功能高分子
功能高分子名词解释
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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。
简述功能高分子材料的特点
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简述功能高分子材料的特点
摘要:
一、功能高分子材料的定义与分类
二、功能高分子材料的特点
1.分子结构的多样性
2.功能的多样性
3.材料的可持续性
4.应用的广泛性
三、功能高分子材料的应用领域
四、我国在功能高分子材料研究与发展现状及前景
正文:
功能高分子材料是一类具有特殊功能和性质的高分子化合物。
它们在材料科学、化学、生物学等领域具有广泛的应用。
功能高分子材料的特点如下:
一、分子结构的多样性
功能高分子材料的分子结构丰富多样,可以分为线性、支链、交联等结构。
这种多样性使得功能高分子材料在物理、化学和生物性能方面表现出独特的特点。
二、功能的多样性
功能高分子材料具有多种功能,如导电、磁性、光学、生物活性等。
这使得功能高分子材料在电子、能源、医疗等领域具有广泛的应用前景。
三、材料的可持续性
功能高分子材料通常具有可降解、可再生和可回收的特点,这使得它们在环保和可持续发展方面具有重要价值。
例如,生物降解塑料可以减少环境污染,太阳能电池材料可以促进清洁能源的发展。
四、应用的广泛性
功能高分子材料在各个领域均有广泛应用,如电子信息、新能源、生物医药、环境保护等。
它们在电子产品、医疗器械、生物降解塑料、光学薄膜等方面发挥着重要作用。
功能高分子材料在我国的研究与发展已取得了显著成果。
在政策支持下,我国功能高分子材料产业呈现出快速发展的态势。
未来,我国将继续加大研发力度,推动功能高分子材料在更多领域中的应用,以满足国家经济和社会发展的需求。
总之,功能高分子材料具有独特的特点和广泛的应用前景。
功能性高分子
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永久磁性材料采用 Al-Ni-Co / 铁氧化磁体合
金,易脆、不宜切割成型。有机磁性材料分为结
构型和复合型两种,前者是共合成为一体,后者
是在有机聚合物中添加磁粉。如磁性标志物、冰 箱门封等。
2、光功能性高分子材料
8、氨基树脂及塑料
属于氨基、酰胺基单体与醛类热
固性树脂,包括脲醛、三聚腈胺甲醛、
脲三聚腈胺甲醛、苯胺甲醛等。无臭、
耐水、耐热、耐霉菌及自熄性强,可
作白色开关、冰箱外壳及制作麻将等。
9、环氧树脂
其主链结构上含有醚键和仲醇基, 主要用于生产涂料、电绝缘材料、增 强材料以及粘接剂。
10、不饱和聚酯
二元醇与二元酸或二元不饱和酸
2、聚氯乙烯
具有优良的综合性能及便宜的价格,
其特点为难燃、抗化学腐蚀、耐磨及优 良的电绝缘性能、较高的机械性能,为 第二大塑料常用作管材、电缆、日用门 窗等多种工程塑料。其缺点为热稳定差、 受热易降解、制作软制品须添加增塑剂。
3、聚苯乙烯树脂
属于热塑性树脂,具良好的刚性、透 明、耐水性及化学稳定性,具有优异的电 性和耐辐射性能及低的吸湿性、良好的加 工性以及便宜价格,使其具有广泛应用。 缺点:机械加工强度不高、耐冲击性 差、不耐热、易燃、易裂。
• 离子交换膜是指在电位差作用下,电解质中的不 同离子实现膜分离的过程。其材质是以高分子制 成膜状后,再引入离子交换基团。其材质为聚全 氟磺酸等。
• 气化分离膜是用于常规气体或有机物气体提纯、 富集或回收用。其材质是聚砜、聚烯烃、聚碳 酸酯、硅橡胶。
• 透过汽化膜是利用在减压时有机物选择性溶解、 扩散或蒸发性能的差别达到分离目的。其材质 为聚四氟乙烯等。
功能高分子的分类及用途
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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。
功能高分子重点
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吸水量可达自重的500倍到l 000倍,最高可达 5300倍。根据弗洛利公式,吸水能力与树脂组成、 交联度有关,此外还与外部溶液的性质有关. ▪ (二)保水性 ▪ 高吸水性树脂与普通的纸、棉吸水不同,后者加 压几乎可以完全把水挤出,而前者加压失水不多。 这是因为吸水性树脂一旦吸水就彭胀为凝胶状, 高分子网链被扩展而具有一定的弹性,因此,在 加压下也不易挤出水来,但吸水性树脂可与环境 水份保持平衡.
