功能高分子材料概念和研究内容
高分子材料的结构和性能研究
高分子材料的结构和性能研究高分子是由大量分子单元化合而成的材料，是众多材料之中使用最为广泛的一类材料，其中塑料是高分子材料中最常见和应用最广泛的一种。
随着科技的不断发展，人们对高分子材料的研究和应用也越来越深入，对高分子材料的结构和性能进行探究已成为重要的研究方向之一。
一、高分子材料的基本结构和组成高分子材料的基本结构是由大量简单分子单元通过共价键或离子键连接而成的长链分子。
这些长链分子可能包含数千上万个单元，其分子量也可达数百万至数千万不等。
除了长链分子，高分子材料中还可能存在支链分子、交错分子、网状分子等不同的形态。
高分子材料的组成不仅有单一的高分子，还可能由多种高分子组成的共混物或复合材料。
共混物由两种或以上的高分子混合而成，其组分可以均为同质高分子，也可以为不同种类的高分子。
而复合材料则是将高分子与其它材料混合而成，这些材料可以是同种的或不同种的。
复合材料的成分可以按照功能需求进行配比，形成满足不同使用需求的高性能材料。
二、高分子材料的性能及其研究方法高分子材料因其结构特点，在力学、光学、电学、化学、热学等方面表现出一系列独特的性能。
高分子材料的性能取决于分子结构、分子量、结晶度、形态结构、分子力学运动状态等因素。
其中，热性能、机械性能和流变性能等是高分子材料中最为重要和常见的性能。
研究高分子材料的性能需要运用多种方法和技术。
其中，常用的方法包括热分析、质谱分析、核磁共振、傅里叶变换红外光谱、拉伸测试、动态力学分析、热重分析等。
这些方法可以实现对高分子材料的性能进行定量描述，并能够揭示高分子材料的制备过程中的关键因素和作用机理。
三、高分子材料的应用及其发展趋势高分子材料由于其独特的性能和广泛的应用领域，成为了现代工业中不可或缺的材料之一。
塑料制品、纤维、色素、润滑剂、胶粘剂、电线电缆、医疗器械等领域均有广泛应用。
而在新能源、新兴材料、高效催化剂、生物医学领域等新兴领域，高分子材料也取得了许多创新和突破性的进展。
高分子材料科学与工程专业知识技能
高分子材料科学与工程专业知识技能一、介绍高分子材料科学与工程是一门涉及高分子材料合成、加工、性能表征和应用的综合性学科。
其研究对象涉及聚合物、共聚物、复合材料等高分子材料，以及其在汽车、航空航天、电子、医药、建筑等领域的应用。
本文将围绕高分子材料科学与工程专业的知识和技能展开深入探讨，以帮助读者全面了解这一学科，并为相关专业的学生提供学习和就业指导。
二、高分子材料合成1.聚合反应在高分子材料科学与工程专业中，学生首先需要了解聚合反应的基本概念和原理。
聚合反应是指将单体分子通过化学反应形成具有线性或者支化结构的聚合物的过程。
对于不同种类的高分子材料，其聚合反应的方式和条件也会有所不同。
学生需要熟练掌握不同类型聚合反应的特点和条件，为后续的材料合成奠定基础。
2.聚合物合成方法在聚合物科学与工程专业中，学生还需要学习不同的聚合物合成方法，包括自由基聚合、离子聚合、环氧树脂固化等。
这些方法涉及到催化剂的选择、反应条件的控制、聚合物结构的调控等方面的知识。
掌握这些合成方法，对于学生将来从事高分子材料的研究和工程应用工作都具有重要意义。
三、高分子材料性能表征1.结构表征高分子材料的结构表征是对其分子结构、宏观形貌等特征进行分析和鉴定的过程。
通过使用一系列的仪器和技术，如核磁共振、红外光谱、激光粒度分析仪等，可以对高分子材料的结构进行深入研究。
学生需要学习不同的结构表征方法，并了解它们的适用范围和使用条件。
2.性能测试除了结构表征，高分子材料的性能测试也是学生需要掌握的重要技能之一。
拉伸强度、弯曲模量、热学性能、电学性能等指标都需要通过相应的测试方法进行表征。
学生需要学习这些性能测试方法的原理和操作技巧，为未来从事高分子材料性能评价和改性工作提供技术支持。
四、高分子材料应用1.功能高分子材料随着科技的不断进步，功能高分子材料在各个领域的应用日益广泛。
具有自修复功能的聚合物材料、智能感应材料、生物兼容高分子材料等。
功能高分子材料
通过高分子化方法制备功能高分子材料的缺点
1.功能小分子需要引入可聚合单体，过程需要复杂的合成反应； 2.要求反应中不能破坏原有分子结构和功能； 3.功能基稳定性不好时需要加以保护； 4.还需考虑功能基的引入对单体聚合活性的影响。
通过高分子化方法注意事项
1.引入高分子骨架后应有利于小分子原有功能的发挥，两者不 能相互影响，并能弥补其不足。
特殊活性的金属和无机非金属材料结合构成材料。如导热材料、导电材料。
3. 功能高分子材料的其他制备策略
（1）功能高分子的多功能复合
两种或以上的功能高分子材料以某种方式结合，产生新 的性质。
（2）在同一分子中引入多种功能基
在同一种功能材料中，甚至同一个分子中引入两种以上 的功能基团制备新型功能聚合物。
（2）功能高分子材料中聚合物骨架的作用 高分子效应 溶解度下降效应 高分子骨架的机械支撑作用 高分子骨架的模板效应 高分子骨架的稳定作用 高分子骨架在功能高分子材料中的其他作用
