功能高分子 ppt课件
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高中化学选修五功能高分子材料人教版优秀课件
【练一练】
高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能 化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属 于功能高分子材料的是（ B ）
A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 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．能导电的材料掺杂聚乙炔
高中化学选修五5功.3能-功高能分高子分材子料材人料教-版人优教秀版p p(t共课23件张PPT)
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3.功能高分子材料的用途 功能高分子材料广泛应用于通信、交通、 航空航天、医疗、医药、建筑、印刷、海 水淡化、农林园艺等领域。
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2.高吸水性树脂的用途 高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、
林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙 漠。
网状结构
的化合物聚合得到
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三、功能高分子材料的实例
1.高吸水性树脂的获得 获得高吸水性树脂，主要有如下两种方法： （1）对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行 改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水 性原子团的支链，以提高它们的吸水能力； （2）以带有强吸水性原子团的化合物为单 体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。
高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能 化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属 于功能高分子材料的是（ B ）
A．用于生产光盘等产品的光敏高分子材料 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．能导电的材料掺杂聚乙炔
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3.功能高分子材料的用途 功能高分子材料广泛应用于通信、交通、 航空航天、医疗、医药、建筑、印刷、海 水淡化、农林园艺等领域。
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2.高吸水性树脂的用途 高吸水性树脂就可以在干旱地区用于农业、
林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙 漠。
网状结构
的化合物聚合得到
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三、功能高分子材料的实例
1.高吸水性树脂的获得 获得高吸水性树脂，主要有如下两种方法： （1）对淀粉、纤维素等天然吸水材料进行 改性，在它们的高分子链上再接上含强亲水 性原子团的支链，以提高它们的吸水能力； （2）以带有强吸水性原子团的化合物为单 体，均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。
反应功能高分子PPT课件
• 二．反应型功能高分子材料的应用特点及研究目标
• 出发点：改进化学反应工艺过程
•
提高生产效率和经济效益
•
发展高选择性合成方法
•
消除或减少对环境的污染
•
探索新的合成路线
• 如洛克菲勒大学merrifield教授（1984年诺贝尔奖）在1963年 提出的氨基酸的固相合成简化了肽的合成过程，并使多肽可 以按预先的设计自动地进行合成反应，在些基础上诞生了聚 合物底物、聚合物试剂、聚合物催化剂等。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 1．氧化还原型高分子反应试剂的制备
• 两种方法：
• 高分子催化剂： • 高分子酸碱催化剂 • 聚合物氢化和脱羰基催化剂 • 聚合物相转移催化剂 • 聚合物过渡金属络合物催化剂 • 固定化酶
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 第二节 高分子化学反应试剂 • 一．高分子化学反应概述 • 高分子试剂参与的化学反应路线
注意：
• （1）为保证试剂的良好稳定性，苯环上的氢原子应由其它原子
或基团取代，当苯环上有未被取代的氢原子，试剂处于醌型氧
化态时，易受自由基的攻击，引起交联反应，从而降低高分子
试剂氧化还原的可逆性；
• （2）生成的聚合物中，氧化还原中心之间若能被有效地分隔，
减少相互间的作用可以降低其氧化还原半波电位的范围，从而
• 出发点：改进化学反应工艺过程
•
提高生产效率和经济效益
•
发展高选择性合成方法
•
消除或减少对环境的污染
•
探索新的合成路线
• 如洛克菲勒大学merrifield教授（1984年诺贝尔奖）在1963年 提出的氨基酸的固相合成简化了肽的合成过程，并使多肽可 以按预先的设计自动地进行合成反应，在些基础上诞生了聚 合物底物、聚合物试剂、聚合物催化剂等。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 1．氧化还原型高分子反应试剂的制备
• 两种方法：
• 高分子催化剂： • 高分子酸碱催化剂 • 聚合物氢化和脱羰基催化剂 • 聚合物相转移催化剂 • 聚合物过渡金属络合物催化剂 • 固定化酶
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
• 第二节 高分子化学反应试剂 • 一．高分子化学反应概述 • 高分子试剂参与的化学反应路线
注意：
• （1）为保证试剂的良好稳定性，苯环上的氢原子应由其它原子
或基团取代，当苯环上有未被取代的氢原子，试剂处于醌型氧