▪ 阴离于絮凝剂主要有聚丙烯酰胺和它的部 份水解产物或是丙烯酰胺与丙烯酸的共聚 物,此外,还有聚苯乙烯磺酸钠等。
▪ 阳离子絮凝剂。阳离于絮凝剂一般是在侧 基或支链上带有正电荷的阳离子聚电解质
▪ 如高分子量聚丙烯酰胺的改性产物
▪ 非离子絮凝剂。这类絮凝剂主要有聚丙烯 酰胺、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等。
1、高分子化学反应的特点
相同点: 一般低分子化学反应包括氧化、还原、取代、 加成、消去、酯化、水解、氢化、卤化、 硝化、磺化、环化和配位等,也适用于高 分子.
高分子化学反应的特点
不同点: (l)高分子链含有大量具有反应能力的功能基,当 进行化学反应时,并非所有的基团都参与反应, 故不易分离出单一结构的产物. (2)高分子与化学试剂反应,如属非均相反应,则 试剂在高分子相内的扩散速度对反应的程度影 响很大. (3)由于高分子链很长,在物理或化学的因素作用 下,容易发生降解或异构化,甚至交联.
高分子絮凝剂的特点
▪ 一般低分子无机盐类混凝剂)是通过电荷中和 作用使胶粒碰撞而聚集沉降的。就应用的宏 观效果看,与无机混凝剂相比.高分子絮凝 剂的主要特点是用量少、效果好、适用范围 宽、所形成的絮体大、沉降快、污泥量少且 易于脱水处理
功能高分子材料有哪些
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功能高分子材料有哪些高分子材料是一类由高分子化合物所制备的材料, 具有多种功能和应用。
以下是一些常见的功能高分子材料:1. 强度高的高分子材料:例如聚合物增强纤维(如碳纤维和玻璃纤维增强聚合物),具有出色的机械强度和耐磨损性,可用于制造高强度和轻质的结构材料,如飞机胶皮、船舶构件和汽车零件。
2. 高透明度的高分子材料:聚合物材料中有些具有出色的透明性,可用于制造透明的包装材料、光学元件、显示器和透明塑料器具等。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种常见的高透明度高分子材料。
3. 高温耐受的高分子材料:一些高分子材料能够耐受高温环境,如聚四氟乙烯(PTFE)和聚醚醚酮(PEEK),可用于制造高温耐受的零件和设备,如机械密封件、炉具部件和航空发动机组件。
4. 阻燃的高分子材料:有些高分子材料添加了阻燃剂,使其能够抵御火焰和燃烧。
这些材料广泛应用于建筑、交通和电子领域,如阻燃聚酰亚胺和阻燃聚苯乙烯。
5. 生物降解的高分子材料:这类材料可以在特定的环境条件下被微生物分解,对环境友好。
生物降解塑料在可持续发展和环保领域有着广泛的应用,如聚乳酸(PLA)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)。
6. 吸湿性高分子材料:有些高分子材料具有良好的吸湿性能,如聚乙二醇(PEG)和聚丙烯酰胺(PVA),可用于湿润纸巾、卫生产品和水凝胶等制造。
7. 电学性能优良的高分子材料:聚合物中的某些材料具有良好的电学性能,如聚乳酸酯(PLA)和聚苯硫醚(PES),可用于制造超级电容器、电池隔膜以及电子设备和电气绝缘材料等。
总的来说,高分子材料广泛应用于众多领域,其功能多样,适应性强。
随着科学技术的不断发展,新的功能高分子材料将不断涌现,为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
功能高分子名词解释
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功能高分子名词解释名词解释高性能高分子:对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子:就是指当有外部提振时,能够通过化学或物理的方法作出适当的高分子材料。
特种高分子材料:带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料,其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。
通用型高分子材料:应用领域范围广量小,价格较低。
根据其性质和用途可以分成五个小类:化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。
阳离子交换树脂:能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂。
阴离子互换树脂:能够离解出来阴离子、时能与外来阴离子展开互换的树脂。
分离膜:能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。
膜在生产和研究中的采用技术被称作膜技术。
如果在高浓度水溶液一侧加压,使高浓度水溶液侧与低浓度水溶液侧的压差大于渗透压,则高浓度水溶液中的水将通过半透膜流向低浓度水溶液侧,这一过程就称为反渗透。
用作实行反渗透操作方式的膜为反渗透膜。
反渗透膜大部分为不能等距膜,孔径大于0.5nm,可以侵吞溶质分子。
超滤技术的核心部件是超滤膜,分离截留的原理为筛分,小于孔径的微粒随溶剂一起透过膜上的微孔,而大于孔径的微粒则被截留。
导电高分子就是由具备共轭π键的高分子经化学或电化学“参杂”并使其由绝缘体转型为导体的一类高分子材料。
这些带电粒子可以是正、负离子,也可以是电子或空穴,统称为载流子。
这种因嵌入了电子受体或电子给体而提升电导率的方法称作参杂。
参杂的方法可以分成化学法和物理法两大类,前者存有气相参杂、液相参杂、电化学参杂、光引起参杂等,后者存有离子注入法等。