（3）聚合物骨架的种类和形态的影响
高分子骨架类型
饱和碳链型聚合物 (PP、PS、POM) 聚酯、聚酰胺骨架的聚合物 天然高分子 （多糖和肽链） 线性共轭结构的聚合物（聚吡咯、聚乙炔、聚苯） 梯形聚合物（聚芳香内酰胺）
2. 功能高分子材料的发展历程
特种与功能高分子材料是一门涉及范围广泛，与众 多学科相关的新兴边缘学科，涉及到有机化学、无机 化学、光学、电学、结构化学、生物化学、电子学、 甚至医学等众多学科，是目前国内外异常活跃的一个 研究领域。
虽然特种与功能高分子材料的发展可以追述到很久 以前，如光敏高分子材料和离子交换树脂都有很长的 历史。但是作为一门独立的完整的学科，功能高分子 是从20世纪80年代中后期开始发展的。
完整word版,功能高分子材料综述
功能高分子材料综述【文摘】功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术，它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。
它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。
本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。
【关键词】材料；高分子；高分子材料；功能材料；功能高分子材料的定义为：与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物大分子(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应归属于功能高分子材料范畴。
而以这些材料为研究对象，研究它们的结构组成、构效关系、制备方法，以及开发应用的科学，应称为功能高分子材料科学。
功能高分子材料科学是研究功能高分子材料规律的科学，是高分子材料科学领域发展最为迅速，与其他科学领域交叉度最高的一个研究领域。
它是建立在高分子化学、高分子物理等相关学科的基础之上，并与物理学、医学甚至生物学密切联系的一门学科。
功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料，有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。
其于20 世纪60年代末迅速发展起来的新型高分子材料，内容丰富、品种繁多、发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料。
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。
高分子材料科学
高分子材料科学高分子材料科学是一门研究高分子材料的学科，高分子材料指的是由大量重复单元组成的一类特殊材料。
高分子材料具有分子量大、结构多样、性能优异等特点，广泛应用于各个领域，如塑料、橡胶、纤维、聚合物等。
高分子材料科学研究的内容主要包括高分子的合成方法、结构与性能的关系、材料加工方法以及应用等方面。
首先，高分子材料的合成方法有多种，如聚合反应、开环聚合、共聚反应等，通过不同的合成方法可以得到不同结构和性能的高分子材料。
其次，研究高分子材料的结构与性能的关系是高分子材料科学的核心内容之一。
高分子材料具有复杂的结构，包括聚合度、聚合物链的取向和排列等，这些结构对材料的性能有着重要的影响。
通过研究不同结构对材料性能的影响，可以合理设计高分子材料，提高其性能。
另外，高分子材料的加工方法也是高分子材料科学的重要内容之一。
高分子材料一般都是在高温下通过熔融、溶液或者热固化等方式进行加工，通过合适的加工方法可以得到理想的形态和性能。
最后，高分子材料的应用也是高分子材料科学的重要研究内容。
高分子材料具有优异的性能，可以应用于众多领域，如汽车、航空航天、电子、医药等。
高分子材料的研究与应用对于社会的发展有着重要的意义。
高分子材料在汽车领域的应用可以减轻车辆重量、提高燃油效率；在医药领域的应用可以开发出更安全、更有效的药物；在电子领域的应用可以制造更小、更快的电子设备。
高分子材料科学的发展将进一步推动人类社会的进步。
总之，高分子材料科学是一门重要的学科，研究高分子材料的合成方法、结构与性能的关系、材料加工方法以及应用等内容。
高分子材料具有分子量大、结构多样、性能优异等特点，广泛应用于各个领域。
高分子材料科学的发展将推动社会的进步，为人类创造更多的福祉。
《功能高分子材料》教学设计新部编版
《功能高分子材料》教学设计新部编版教学设计概述：本教学设计针对高中化学课程中的《功能高分子材料》进行，选择了新部编版教材作为教学内容。
通过本教学设计，旨在帮助学生了解功能高分子材料的基本特点、应用领域和制备方法，并培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