化态时，易受自由基的攻击，引起交联反应，从而降低高分子
试剂氧化还原的可逆性；
• （2）生成的聚合物中，氧化还原中心之间若能被有效地分隔，
减少相互间的作用可以降低其氧化还原半波电位的范围，从而
功能高分子材料-第三章高分子分离膜PPT课件
01
03
超滤膜的应用，提高了食品工业的生产效率和产品质 量，同时也为消费者提供了更加安全、健康的食品。
04
超滤膜的过滤精度高，能够有效地去除杂质和有害微 生物，同时保留原有的营养成分和口感，为食品工业 提供了一种高效、环保的加工方法。
纳滤膜在医药工业中的应用
纳滤膜是一种特殊类型的过滤膜，孔径范围在1-1纳米之间，具有较高的过滤精度和 选择性。
循环利用。
用于分离空气中的氧气、 氮气等气体，以及工业
尾气中的有害气体。
用于食品、医药、化工 等领域中物料的浓缩和
提纯。
02
高分子分离膜制备方法
相转化法
浸没沉淀相转化法
热致相分离法
将聚合物溶液流过支撑体，通过控制 溶剂蒸发速度和溶液浓度，使聚合物 在支撑体上沉淀，形成分离膜。
通过加热使聚合物溶液发生相分离， 形成分离膜。
反渗透膜技术的出现，为人类提供了 大量的淡水资源，对于解决全球水资 源短缺问题具有重要的意义。
超滤膜在食品工业中的应用
超滤膜是一种孔径范围在1-100纳米的过滤膜，能够 过滤出大分子物质和杂质，广泛应用于食品工业。
输标02入题
在食品工业中，超滤膜主要用于饮料、酒类、乳制品、 肉制品等产品的过滤澄清和除菌处理，提高产品质量 和延长保质期。
渗透速率。
高分子分离膜制备技术改进
先进的成膜技术
随着成膜技术的不断改进，高分子分离膜的 制备效率和质量得到了显著提高。例如，采 用先进的拉伸成膜技术、喷丝成膜技术、溶 胶-凝胶成膜技术等，可以制备出具有优异 性能的高分子分离膜。
新型的制膜设备
为了提高高分子分离膜的制备效率和产品质 量，不断有新型的制膜设备被研发出来。这 些设备采用了先进的控制系统和精密的机械 结构，能够实现自动化、连续化的生产，并
《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ppt课件
A. 丙烯酸钠是高吸水性树脂的主要成分 B. 高吸水性树脂成品是线型结构 C. 二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可生成一种可降解的塑料 D. 高分子制成的“人造金属”能够导电导热，所以有金属光泽
随堂练习
2. 下列关于功能高分子材料，说法不正确的是( C )
A. 生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料 B. 高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等 C. 高分子药物和有机玻璃都属于功能高分子材料 D. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
聚丙烯纤维很难降解，根据其结构特点，你建议寻找哪类高分子材料替代 聚丙烯？ 聚丙烯纤维特点：无毒、疏水性的线型高分子材料； 可以用聚酯类线型性高分子材料代替，实现可降解；且聚乳酸比普通聚酯类相 比，既能降解，又可再生！
微生物降解材料 聚乳酸
聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，其结构简式如图，主要用于制造 可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以淀粉为原料，先水解为葡萄糖，再在 乳酸菌的作用下将葡萄糖转变为乳酸，乳酸在催化剂作用下可聚合成聚乳酸。 聚乳酸材料废弃后，先水解成乳酸，乳酸在微生物和氧气的作用下可生成CO2 和H2O。请用化学方程式表示上述过程。
第五章 第二节 高分子材料
一、通用高分子材料 二、功能高分子材料
第五章 第二节 第二课时 功能高分子材料
一、高吸水性树脂 二、微生物降解材料
三、高分子分离膜
生活答疑
疫情期间曾“一罩难求”，有不法分子用纸张(天然纤维素)代替口罩材料， 你知道如何用简单的方法鉴别真假吗？
纤维素(多糖)
聚丙烯
➢ 加水鉴别吸水性：纸张有亲水基，能吸水；聚丙烯无亲水基，不吸水； ➢ 燃烧法鉴别：纸张燃烧后灰烬易碾碎；合成纤维燃烧时刺鼻呛味，燃烧后
随堂练习
2. 下列关于功能高分子材料，说法不正确的是( C )
A. 生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料 B. 高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等 C. 高分子药物和有机玻璃都属于功能高分子材料 D. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
聚丙烯纤维很难降解，根据其结构特点，你建议寻找哪类高分子材料替代 聚丙烯？ 聚丙烯纤维特点：无毒、疏水性的线型高分子材料； 可以用聚酯类线型性高分子材料代替，实现可降解；且聚乳酸比普通聚酯类相 比，既能降解，又可再生！
微生物降解材料 聚乳酸
聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，其结构简式如图，主要用于制造 可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以淀粉为原料，先水解为葡萄糖，再在 乳酸菌的作用下将葡萄糖转变为乳酸，乳酸在催化剂作用下可聚合成聚乳酸。 聚乳酸材料废弃后，先水解成乳酸，乳酸在微生物和氧气的作用下可生成CO2 和H2O。请用化学方程式表示上述过程。
第五章 第二节 高分子材料
一、通用高分子材料 二、功能高分子材料
第五章 第二节 第二课时 功能高分子材料
一、高吸水性树脂 二、微生物降解材料
三、高分子分离膜
生活答疑
疫情期间曾“一罩难求”，有不法分子用纸张(天然纤维素)代替口罩材料， 你知道如何用简单的方法鉴别真假吗？
纤维素(多糖)
聚丙烯
➢ 加水鉴别吸水性：纸张有亲水基，能吸水；聚丙烯无亲水基，不吸水； ➢ 燃烧法鉴别：纸张燃烧后灰烬易碾碎；合成纤维燃烧时刺鼻呛味，燃烧后
功能高分子化学课件-光电转换材料64页PPT
非线性光学材料按其非线性效应来分可以分为二阶、 三阶和高阶非线性光学材料。由于三阶以上非线性光 学材料效应相对较弱依次相差六个数量级，且在目前 离实用化还有很大的距离，所以当前研究主要集中在 二阶及三阶非线性光学材料上。
16.08.2021
5
第三节非线性光学有机高分子材料
二阶非线性光学材料大致可分为三类： 1、氧化物和铁电晶体，如铌酸锂，石英； 2、III-Ⅳ族半导体； 3、有机聚合物材料。
