的酚醛型离子交换树脂。
一般采用按其性质、功能或实际用途对功能高分子材料进行分类：1. 反应型高分子材料（包括高分子试剂、高分子催化剂等；）2. 光敏型高分子（包括光稳定剂、光刻胶、光致变色材料等。
）3. 电性能高分子材料（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。
）4. 高分子分离材料（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。
）5. 高分子吸附材料（高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
）6. 高分子智能材料(高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
)7. 医药用高分子材料(医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。
)8. 高性能工程材料(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。
)！！！功能高分子材料的制备策略功能型小分子材料的高分子化、已有高分子材料的功能化、多功能材料的复合。
功能型小分子材料的高分子化的实现途径：①化学键连接的化学方法，如共聚、均聚等（举例1：丙烯酸，可用于制备离子交换树脂、高吸水性树脂等。
举例2：含双键的环氧丙烯酸酯，广泛用于制备功能性粘合剂。
）②物理方法，如共混、吸附、包埋等。
（维生素C微胶囊）（1）带有功能型基团可聚合单体的聚合法——包括两步骤。
（a）在功能性小分子中引入可聚合基团，或在含有可聚合基团单体中引入功能性基团；(b）进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。
功能高分子
一绪论1 功能高分子的基本概念（1）功能高分子：在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。
（2）功能高分子材料学：以功能高分子材料为研究对象，探讨其结构组成、制备方法、功能特性的科学。
研究功能高分子材料的功能基团、分子组成和材料结构与性能之间的联系（3）高分子的发展方向：通用高分子的高性能化和高分子的多功能化2功能高分子的分类按其性质、功能或实际用途反应性高分子材料；光敏型高分子；电性能高分子材料；高分子分离材料；高分子吸附材料；高分子智能材料；医药用高分子材料；高性能工程材料。
二化学功能高分子材料1 高分子试剂和固相合成（1）高分子试剂①高分子试剂研究的主要内容：通过功能基化的方法把有机合成反应中的试剂、反应底物键合到聚合物上，然后用这种聚合物承载的试剂或反应底物进行合成反应。
②高分子试剂制备方法：通过小分子化学试剂的功能化方法制备，经过高分子化的化学反应试剂，保持原有试剂性能外，还具有一些其他功能。
③与相应小分子试剂相比，高分子试剂的特点：易于分离回收，操作过程简便；稳定性和安全性好，毒臭燃爆性降低；可利用高分子效应，提高反应选择性；可利用高分子效应，控制反应微环境；由于骨架的空阻，反应活性往往降低；由于制备复杂，试剂成本往往增加；耐热性差，不利于高温反应。
④主要包括：氧化-还原树脂；高分子氧化剂；高分子还原剂；高分子传递性试剂；其它：高分子缩合剂、高分子农药/药物等。
(2)高分子载体上的固相合成概念：高分子载体上的固相合成：采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。
反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。
反应完成后再将产物从载体上脱下。
特点：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行；可进行分子设计，合成有特定序列的高分子。
功能高分子材料学习总结
功能高分子材料学习总结功能高分子材料是一种具有特殊性质和特定功能的材料，常用于各个领域的应用，如能源、医疗、电子等。
在学习功能高分子材料的过程中，我发现了许多重要的知识和技能，下面是我对此的总结。