一、教学目标：1.知识目标：了解高分子材料的基本特点、应用领域和制备方法。
2.能力目标：培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
3.情感目标：培养学生对功能高分子材料的兴趣和探究精神。
二、教学内容：1.功能高分子材料的基本特点：高分子的定义、构造单元、分子量和分子量分布的测定。
2.功能高分子材料的应用领域：高分子材料在生活中和工业中的应用。
3.功能高分子材料的制备方法：化学合成法和物理合成法。
三、教学过程：1.导入环节：通过展示一些实例让学生了解功能高分子材料在日常生活中的应用，引发学生对功能高分子材料的兴趣和好奇心。
2.知识传授：（1）功能高分子材料的基本特点：a.通过讲解高分子的定义，引导学生理解高分子的构造单元是由相同或者不同的单体化合物构成。
b.讲解分子量的概念和分子量分布的测定方法，引导学生了解高分子材料的分子量对其性能的影响。
（2）功能高分子材料的应用领域：a.通过展示一些高分子材料在生活和工业中的应用案例，培养学生对高分子材料应用的兴趣。
b.进一步讲解高分子材料在汽车制造、医学领域、环境保护等方面的应用，拓宽学生对高分子材料应用领域的认识。
（3）功能高分子材料的制备方法：a.介绍化学合成法和物理合成法的基本原理和步骤。
b.通过实验演示和讲解，让学生了解高分子材料的制备方法。
3.实验操作：为了培养学生的实验操作能力和科学思维能力，设计以下实验：实验名称：高分子材料的合成实验材料：对苯二甲酸酐、对苯二酚实验步骤：a.将对苯二甲酸酐加入三角烧瓶中，并加入少量酚酞指示剂。
b.将对苯二酚逐滴加入反应瓶中，同时边搅拌边加热。
c.反应结束后，酚酞的颜色由黄色变为红色。
生物医用高分子材料
胶原可以用于制造止血海绵、创伤辅料、人工 皮肤、手术缝合线、组织工程基质等。胶原在应用
时必须交联，以控制其物理性质和生物可吸收性。
戊二醛和环氧化合物是常用的交联剂。残留的戊二
醛会引起生理毒性反应，因此必须注意使交联反应
完全。胶原交联以后，酶降解速度显著下降。
6.3.2.2 甲壳素与壳聚糖
甲壳素是由β－（1, 4）－2－乙酰氨基－2－ 脱氧－D－葡萄糖（N－乙酰－D－葡萄糖胺）组成 的线性多糖。昆虫壳皮、虾蟹壳中均含有丰富的甲
Me SiO Ph
Ph SiO Ph
CH3 SiO H
CH2CH2CF3 SiO Me
CH2CH2 SiO Me
CN
聚硅氧烷制备
通过烷基氯硅烷水解缩聚 RnSiXn-1
R: -CH3 , -C6H5, -CH=CH2
X: -Cl, -OCH3, -OCOCH3
环状单体通过阳离子或阴离子引发开环聚合 二甲基硅氧烷环状单体开环聚合
二：生物医用高分子的范畴
用于医疗目的：塑料针筒，合成纤维，纱布 和绷带。
塑料针筒
纱布
绷带
生物医用材料：药物释放体系，医用粘合剂， 固体化酶，隐形眼镜等。
隐形眼镜
固体化酶
三：生物医用高分子的要求
生物稳定性 物理和力学稳定性 易于加工成型 材料易得价格适当 便于消毒灭菌
无毒（化学惰性） 无热原反应 不致癌 不致畸 不引起过敏反应或干扰 机体的免疫机理 不破坏邻近组织，不发 生表面钙化沉积 血液相容性
表面的亲水性及自由能对血液成分的吸附，变性 等有密切联系。提高材料表面的亲水性，使表面 自由能降低到接近血管内膜的表面自由能值可取 得抗血栓性能。 具体操作中，可以通过在材料表面接枝亲水性强 的化合物来实现。EG：聚环氧乙烷（PEO）。 CH2—CH2 O 环氧乙烷 TURN BACK
功能型高分子复合微粒子的制备、结构控制与性能研究的开题报告
功能型高分子复合微粒子的制备、结构控制与性能研究的开题报告一、研究背景与意义功能型高分子复合微粒子是一种由两种或更多种不同的高分子材料制备而成的微粒子复合体系，通过控制微粒子的结构和组成，可使其拥有丰富的性能，并可在各种领域得到广泛应用。
功能型高分子复合微粒子的制备、结构控制及性能研究是近年来高分子复合材料研究领域中的热点之一，对于实现高分子材料的定制化设计和开发高性能材料具有重要意义。
本研究旨在探究功能型高分子复合微粒子的制备方法、结构控制与性能研究方向，通过制备出具有一定特殊功能的高分子微粒子，为高分子材料的应用拓宽了范围。
二、具体研究内容1. 功能型高分子复合微粒子的制备方法研究：通过文献调研和实验研究，探索制备功能型高分子复合微粒子的途径，包括物理方法、化学方法和生物方法等，找到合适的方法进行制备。
2. 功能型高分子复合微粒子的结构控制研究：分析高分子复合微粒子结构对其性能的影响，探究制备方法和操作参数对高分子微粒子结构的影响，提高高分子复合微粒子的稳定性和性能。
3. 功能型高分子复合微粒子的性能研究：通过实验方法，评价功能型高分子复合微粒子的物理、化学、生物等性能，比较不同制备方法和参数对高分子复合微粒子性能的影响。