早期研究主要集中在无机晶体材料，但近期非线性光学聚合 物材料的研究是一个非常活跃的领域。研究表明，有机及聚合物 作为非线性光学材料具有以下明显优于无机晶体的特点：响应速 度快（亚皮秒甚至飞秒）、介电常数低、损伤阈值高、非线性响 应快、价格低廉、容易合成和裁减、与现有微电子平面工艺兼容、 可在各种衬底上制备器件等。另外，用有机聚合物制作多层材料 可以达到垂直集成，是现有铌酸锂等无机材料所做不到的。这些 优点使得用有机聚合物制备波导形式的电光调制器和倍频器件成 为有现实可能性的目标。
16.08.2阶非线性光学材料研究
对于二阶非线性光学效应应用的有机分子来说，迄 今普遍重视的多数是强电子给体和受体的基团通过大л 共轭体系作为“桥”结构连接的“一维”电荷转移分 子，也称之为生色团分子，其结构通式可写成Ｄ-л-Ａ。 其中D 和A 分别表示电子给体和受体基团。这样的生 色团分子在电场作用下显然会表现出各向异性以及微 观上的二阶非线性光学效应。但如果在聚合物材料中 所引入的生色基团为任意无规分布，或者生色基团形 成中心对称晶体堆砌时，整个聚合物材料仍具有宏观 中心对称结构而不会产生宏观上的二阶非线性光学效 应。
16.08.2021
4
第三节非线性光学有机高分子材料
3.1.2 非线性光学材料
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5
第三节非线性光学有机高分子材料
二阶非线性光学材料大致可分为三类： 1、氧化物和铁电晶体，如铌酸锂，石英； 2、III-Ⅳ族半导体； 3、有机聚合物材料。
早期研究主要集中在无机晶体材料，但近期非线性光学聚合 物材料的研究是一个非常活跃的领域。研究表明，有机及聚合物 作为非线性光学材料具有以下明显优于无机晶体的特点：响应速 度快（亚皮秒甚至飞秒）、介电常数低、损伤阈值高、非线性响 应快、价格低廉、容易合成和裁减、与现有微电子平面工艺兼容、 可在各种衬底上制备器件等。另外，用有机聚合物制作多层材料 可以达到垂直集成，是现有铌酸锂等无机材料所做不到的。这些 优点使得用有机聚合物制备波导形式的电光调制器和倍频器件成 为有现实可能性的目标。
16.08.2阶非线性光学材料研究
对于二阶非线性光学效应应用的有机分子来说，迄 今普遍重视的多数是强电子给体和受体的基团通过大л 共轭体系作为“桥”结构连接的“一维”电荷转移分 子，也称之为生色团分子，其结构通式可写成Ｄ-л-Ａ。 其中D 和A 分别表示电子给体和受体基团。这样的生 色团分子在电场作用下显然会表现出各向异性以及微 观上的二阶非线性光学效应。但如果在聚合物材料中 所引入的生色基团为任意无规分布，或者生色基团形 成中心对称晶体堆砌时，整个聚合物材料仍具有宏观 中心对称结构而不会产生宏观上的二阶非线性光学效 应。
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第三节非线性光学有机高分子材料
3.1.2 非线性光学材料
功能高分子材料课件第七章光敏高分子材料 共117页PPT资料
第七章 光敏高分子材料
20.09.2019
材料
1
7.1 概述
光敏性高分子（photosensitive polymer,
light-sensitive polymer）又称感光性高分子，
是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生
化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这
种变化发生后，材料将输出其特有的功能。从广
பைடு நூலகம்
20.09.2019
材料
27
8 电子跃迁的类型 电子跃迁除了发生从成键轨道向反键轨道的跃
迁外，还有从非键轨道（孤电子）向反键轨道的跃 迁。电子跃迁可归纳并表示为如下四种：
(a) σ →σ*跃迁(从σ轨道向σ*轨道跃迁)； (b) π →π*跃迁； (c) n →σ*跃迁； (d) n →π*跃迁。
的变化外，还会发生分子间的跃迁，即分子间的 能量传递。
反 键 轨 道
成 键 轨 道
DA
D*
A
D
A*
20.09.2019
电荷转移材跃料 迁示意图
34
在分子间的能量传递过程中，受激分子通过 碰撞或较远距离的传递，将能量转移给另一个分 子，本身回到基态。而接受能量的分子上升为激 发态。因此，分子间能量传递的条件是：
20.09.2019
材料
16
光化学第二定律： （ Stark—Einstein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。（吸收一个光量子的能量，只可 活化一个分子，使之成为激发态）
20.09.2019
材料
17
4 分子的光活化过程 从光化学定律可知，光化学反应的本质是分子
吸收光能后的活化。当分子吸收光能后，只要有足 够的能量，分子就能被活化。
20.09.2019
材料
1
7.1 概述
光敏性高分子（photosensitive polymer,
light-sensitive polymer）又称感光性高分子，
是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生
化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这
种变化发生后，材料将输出其特有的功能。从广
பைடு நூலகம்
20.09.2019
材料
27
8 电子跃迁的类型 电子跃迁除了发生从成键轨道向反键轨道的跃
迁外，还有从非键轨道（孤电子）向反键轨道的跃 迁。电子跃迁可归纳并表示为如下四种：
(a) σ →σ*跃迁(从σ轨道向σ*轨道跃迁)； (b) π →π*跃迁； (c) n →σ*跃迁； (d) n →π*跃迁。
的变化外，还会发生分子间的跃迁，即分子间的 能量传递。
反 键 轨 道
成 键 轨 道
DA
D*
A
D
A*
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电荷转移材跃料 迁示意图
34
在分子间的能量传递过程中，受激分子通过 碰撞或较远距离的传递，将能量转移给另一个分 子，本身回到基态。而接受能量的分子上升为激 发态。因此，分子间能量传递的条件是：
20.09.2019
材料
16
光化学第二定律： （ Stark—Einstein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。（吸收一个光量子的能量，只可 活化一个分子，使之成为激发态）
20.09.2019
材料
17