一、功能高分子材料的分类功能高分子材料可以根据其用途和性质进行分类。
基于用途，可以分为电子材料、光学材料、磁性材料、生物材料等。
不同类别的功能高分子材料有着不同的制备方法和性能特点，我们需要深入了解每个类别的特点，以便在实际应用中做出正确的选择。
二、功能高分子材料的制备方法功能高分子材料的制备方法多种多样，包括化学合成、物理方法、生物法等。
化学合成是最常用的方法，通过有机合成反应来制备所需的功能高分子材料。
物理方法包括溶液法、熔融法、拉伸法等，这些方法能够得到具有特定结构和性能的高分子材料。
生物法则是利用生物学体系合成天然高分子材料或者通过改性使其具有特殊功能。
三、功能高分子材料的性能与应用功能高分子材料的性能决定了其在不同领域中的应用。
举例来说，聚合物基复合材料具有较高的力学强度和化学稳定性，可以用于制作飞机和汽车零部件。
另外，具有光导电性和光学特性的高分子材料可以应用于光电子器件中，如发光二极管和太阳能电池。
通过深入研究和理解功能高分子材料的性能，我们可以找到更广泛的应用领域。
四、功能高分子材料的性能测试与表征为了确保功能高分子材料能够达到设计要求并保证其品质，我们需要进行各种性能测试与表征。
常用的测试方法包括拉伸测试、热分析、电性能测试等。
此外，结构表征也是十分重要的，如红外光谱、核磁共振等。
通过这些测试和表征手段，我们可以全面了解材料的性能和结构特点，为优化制备工艺和改进性能提供依据。
五、功能高分子材料的发展趋势功能高分子材料领域一直在不断发展，并呈现出一些重要的趋势。
首先，材料的多功能性和智能化正成为发展的主要方向，也就是材料在不同环境下具有不同的性能和功能。
其次，可持续发展和环境友好型材料的需求越来越大，传统的高分子材料正在逐渐被可降解材料所取代。
药用功能高分子
个性化治疗与精准医学的挑战
需要克服个体差异，实现个性化治疗和精准给药。
药用功能高分的子未来研究方向
新型高分子材料的研发
探索和开发具有优异性能的新型药用功能高 分子材料。
跨学科合作与技术整合
加强化学、生物医学、药学等学科的交叉合 作，整合先进技术与方法。
药效与作用机制研究
深入研究药用功能高分子的药效、作用机制 及体内外行为。
常见的药用塑料高分子包括聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸-聚己内酯共聚物等，这 些高分子材料具有良好的生物降解性和生物相容性，能够有效地控制药物的释放 和释放速率。
药用胶粘剂高分子
药用胶粘剂高分子是指具有药用性能的胶粘剂类高分子材料 ，它们能够粘附在药物或药物载体上，起到固定药物和延长 药物作用时间的作用。
组织工程
药用功能高分子可以作为组织 工程支架材料，用于再生医学 和组织修复。
医疗器械
药用功能高分子可以用于医疗器 械的涂层、植入材料等方面，提
高医疗器械的性能和安全性。
药用功能高分子的发展趋势
1 2 3
新材料与新技术的研发
随着科技的发展，不断有新的药用功能高分子材 料和新技术涌现，如纳米药物载体、智能药物载 体等。
药用功能高分子的毒理学评价
01
对药用功能高分子进行急性毒性、亚急性毒性、慢性毒性和致畸胎性 等评价，以全面了解其毒性特征。
02
检测药用功能高分子对肝脏、肾脏等器官的毒性作用，以及对其功能 的影响。
03
评估药用功能高分子对免疫系统的影响，以了解其是否会引发免疫反 应或抑制免疫功能。
04
对药用功能高分子进行致突变和致癌性评价，以确定其是否存在潜在 的致癌风险。
药用涂料高分子
功能高分子材料
×)
提示：热固性塑料不可加热熔融。
(3)高分子链越长,软化温度越高、密度越大。(
√
)
提示：高分子链越长,相对分子质量越大,高分子间的作用力越大,软化温度
越高、密度越大。
2．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是(
②
①
④ CH2—CHCl
③
A.①②
酯中无碳碳双键,含有酯基,故其能发生水解反应,不能发生加成反
应;其分子中不含亲水基团,故无吸水性。
7．角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能主要有良好的透气性和亲水性。