三、研究计划1. 第一年：（1）文献调研：对功能型高分子复合微粒子的制备方法、结构控制和性能研究领域的相关文献进行详细阅读和分析。
（2）建立实验平台：根据不同制备方法，建立不同的实验平台，为后续实验做准备。
（3）制备功能型高分子复合微粒子：选择物理方法或化学方法等适合的制备方法，制备出具有一定特殊功能的高分子复合微粒子，并对其进行表征。
2. 第二年：（1）结构控制研究：根据微粒子制备方法和性质的不同，进一步探究其结构在物理、化学等方面的影响，并寻求结构优化方案。
（2）性能研究：对制备的功能型高分子复合微粒子进行物理、化学等性能测试，对测试结果进行分析和研究，找到与表征结果相符的结论。
高分子材料与工程主要内容
高分子材料与工程主要内容高分子材料与工程是材料科学和工程学领域的一个重要分支，其主要研究对象是高分子材料的合成、结构、性能和应用等方面的科学和工程问题。
下面将详细介绍高分子材料与工程的主要内容。
高分子材料是由高分子化合物构成的材料，其分子量一般较大，通常达到数千至上百万之多。
根据高分子化合物的不同特点，其可分为不同种类的高分子材料，如塑料、橡胶、纤维等。
高分子材料具有很高的结构可变性，可以通过改变它们的合成方法、共聚方式和分子结构等来调节和控制它们的性能。
因此，高分子材料具有广泛的用途和潜在的应用前景。
高分子材料与工程的研究内容主要包括以下几个方面：1.高分子合成与表征：这是高分子材料与工程的基础和核心内容。
研究人员通过合成不同结构的高分子化合物，以探索新的材料性能和应用。
同时，对合成材料的结构和性能进行表征，如分子量、分子结构、异质性等。
2.高分子结构与性能：通过对高分子材料的结构与性能之间的关系进行深入研究，可以揭示高分子材料的性质起源和调控机制。
例如，高分子材料的玻璃化转变温度、熔融温度、力学性能、耐化学性等，都与分子结构和相互作用有关。
3.高分子加工与成型：高分子材料的加工和成型是将合成的高分子材料转变为实际产品的关键步骤。
高分子材料的加工包括熔融加工、溶液加工、固相加工等多种方式，而成型则包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型等。
4.高分子性能与改性：根据实际需求，研究人员可以通过添加剂的方式对高分子材料进行改性，以使其具有特定的性能。
例如，通过添加增强剂可以提高高分子材料的强度和刚性，通过添加阻燃剂可以提高高分子材料的阻燃性能。
5.高分子材料的应用：高分子材料在各个领域都有广泛的应用，如塑料制品、纤维制品、电子材料、医用材料等。
此外，高分子材料还在节能环保、新能源、生物医药等领域具有重要应用。
总之，高分子材料与工程是一个综合性的学科，其内容涵盖高分子合成与表征、高分子结构与性能、高分子加工与成型、高分子性能与改性以及高分子材料的应用等方面。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料是一类性能优异、具有特定功能的高分子材料，它们在各个领域都有着重要的应用价值。
下面将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先，我们来谈谈功能高分子材料中的一种——聚合物凝胶材料。
聚合物凝胶材料是一种具有三维网状结构的高分子材料，其特点是具有大量的孔隙结构，表面积大、吸附性能好、机械性能优异。
由于其孔隙结构的特殊性质，聚合物凝胶材料在吸附分离、催化剂载体、药物控释等方面有着广泛的应用。
其次，功能高分子材料中的另一种常见类型是形状记忆高分子材料。
形状记忆高分子材料是一种具有形状记忆性能的高分子材料，其特点是可以在外界刺激下发生形状变化，并且在去除外界刺激后能够恢复原来的形状。
这种材料在医疗器械、纺织品、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
另外，还有一种功能高分子材料——导电高分子材料。
导电高分子材料是一类具有导电性能的高分子材料，其特点是具有良好的导电性能、柔韧性和加工性能。
这种材料在电子器件、光伏领域、传感器等方面有着广泛的应用。
此外，功能高分子材料中还包括生物可降解高分子材料、光敏高分子材料、自修复高分子材料等多种类型。
这些材料在环保、医疗、光学等领域都有着重要的应用价值。
综上所述，功能高分子材料具有多种类型和广泛的应用领域，它们在材料科学领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，功能高分子材料的研究和应用将会更加广泛，为人类社会的发展做出更大的贡献。
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。
功能高分子聚合物微球的制备及其应用的开题报告
功能高分子聚合物微球的制备及其应用的开题报告一、研究背景高分子聚合物微球是一种具有微米级尺度和高度可控性的材料，具有广泛的应用前景。
目前，高分子聚合物微球已经被广泛应用于药物输送、生物传感、催化剂载体等领域。
