功能高分子 ppt课件

——高分子骨架仅仅起支撑、分隔、固定和降 低溶解度等辅助作用
研究开发中都是围绕着发挥官能团的作用而展开的
Chapter8 Polymer
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P N
+
Z SO3H
C O OH O
N
N
N
高分子过氧酸
N R
+
N R3 R
+
电活性聚合物
侧链聚合物液晶
离子交换树脂
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②
聚合物骨架与官能团协同作用
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1.发光二极管
1990 年R. H. Friend首次报道 高分子发光二极管具有颜色可调、 可弯曲、大面积和低成本等优点 ——实用化的突破口
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2.分子导线
一个分子类似于一根导线
可用于高灵敏度检测、超大规模集成技术等
“模板聚合、分子束沉积等方法制备“分子导线” 或导电高分子微管(或纳米管)

结构型导电高分子
是指具有共轭π键，其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。
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种 类
名称
结构
种类
聚乙炔
聚噻吩
(
S
)
n
聚吡咯
(
N H
)
n
聚苯胺
(
NH
)n
聚
苯
(
)
n
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导电机理
导电机理
自由基阳离子通过双键迁移 沿共轭高分子链传递wk.baidu.com
在主链型液晶聚合物的芳香环上引入一定体积的取代 基可以降低其玻璃化温度，从而降低使用温度。


在高分子膜材料中引入极性基团可以改变润湿性。
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（2）聚合物骨架的结构、组成与性质对功能高分子材料性
能的影响
反应型功能高分子要求聚合物要有一定溶胀性能，或者一定孔隙度和孔径范围，以满 足反应物质在其中进行扩散运动的需要； 高分子功能膜材料要求聚合物要有微孔结构，或者扩散功能，满足被分离物质在膜中 的选择性透过功能； 其他功能高分子材料对聚合物化学的、机械的和热稳定性均有一定要求。
高分子骨架上邻近功能基团的一些结构和基团对 功能基的性能具有明显的影响力，这种作用称为 高分子的邻位效应。
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高分子骨架的模板效应 高分子骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立 起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供 一个类似于工业上浇铸过程中使用的模板的作用。这种作
③
聚合物骨架起作用

官能团与聚合物骨架在形态上不能区分，也 就是说官能团是聚合物骨架的一部分，或者 说聚合物骨架本身起着官能团的作用。
如：主链型聚合物液晶和导电聚合物
[ CO CONH
NH ] n
[ CH CH ] n
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④
官能团起辅助作用
如利用引入官能团改善溶解性能、降低玻璃 化温度、改变润湿性和提高机械强度等作用。
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高分子骨架的机械支撑作用
“无限稀释”作用：功能基团之间无相互干扰。 如固相法合成肽
“高度浓缩”作用：邻位效应。
高分子骨架的构象、构型、结晶度、高次结构等都因为其骨架支撑作用对功能基的活 性和功能产生明显影响。
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高分子骨架的邻位效应
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导 电 高 分 子 的 特 性
1.电导率范围宽
导电高分子的特性
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2.掺杂-脱掺杂过程可逆
导电高分子不仅可以掺杂，而且还可以脱掺杂， 并且掺杂-脱掺杂的过程完全可逆。
3.响应速度快
(10-13 sec)
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4.有电致变色性
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(
N
N
)
0.8V H+ n
全 氧 化态PNB +e -e
紫色
(
N H
N
)
(
+
N H
N) H n
中 间 氧 化态EB +e -e
蓝色
0.5V
绿色
(
N
N
)
n -0.2V
全 还原态LEB
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淡黄 色
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导电高分子的应用
导电高分子的应用
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3.二次电池
高分子掺杂态 储存电能、脱 掺杂过程中释
放电能
——全塑电池
输出电压3V、电池容量3mA.h，复充放电上千次
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4.生物传感器
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8.3.1.2 功能高分子材料的结构与性能关系
功能高分子材料构效关系分析
关键作用的官能团 独特的性质
聚合物骨架的性质，如溶胀性或润湿性等
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（1）官能团的性质与聚合物功能之间的关系
①
在功能高分子材料中官能团的性质对材料的功能起主 要作用
官能团的作用需要通过与高分子骨架的结合或者通
过高分子骨架与其他官能团相互结合而发挥作用
如 ： 固相合成用高分子试剂
固相合成的功能是甲基氯官能团与聚合物的结合实现的，没 有聚合物骨架的参与，就没有固相合成，有的只是小分子酯 化反应。没有氯甲基官能团，聚合物中就没有反应活性点， 固相反应也无从发生。
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Chapter 8 Polymer
高分子材料
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8.3 功能高分子 Functional Polymer

功能高分子概述 导电高分子


生物医用高分子
感光高分子
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8.3.1 功能高分子概述
8.3.1.1 分类（按照性质和功能划分）： ① 反应型高分子，包括高分子试剂和高分子催化剂； ② 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材 料和光致变色材料等； ③ 电活性高分子材料，包括导电聚合物、能量转换型聚 合物和其他电敏材料； ④ 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； ⑤ 吸附型高分子材料，包括高分子吸附性树脂、高分子 絮凝剂和吸水性高分子吸附剂等； ⑥ 其他未能包括在上述各类中的功能高分子材料。
用与酶催化反应有相近的效应，特别有利于立体选择性合
成，甚至光学异构体的合成。

聚合物的半透性和包络作用 物理法制备的固化酶：小分子透过聚合物与酶接触反应 高分子缓释药物的缓释作用
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8.3.2 导电高分子 Conducting Polymer

种类：
结构型导电高分子（本节内容） 复合型导电高分子（普通高分子混入导电填料）