下列可以作为隐形眼镜材料的是(
A．聚乙烯
C
)
B．聚氯乙烯
解析：隐形眼镜的材料具有
透气性和亲水性，该物质中应
有亲水基团，符合要求的只有C
项。
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的掺杂聚乙炔
解析B项中半导体材料单晶硅,属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高
分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分
子材料。
4.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着
乙烯等
（4）用途：
广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药
物提纯、血液透析等领域
四、常见高分子材料的化学性质
(1)所含官能团及性质
官能团
性质
碳碳双键
氧化反应、
加成反应
酯基
水解反应
羧基
酯化反应、
取代反应
肽键
水解反应
(2)常见反应
①降解:在一定条件下高分子降解为小分子,如聚苯乙烯降解为苯乙烯。常
各类功能高分子合成以及应用介绍
10.1.1 功能高分子分类
（1） 具有分离功能的高分子 （2） 高分子试剂 （3） 高分子催化剂
（4） 医用高分子和高分子药物
（5） 其他
10.1.2 功能高分子的合成方法
（1） 功能单体聚合或缩聚反应
离子交换膜的应用
电渗析
离子选择电极
人工肾
10.6.2高分子反渗透膜、超滤膜
目前反渗透膜、超滤膜在许多领域都得到了应用。
海水淡化
血液透析
超滤设备
电镀废液处理设备
10.7 生物医用功能高分子
10.7.1 生物医用功能高分子
1.高分子医用材料的要求和种类 作为医用材料特别是在体内使用的材料应具备许多特 性，由这两方面来考虑： （1）材料对人体的影响 材料应该是无毒，不致癌，不引起 过敏反应，不破坏邻近组织，抗凝 血，不引进血栓，不引起蛋白质和 酶分解等。 （2）人体对材料的影响 耐磨耗，不产生力学性老化，表面状态和形态 要稳定，无化学变质或分解，不吸附或沉淀物 出现等。
醇（PVA）。
分子式
聚乙烯醇
（2）配位原子为氮的高分子螯合剂
配位原子为氮的螯合剂主要有胺、肟、席夫碱、羟肟酸等。 含有席夫碱结构的高分子螯合物：具有良好的热稳定性、 耐温材料。 （3）配位原子为磷、硫、砷、硒的高分子螯合剂
这类螯合剂对不同的金属有不同的螯合能力，可以合成各
种功能的新型功能树脂。 （4）具有冠醚结构的大分子配位树脂 冠醚能够与钠、钾等碱金属配合，引入聚合物的主链或侧 链中，具有分离碱金属离子的特性。
医用材料要解决血液相容问题的途径： 1.解决材料表面的光滑性 2.材料表面带负电荷 3.调节材料表面的亲水性的疏水性的比例 4.接枝肝素 5.选择具有抗凝血作用的微相分离材料 6.伪内膜化
5 功能高分子
充的情形相类似。但由于纤维状填料的接触几率更大,因
此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。
结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺 杂后具有导电性的高分子物质,一般由电子高度离域的共
轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。
离子型导电高分子通常又叫高分子固体电解质，其导电
时的载流子主要是离子。 电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高
p型掺杂是由于导电高分子的部分氧化，即： x 聚合物 (聚合物+y)x + (xy)en型掺杂则是由于导电高分子的部分还原，即： x聚合物+ (xy)e- (聚合物-y)x 上述过程可通过电化学或化学方法完成。为了维持 电中性，p型掺杂和n型掺杂都必须提供一个对离子，如 (聚合物+y)x + （xy）A- (聚合物+y)A-yx (聚合物-y)x + （xy）M+ M+y(聚合物-y) x
3.复合功能