而其制备方法的研究一直是当前的热点之一。
二、研究内容本研究旨在探究一种制备功能高分子聚合物微球的新方法，并研究其在药物输送、生物传感等方面的应用。
1. 制备方法的研究本研究将采用水相悬浮聚合法制备高分子聚合物微球，其中包括模板法、反相微乳液法、乳液聚合法等。
优选制备方法，并对制备条件进行优化，以获得具有良好形貌和高度可控性的高分子聚合物微球。
2. 药物输送的研究本研究将研究所制备的高分子聚合物微球在靶向药物输送方面的应用。
通过改变微球的结构和表面化学性质，使其具有更好的药物包载能力和适应性，以提高药物的治疗效果，并减少药物的副作用。
3. 生物传感的研究本研究将探讨所制备的高分子聚合物微球在生物传感方面的应用。
通过修饰微球表面，使其对生物分子具有高度的识别能力和选择性，以实现对生物分子的灵敏检测及分析，为生物医学研究提供新的手段和方法。
三、研究意义本研究将为高分子聚合物微球的制备方法和应用研究提供新思路和新方法，并有望推动其在药物输送、生物传感等领域的应用。
同时，本研究也有助于深入探究高分子材料的性质和应用，为新材料的开发提供有益借鉴。
四、研究方法1. 制备方法的研究本研究将采用水相悬浮聚合法制备高分子聚合物微球，在模板法、反相微乳液法、乳液聚合法等制备方法中进行比较，然后优选最佳制备方法，并对制备条件进行优化。
制备过程中主要考虑以下因素：稳定剂、单体、交联剂以及在制备过程中的温度、pH 值等。
2. 药物输送的研究将采用常见的口服药物——氨氯地平为药物模型，将其包载在微球中，并通过改变微球的表面性质、尺寸等因素对药物输送性能进行优化，并对其药效进行评估。
3. 生物传感的研究将选择糖类、蛋白质等生物大分子为检测对象，利用所制备的高分子微球作为传感器具体研究微球的识别能力和选择性，以期得到更加灵敏的生物传感器。
化学中的高分子化学研究
化学中的高分子化学研究高分子化学研究是一门十分重要的化学学科，在我们的生活中，任何涉及到塑料、橡胶、纤维等材料的地方，高分子化学都扮演着重要的角色。
本文将深入探讨高分子化学的研究内容、应用以及未来发展。
一、高分子化学研究的内容高分子化学主要研究高分子材料的合成和应用。
高分子材料是由由大量分子经化学键连接而成的材料，分子量通常在千分之一克到数千克之间。
高分子的分子量往往决定了其物理性质和化学性质。
高分子化学的研究内容涉及到高分子材料的合成、改性以及应用等方面。
高分子材料的合成是高分子化学的核心。
高分子合成可以通过单体聚合、共聚合、交联聚合等方法实现。
其中，单体聚合被广泛应用于合成常规高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯等。
而共聚合则通常用于合成具有特殊性质的高分子材料。
交联聚合则主要应用于合成橡胶等弹性材料。
高分子材料的改性则是高分子化学的另一个重要方面。
高分子材料的改性可以改变其物理性质和化学性质。
例如，通过添加填充物或者添加剂可以改善高分子材料的强度、硬度、耐热性等性能。
在改性方面，纳米技术、光化学等现代化学技术被广泛应用。
高分子化学的应用非常广泛。
高分子材料被用于制备塑料、橡胶、涂料、纤维等各种材料。
比如，高分子塑料广泛应用于制备日用品，如家电、玩具、食品包装等。
高分子橡胶，则被广泛应用于制备轮胎、密封圈等产品。
高分子化学也应用于制备仿生材料、药物传递系统等生物医学材料。
二、高分子化学研究的应用高分子化学在众多工业领域中发挥着非常重要的作用。
高分子塑料作为一种轻量、坚固、易加工的材料，广泛应用于家电、电子设备、汽车、医疗器械等领域。
高分子橡胶则被广泛应用于轮胎、密封件、管道等场合。
高分子纤维也是一种十分重要的材料，广泛应用于纺织、海洋工程、建筑等领域。
高分子化学的应用也涉及到新能源、环境保护等领域。
太阳能电池材料、储能材料、光催化降解污染物材料等都离不开高分子材料。
此外，高分子材料还可以被用于制备分离膜、催化剂等环境保护材料。
功能高分子智慧树知到期末考试章节课后题库2024年衢州学院
功能高分子智慧树知到期末考试答案章节题库2024年衢州学院1.高分子材料在自然环境中很难分解，大量的废弃物成为了环境污染的重要原因，解决方法包括（）答案:发展可环境降解的材料###发展可循环利用的材料2.膜分离技术的优点有（）答案:膜分离装置简单、操作容易、制造方便###在分离过程中几乎没有相变，能源消耗小，是一种低能耗、低成本的分离技术###膜过程通常在温和的条件下进行3.淀粉作为生物降解塑料的优点有（）答案:采取适当的工艺使淀粉热塑性化后制造的各种塑料制品具有一定的机械性能###淀粉在各种环境中都具备完全生物降解能力###塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成二氧化碳和水，不对土壤或空气产生毒害###淀粉是一种绿色的可再生资源，是一种最为经济的生物降解材料4.制备功能高分子材料的方法有以下哪些途径？（）答案:已有通用高分子材料的功能化###将功能性小分子高分子化###已有功能高分子材料的功能扩展###多功能材料的复合5.以下哪些是膜的制备方法（）答案:拉伸法###烧结法###相转化法###径迹蚀刻法6.吸附树脂与被吸附物质间的作用包括（）答案:氢键###偶极-偶极相互作用###范德华力7.功能性小分子的高分子化制备功能高分子材料有下列哪些优点？（）答案:产物的稳定性较好###生成的功能高分子功能基分布均匀###聚合物结构可以通过聚合机理预先设计8.功能是指向材料输入某种能量和信息，经过材料的贮存、传输或转换等过程，再向外输出的一种特性。