4 分子的光活化过程 从光化学定律可知，光化学反应的本质是分子
吸收光能后的活化。当分子吸收光能后，只要有足 够的能量，分子就能被活化。
功能高分子材料ppt课件
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18
功能高分子的特点
1.用途特殊，专一性强 2.品种多，用量不大 3.质量轻（与其它功能材料相比） 4.制备途径多，可设计性强
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19
二、功能材料的分类
随着技术的发展和人类认识的扩展，新型的功能材料 不断被开发出来，因此对其也产生了许多不同的分类方 法。从功能的不同考虑，可将功能材料分为以下四类。
❖ 新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、 活性自由基聚合、等离子聚合等等；
❖ 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共 聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合 物、含C60聚合物等等。
பைடு நூலகம்
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6
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
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7
功能高分子
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16
功能材料涉及面较广，具体包括光、电功能， 磁功能，分离功能，形状记忆功能等。
这类材料相对于通常的结构材料而言，一般除 了具有机械特性外，还具有其他的功能特性。
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17
材料的特定的功能与材料的特定结构是相联系的。 如对于导电聚合物来说，它一般具有长链共轭双键； 金属结构中由于弹性马氏体相变能产生记忆效应， 因此出现了形状记忆合金；压电陶瓷晶体必须有极 轴等。
（3）物理化学功能
①电学功能材料：如超导体，导电高分子等； ②光学功能材料：如光导纤维、感光性高分子等； ③能量转换材料：如压电材料、光电材料。
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23
(4)生物化学功能
①医用功能材料：人工脏器用材料如人工肾、人工心肺， 可降解的医用缝合线、骨钉、骨板等； ②功能性药物：如缓释性高分子，药物活性高分子，高分 子农药等； ③生物降解材料
相关主题
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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。
Chapter8 Polymer
12
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
——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
5
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
Chapter8 Polymer
6
②
聚合物骨架与官能团协同作用
Chapter 8 Polymer
高分子材料
Chapter8 Polymer 1
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
Chapter8 Polymer
2
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。
4.有电致变色性
Chapter8 Polymer
19
(
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
Chapter8 Polymer
淡黄 色
20
导电高分子的应用
导电高分子的应用
Chapter8 Polymer
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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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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
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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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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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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。
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。
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）
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
)
nLeabharlann 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
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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)
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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