高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子 表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分 子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等 4.生物、医用功能
抗血栓、控制药物释放和生物活性等
从制造和结构的角度考虑： 结构型功能高分子 复合型功能高分子
按照功能特性通常可分成以下几类：
（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
隐身材料
所谓隐身材料是指能够减少军事目标的雷达特征、
红外特征、光电特征及目视特征的材料的总称。由于雷 达是军事目标侦查的主要手段,所以雷达波吸收材料的研 制是关键。自从导电聚合物的出现,其作为新型的雷达波 吸收材料成为研究的热点。美国、日本、法国、印度及 中国相继开展了导电聚合物雷达波吸收材料的研制,尤其 是美国空军投资开发的高聚物雷达波吸收材料，为隐身 战斗机和侦察机制造“灵巧蒙皮”的设想和计划奠定了 基础，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的发展。
《功能高分子 》课件
VS
详细描述
功能高分子材料具有良好的光电性能和化 学稳定性，可用于制造太阳能电池和燃料 电池。同时，一些功能高分子材料还可作 为锂电池的电极材料，提高电池的能量密 度和安全性。
04 功能高分子材料的未来发 展
新材料开发
高性能化
通过改进合成方法、引入新型功 能基团等方式，提高功能高分子 的性能，如强度、耐热性、耐腐 蚀性等。
功能高分子材料
指在分子水平上设计并合成的高分子 材料，具有特定功能和性能，以满足 各种应用需求。
分类
01
02
03
按功能分类
导电高分子、光敏高分子 、磁性高分子、吸附分离 高分子等。
按合成方法分类
加聚型、缩聚型、共聚型 等。
按应用领域分类
电子、能源、环保、生物 医药等。
常见功能高分子材料
导电高分子材料
环保领域
总结词
功能高分子材料在环保领域的应用包括水处理、空气净化、 土壤修复等。
详细描述
功能高分子材料具有吸附、分离、富集等功能，可用于水处 理和空气净化。同时，一些功能高分子材料还可用于土壤修 复，帮助去除重金属和有害物质。
新能源领域
总结词
功能高分子材料在新能源领域的应用包 括太阳能电池、燃料电池、锂电池等。
能源环保
利用功能高分子材料的特殊性质，开发高效能电 池、太阳能电池、环境治理材料等，推动清洁能 源和环保产业的发展。
智能制造
利用功能高分子材料的传感和响应特性，开发智 能传感器、驱动器等关键部件，推动智能制造和 工业自动化的发展。
绿色可持续发展
可降解性
开发可生物降解的功能高分子材料，降低对环境的污染和资源消 耗。
智能化
利用传感器、响应性高分子等技 术，开发具有自适应、自修复、 自感知等功能的智能高分子材料 。
功能高分子材料
• 聚合物的物理功能化主要是通过小分子功能化合物与聚合 物的共混和复合来实现的
物理共混的主要运用
• 物理共混的方法可以用于当聚合物或者功能型小分子缺乏 反应活性，不能或者不易采用化学接枝反应进行功能化， 以及被引入的功能型物质对化学反应过于敏感，不能承受 化学反应条件的情况下对其进行功能化；如：有机/无机 絮凝剂的复合，导电橡胶、磁性橡胶的制备
功能单体
高分子化
成型
天然高分子或 聚合物
改性
功能化
成型
途径一
功能性单体的制备
主要问题：功能性基团和可聚合基团的引入
可聚合基团：
• 通过有机化学的方法，在上面的基团的分子结构中引入 一些功能性的基团如：-NH2、-SH、-CONH2等
• 或通过相反的过程， 在一些具有功能性的 分子中引入可聚合基 团；例如：单独的乙 苯不能发生聚合和反 应，但通过双键的引 入能聚合生成聚苯乙 烯
• 特点：可选择的高分子广泛，许多高分子材料在一定的条 件下都可以发生接枝反应，如基苯乙烯、聚乙烯醇、纤维 素、淀粉等；相比于第一种制备方法，所制备的功能高分 子材料机械性能较好，不易出现功能基团的掩埋等现象；