以下哪些是属于材料的功能？（）答案:导电性###化学反应活性###光敏性###生物相容性9.功能高分子材料的研究内容包括（）答案:功能高分子材料的应用，各种功能及性能的表征及研究方法###功能高分子的分子结构、二次结构及高次结构的设计，以及这些层次的结构与聚合物的功能与性能之间的关系###功能高分子材料的合成原理与制备方法，多种功能结构的复合及加工工艺10.为提高吸附树脂的比表面积，从而提高吸附容量，需控制指标，包括（）答案:孔径分布###孔隙率的控制###孔的形成及孔径大小11.以下哪些原料可用来制备高吸水树脂（）答案:纤维素###蛋白质###淀粉12.以下属于智能材料的是（）答案:智能高分子凝胶###形状记忆高分子材料13.高分子的降解途径有以下哪些（）答案:在机械力作用下发生机械降解###在化学试剂作用下发生化学降解###在光、生物作用下发生光降解、生物降解###在热的作用下发生热降解14.高分子基体的选择应依据哪些原则（）答案:材料性质和来源###价格###根据使用要求、制备工艺15.维持智能凝胶体系的基本作用力有哪些（）答案:离子间静电作用###氢键、范德华力###疏水相互作用16.高分子试剂及催化剂的应用特点包括（）答案:可以提高试剂的稳定性和安全性###有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生###可以提高化学反应的选择性###简化操作过程17.通过加热而呈现液晶态的物质称为（）答案:热致液晶18.对高分子试剂所用聚合物的要求（）答案:固相反应中不发生副反应；能通过简单、经济和转化率高的反应进行再生，重复使用###有一定的刚性和柔性，机械稳定性好，不易破损###容易功能基化，有较高的功能基化度，功能基分布较均匀，功能基容易为反应试剂所接近###不溶于普通的有机溶剂，但要能够溶胀19.随着颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化，称为纳米材料的（）。
高分子材料科学与工程
高分子材料科学与工程高分子材料科学与工程是一门涉及材料科学和工程学的交叉学科，它研究的对象是高分子材料的结构、性能、加工和应用。
高分子材料是由大量重复单元构成的长链聚合物，具有独特的物理、化学和力学性质，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
本文将重点介绍高分子材料科学与工程的基本概念、研究内容和应用前景。
高分子材料科学与工程的基本概念包括高分子结构、性能和加工工艺。
高分子材料的结构特点是由大量重复单元组成的长链结构，其中包括线性聚合物、交联聚合物和支化聚合物等不同类型。
这些结构决定了高分子材料的物理、化学和力学性质，如强度、硬度、耐热性、耐腐蚀性等。
同时，高分子材料的加工工艺也是该领域的重要内容，包括挤出、注塑、吹塑、压延等多种加工方法，这些方法影响着材料的成型质量和性能表现。
在高分子材料科学与工程的研究内容中，重点包括高分子合成、结构表征、性能测试和应用开发。
高分子合成是指通过化学反应将单体聚合成高分子聚合物的过程，包括聚合反应的机理、条件和控制方法等。
结构表征是指利用各种手段对高分子材料的结构进行分析和表征，如分子量测定、分子结构分析、形貌观察等。
性能测试是指对高分子材料的物理、化学和力学性质进行测试和评价，以确定其适用范围和使用性能。
应用开发是指将高分子材料应用于工程领域的研究和实践，包括新材料的设计、改性和应用技术等。
高分子材料科学与工程在工程领域具有广泛的应用前景，包括材料加工、新材料开发、环境保护和生物医药等方面。
在材料加工领域，高分子材料的轻质、高强度、耐磨损和耐腐蚀等优点使其成为塑料制品、橡胶制品和纤维制品的主要原料，广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。
在新材料开发领域，高分子材料的功能化改性和复合材料技术为新材料的设计和制备提供了新思路和新方法，如高分子纳米复合材料、高分子生物材料等。
在环境保护和生物医药领域，高分子材料的可降解性、生物相容性和生物活性使其成为环境友好材料和生物医用材料的研究热点。
材料科学与工程学导论—第四章—功能材料
学
Cd，Pb
……
……
Cu-O
组
……
……
成
功能材料
超导材料
?