• 缺点：发生接枝反应的条件要求较高，一般需要利用高温、 高压、辐射等手段先将高分子链上的某些位置先活化，才 能发生接枝反应；
• 物理共混主要可以分为熔融共混和溶液共混
• 熔融共混：先将聚合物熔融，在熔融态下加入功能型小分 子，搅拌均匀，根据功能型小分子溶解状态，可分为均相 共混和多相共混
• 溶液共混：将聚合物溶解在一定的溶剂中，然后功能型小 分子溶解或分散在聚合物形成的溶液中，蒸发溶剂后，得 到共混聚合物；
• 共混改性的特点：方法简单，快速，多数情况下不受场地 和设备的限制；也不受聚合物和功能型小分子反应活性的 影响，适用范围宽，得到的聚合物功能性基团分布也比较 均匀
功能高分子材料
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。
功能高分子
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。
功能高分子定义
功能高分子定义功能高分子是一种特殊的高分子材料，具有多种优异的性能和功能，广泛应用于各个领域。
本文将从定义、分类、特点、应用等方面进行介绍。
一、定义功能高分子是指经过改性或设计，具有特定性质和功能的高分子材料。
它可以通过合成、改性或掺杂等方法来赋予高分子材料新的性能和功能，如电、磁、光、热、机械、化学等多种性质和功能。
二、分类根据功能高分子的性能和功能，可以将其分为多种类型，如下：1.电性功能高分子：具有导电、绝缘、储能、放电等性能，如聚苯胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸等。
2.磁性功能高分子：具有磁性、磁导率、磁阻等性能，如聚合物磁性材料、磁性纳米粒子等。
3.光学功能高分子：具有透明、发光、荧光、折射、散射等性能，如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺等。
4.热性功能高分子：具有热稳定性、耐热、阻燃、导热、保温等性能，如聚酰亚胺、聚丙烯、聚氨酯等。
5.机械性功能高分子：具有强度、韧性、硬度、弹性等性能，如聚酰胺、聚丙烯、聚氨酯等。
6.生物医用功能高分子：具有生物相容性、生物降解性、药物控制释放等性能，如聚乳酸、聚酯、聚酰胺等。
三、特点功能高分子具有以下特点：1.多重性能：功能高分子具有多种性能和功能，可以根据需要进行设计和调整，满足不同领域的需求。
2.可控性：功能高分子的性能和功能可以通过不同方法进行控制和调整，如合成方法、改性方法、掺杂方法等。
3.可再生性：功能高分子具有可再生性和可回收性，可以减少资源浪费和环境污染。
4.应用广泛：功能高分子可以应用于各个领域，如电子、医疗、能源、环保、汽车、建筑等。
四、应用功能高分子的应用非常广泛，主要包括以下领域：1.电子领域：功能高分子可以用于制备电池、超级电容器、导电材料、光电材料等。
2.医疗领域：功能高分子可以用于制备人工器官、医用材料、生物传感器等。
3.能源领域：功能高分子可以用于制备太阳能电池、燃料电池、储能材料等。
4.环保领域：功能高分子可以用于制备催化剂、吸附材料、膜材料等。
功能高分子的类型
功能高分子的类型功能高分子是材料领域中的重要一类，它们在化学物质、生物材料、医药、涂料、电子、能源等领域均有广泛的应用。
这类材料因其结构多样和优异的性能，可以从多个角度来进行分类。
首先是聚合物复合材料类，这是包括传统的增强和填充材料在内的纤维增强塑料（FRP）、炭纤维基复合材料（CFRP）、以及金属基复合材料、无机基复合材料等材料，其用途十分广泛。
例如，FRP可用于加固建筑结构、桥梁、飞机、汽车、轮船等；CFRP则用于高性能轻型杆材、航空航天、赛车等领域。
这类材料因其轻质、高强度、耐腐蚀、耐疲劳、耐高温等优良性能而备受关注。
其次是功能高分子包装材料类，主要包括吸附性材料、膜材料、光学材料、阻隔材料、纳米复合材料等，广泛应用于食品、医药、电子、农业等领域。
这些材料在功能性和应用性上的不断创新和发展，推动了包装材料从保护产品到提高产品质量、延长产品寿命、增加产品附加值的转型。
再次是生物材料类，它包括了生物高分子、仿生材料、医用材料等。