超
(K)
导
180
材
160
料
140
Ba-Ca-Cu-O# Hg-Ba-Ca-Cu-O
Hg-Ba-Ca-Cu-O 甲烷
Tc
120
Tl-Ba-Ca-Cu-O
Ba-Ca-Cu-O
提
100
Bi-Sr-Ca-Cu-O
高
转变温度,TC
年
80
Y-Ba-Cu-O
功能材料
纳 米 材 料 的 应 用
纳米材料
纳米TiO2光催化 纳米Ag的消毒杀菌
功能材料
约200年
约25 年 约50年
石油 天然气
煤炭
按2000年需求，主要 能源预计可开采年限
能源材料
能源危机
新能源
功能材料
能源材料
材料在新能源发展中的作用
把习用已久的能源变为新能源； 提高储能和能量转化效果； 确保新能源系统运行的安全和环境保 护，尤指核反应堆的安全和废料处理； 决定新能源的投资和运行成本；
制
备
方
球磨法
法
球磨法可以降低粉粒尺寸，固态合金化、混合或
融合，以及改变粉粒的形状。球磨法可以制备纳
米晶纯金属、不互溶体系的固溶体纳米晶、纳米
非晶、纳米金属间化合物以及纳米金属－陶瓷复
合材料等。
功能材料
纳米材料
纳 非晶晶化法
米
材
先将原料用急冷技术制成非晶薄带或薄膜，控
料
制晶化退火时间和温度，使非晶全部或部分晶
材
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人类的文明史材料发展史
旧石器时代
新石器时代
青铜器时代
铁器时代
高分子时代
21世纪-高分 子的时代
4
从工程应用出发将高分子材料分为：
高分子材料
结构高分子材料 功能高分子材料
通用高分子材料 工程高分子材料
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通用高分子材料：
应用面广量大，技术成熟、大规模生产，价格 较低的合成材料。 ◆ 塑料 PE PP PS ABS ◆ 橡胶 PI PB ◆ 纤维 PAN PA PP ◆ 涂料 ◆ 粘合剂
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二、官能团与高分子材料功能性的关系
1、官能团的性质对高分子的功能起主要作 用；
2、聚合物与官能团协同作用； 3、聚合物骨架起作用； 4、官能团起辅助作用。
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1.4 功能高分子材料的制备
一、通过小分子或高分子的化学反应 制备功能高分子材料
分子设计包括： ◆ 一次结构：高分子链的化学结构，如主链和侧
性能：材料对外部作用的表征与抵抗特性。 例如，对外力的抵抗表现为材料的强度、模量等； 对热的抵抗表现为耐热性；对光、电、化学药品 的抵抗，则表现为材料的耐光性、绝缘性、防腐 蚀性等。
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材料的功能：是指向材料输入某种能量和信息， 经过材料的储存、传输或转换等过程，再向外输 出的一种特性。
根据功能的定义将材料的功能分为：
高分子、医药用辅助材料
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二、特点
技术密集、品种多、产品少，专用性强的 特点，同时还具备以下特点： 1、质量轻，通过不同的加工方法可以成型各种 形状和宏观形态的制品。 2、与其他的高分子材料以化学或物理的方式复 合，结构和配方的可设计性强。 3、具有很高的力学性能和尺寸稳定性，可用于 制作结构件。
一、分类
（1）按照组成及结构
结构型功能高分子材料：在大分子链中具有特 定的功能基团的高分子材料，它们的功能性是 由分子中所含的特定的功能基团来实现的。
复合型功能高分子材料：以普通高分子材料为 基体或载体，与具有某些特定功能的其他材料 以一定的方式复合而成的，它们的功能性是由 高分子材料以外的添加组分得到的。
功能高分子材料概念学的一个分支，功能高分子材料 日益受到世人的瞩目，成为材料学发展中最为迅 速和最有潜力的新兴学科。
功能高分子材料不仅在工农业生产、国防技 术、环境保护以及生命科学等方面得到了广泛的 应用，也极大地丰富了高分子化学、高分子物理 及其相关学科的内容。
一次功能 二次功能
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一次功能：当向材料输入的能量和信息与从材料 输出的能量和信息属于同一形式时，即材料仅起 到能量和信息传递作用时，材料的这种功能称为 一次功能。