生物高分子材料的种类繁多，主要包括蛋白质、糖类、核酸等，在医药、食品、化妆品等方面都有广泛应用；而仿生材料则是将生物材料的结构和功能进行模拟，在医学、环境治理等方面有着广泛的应用前景；医用材料则主要应用于医疗器械、人工器官等领域中，包括了生物可降解材料、生物非降解材料等多种材料。
最后是功能化学品类，这是在功能材料的基础上，进行化学控制和调节，开发出一系列具有特定功能的高分子材料，例如水凝胶、离子交换膜、分子印迹材料等。
这类材料广泛应用于能源、环保、催化等领域中，其应用效果优异，能够大大提高工业生产效率和资源利用率。
总体而言，功能高分子作为材料领域中的重要一类，具有结构多样、性能优异、应用广泛等特点，其发展已成为推动科技进步和经济发展的重要力量，因此十分值得重视和研究。
功能高分子材料分类
功能高分子材料分类1.功能高分子材料的分类1.1.结构功能高分子材料结构功能高分子材料是指在高分子链结构中引入功能基团或功能单体，以增强材料的特定性能和应用功能。
这种高分子材料通常具有特殊的结构和功能，例如聚砜、聚酰胺等。
1.2.功能导向高分子材料功能导向高分子材料是根据材料在特定应用中的功能需求来设计合成的高分子材料。
例如，医用高分子材料、防护高分子材料等。
1.3.智能高分子材料智能高分子材料是一类能够响应外部刺激而改变其结构和性能的高分子材料。
这种材料可以实现自动感应、自动调节和自动控制等功能，广泛应用于智能材料、传感器和智能器件等领域。
1.4.生物功能高分子材料生物功能高分子材料是具有生物相容性、生物降解性和生物活性的高分子材料，可以被生物体吸收、代谢或降解。
这种材料广泛应用于医学器械、药物传递系统、组织工程和生物传感器等领域。
1.5.光学功能高分子材料光学功能高分子材料是一类具有光学性能和应用功能的高分子材料，如光学活性、光学非线性和光学透明等。
这种材料可用于光学器件、光学涂层和光学通讯等领域。
1.6.电学功能高分子材料电学功能高分子材料是一类具有电学性能和应用功能的高分子材料，如导电性、介电性和磁性等。
这种材料可用于电子器件、电池材料和传感器等领域。
1.7.热学功能高分子材料热学功能高分子材料是一类具有热学性能和应用功能的高分子材料，如导热性、绝缘性和热稳定性等。
这种材料可用于绝缘材料、隔热材料和传热材料等领域。
2.功能高分子材料的应用领域2.1.医疗保健领域生物功能高分子材料在医疗保健领域有着广泛的应用，如人工器官、医用植入材料和药物传递系统等。
这些材料具有优良的生物相容性和生物活性，能够有效地满足医疗保健领域的需求。
2.2.电子器件领域电学功能高分子材料在电子器件领域有着重要的应用，如导电高分子、介电高分子和磁性高分子等。
这些材料可以用于制造电路板、电容器、传感器和磁记录材料等电子器件。
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（2）按物理功能分为导电性高分子，高介电性高分 子，高分子光电导体等 用途：以导电高分子材料为例 该材料兼有高分子材料的易加工性和金属的 导电性，与金属相比，导电高分子材料具有加工 性好，工艺简单，耐腐蚀，电阻率可调范围大， 价格低等优点。应用主要有：电磁波屏蔽，微波 吸收材料，隐身材料等。
（3）按复合功能分为高分子吸附剂，高分子絮凝剂， 高分子表面活性剂，高分子染料，高分子稳定剂 等 用途：以高分子吸附剂为例 ①吸水性高分子吸附剂具有吸水速度快的特点 ②吸油性高分子吸附剂少则可吸自重的几倍，多则 近百倍的吸油量，吸油速度快且保油能力强，在 工业的废液处理以及环境保护方面具有广泛的用 途。
功能高分子的分类及用途
靖江市斜桥中学 季鋆
一.何为功能高分子？
定义:具有传递、转换或储存物质、能量和信 息作用的高分子及其复合材料。 特点：具有化学反应活性、光敏性、导电性、 催化性、生物相容性、药理性等
二.功能高分子的分类
（1）按化学功能可分为离子交换树脂，螯合树脂， 感光性树脂，氧化还原树脂，高分子试剂等 用途：以离子交换膜为例 含有H+结构，能交换各种阳离子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ叫阳离子 交换膜，含OH-能交换各种阴离子的称为阴离子交 换膜。它们主要用于水的处理，海水淡化，废水 处理，作电解隔膜和电池隔膜。