• 声学功能，吸音性、隔音性。 • 热学功能，隔热性、传热性、吸热性。 • 电磁学功能，导电性、磁性。 • 光学功能，透光性、遮光性、反射和折射光性、偏振光性、
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工程高分子材料：
用与制造机械零件或外壳的工业用塑料。 ◆ 热性质：高Tg、高熔点、热变形温度高、长期
使用温度高、使用稳定范围大、热膨胀系数小。 ◆ 机械性质：高强度、高模量、耐磨损、耐疲劳。 ◆ 稳定性：耐化学药品、抗电性、耐燃性、耐候
性、尺寸安定性。
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功能高分子材料：是指除了具有一定的力学性能 之外，还具有某些特定功能（如化学性、导电性、 磁性、光敏性、生物活性等）的高分子材料。
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研究内容：
（1）功能高分子的分子结构、二次结构及高次 结构的设计，以及这些层次的结构与聚合物的功 能与性能之间的关系； （2）功能高分子材料的合成原理与制备方法， 多种功能结构的复合及加工工艺； （3）功能高分子材料的应用，各种功能及性能 的表征及研究方法。
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1.2 功能高分子材料的分类和特点
聚光性、分光性。 • 化学功能，催化作用、吸附作用、生化反应、酶反应、气
体吸收。 • 其他功能，电磁波特性、放射特性。
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二次功能：当向材料输入的和输出的能量不同形式 时，材料起能量转换作用，这种功能称为二次功能。
•机械能与其他形式能量的交换，压电效应、反压电效应、 摩擦发热效应、热弹性效应、摩擦发光效应。 •电能和其他能量的转换，电磁效应、电阻发热效应、热电 效应、光电效应、电化学效应。 •磁能和其他形式能量的转换，热磁效应、光磁效应。 热能和其他形式能量的转换，热刺激发光、热化学反应。 •光能和其他形式能量的转换，光化学反应、光致抗蚀、光 分解反应、光电效应。
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1.3 功能高分子材料的功能与结构 的关系
一、高分子骨架与高分子材料功能性 的关系
高分子骨架主要其承载官能团的作用，同时 高分子的结构（化学结构、分子链的结构、凝聚 态结构以及宏观形态等）也会对物理化学性质及 功能性的发挥产生不可忽视的影响。
例如，高分子分离膜、离子交换树脂。 化学形态分为线型高分子、支化高分子、交联高 分子以及树形高分子。
其研究涉及的领域除高分子科学外，还有物 理学、力学、光学、医学、电学以及生物学等。
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1.1 功能高分子材料的概念及研 究内容
中国，高分子材料从20世纪40年代开始发展， 至今已在国民经济和国防建设的领域获得广泛应 用，成为不可缺少的材料。
高分子材料与金属材料、陶瓷材料、复合材 料构成了材料中的四大支柱材料。
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（3）按其功能和应用特点
具体可划分为8种类型。 •化学 高分子试剂、可降解高分子、离子交换
树脂、螯合树脂、絮凝剂、高吸水性树脂 •光 光稳定剂、光刻胶，感光材料、光导材料
和光致变色材料 •电 导电聚合物、电致发光材料、和电致变色
材料以及其他电敏感性材料
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•磁 光磁材料、磁性橡胶 •热 耐烧蚀塑料、热释光塑料 •声 吸音防震材料、超声波发振材料 •机械 分离膜、压电高分子、 •生物 医用高分子材料、药用高分子材料、仿生
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（2）按照功能高分子材料的来源
天然功能高分子材料：生物高分子 如酶、蛋白质、核酸、多肽等。
半合成功能高分子材料：以天然高分 子材料为主体，通过对它们的改性而 制备的功能高分子材料。
可生物降解
合成功能高分子材料：依据功能性的 需求，对其化学结构、凝聚态结构、 复合结构以及宏观形态进行设计，从 而充分发挥其功能性。
基的化学结构，其上的官能团。 ◆ 二次结构：高分子链的结构，如高分子链的构