电导率发生突变的导电填料浓度称为“渗滤阈值”光致抗蚀,就是指高分子材料经过光照后,分子结构从线型可溶性转型为网状不可溶性,从而产生了对溶剂的抗蚀能力。
光致诱蚀,当高分子材料受光照辐射后,感光部分发生光分解反应,从而变为可溶性。
医用高分子材料则就是生物医用材料中的关键组成部分,主要用作人工器官、外科复原、理疗康复、确诊检查、患疾化疗等医疗领域。
功能高分子
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功能高分子功能高分子,英文名functional polymers。
在合成或天然高分子原有力学性能的基础上,再赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等)而制得的一类高分子。
一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团,其功能性的显示往往十分复杂,不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构,还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等,后者对生物活性功能的显示更为重要。
背景功能高分子材料从20世纪50年代才初露端倪,到70年代方成为高分子学科的一个分支,目前正处于成长时期。
功能高分子材料从功能上大致可分为四类:第一类是化学功能,包括离子交换、催化、光聚合、光分解、光降解等;第二类是物理功能,包括导电、热电、压电、超导、磁化、光弹性等;第三类是介于化学、物理之间的功能,包括吸附、膜分离、高吸水、表面活性等;第四类是生理功能,包括生理组织适应性,血液适应性等。
下面列举几种日常生活中可能遇到的功能高分子材料制品。
光敏高分子经光照吸收光能后在结构上发生化学变化或物理变化的高分子。
又称光敏树脂。
它广泛用于印刷版、光刻胶,光敏油墨、光敏油漆等方面。
有的高分子吸收不同波长的光后能使结构发生可逆的变化而引起吸收光谱的变化,这类高分子称光致变色高分子。
电学功能高分子有些共轭双键体系的高分子如聚乙炔等,具有半导体性质,称为高分子半导体,如在电子非定域化的分子间分子轨道相互作用很强,则由于载流子的生成和转移容易进行,会表现出很强的电学性能,这称为导电高分子;光照后能产生光生伏打效应的,称为光导高分子(聚乙烯咔唑/三硝基芴酮);聚偏氟乙烯及其共聚物在热及压力作用下能产生热电及压电效应的,称为热电及压电高分子。
催化功能高分子酶是天然高分子催化剂,模仿天然酶、参照酶的活性中心,并与高分子效应结合而合成的高活性、高选择性催化剂叫模拟酶,如高分子催化剂及高分子金属催化剂;为克服酶的水溶性缺点,将酶用高分子限定在一定空间内,称固定化酶。
功能高分子材料介绍
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功能高分子材料介绍功能高分子材料是一类具有特殊性能和功能的材料,它们在各个领域中发挥着重要作用。
本文将从几个方面介绍功能高分子材料的特点和应用。
一、超强韧性功能高分子材料具有超强的韧性,能够承受较大的外力而不易断裂。
这种特性使其在建筑、航空航天等领域中得到广泛应用。
例如,在建筑领域中,高分子材料可以用于制造高强度的悬挂索,能够承受大风和地震等自然灾害的冲击。
二、耐磨性功能高分子材料具有出色的耐磨性,能够在摩擦和磨损环境下保持长期的使用寿命。
这种特性使其在汽车制造、运动器材等领域中得到广泛应用。
例如,在汽车制造领域中,高分子材料可以用于制造车身外壳,能够有效减少车身表面的划痕和磨损。
三、导电性功能高分子材料具有良好的导电性,能够传导电流和热量。
这种特性使其在电子、光电子等领域中得到广泛应用。
例如,在电子领域中,高分子材料可以用于制造柔性显示屏,能够实现屏幕的弯曲和折叠。
四、阻燃性功能高分子材料具有良好的阻燃性,能够在火灾发生时有效阻止燃烧蔓延。
这种特性使其在建筑、交通等领域中得到广泛应用。
例如,在建筑领域中,高分子材料可以用于制造防火墙,能够有效隔离火势的蔓延。
五、环保性功能高分子材料具有良好的环保性,能够降低对环境的污染。
这种特性使其在环保领域中得到广泛应用。
例如,在环保领域中,高分子材料可以用于制造可降解塑料袋,能够减少对自然环境的破坏。
功能高分子材料具有超强韧性、耐磨性、导电性、阻燃性和环保性等特点,并在建筑、汽车制造、电子、环保等领域中发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和创新,功能高分子材料的应用领域将会更加广泛,为人类的生活和产业发展带来更多的便利和创新。
5 功能高分子
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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
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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 。
功能高分子概述
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功能高分子的定义性能:材料对外部作用的抵抗特性。
功能:指从外部向材料输入信号时,材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。
功能高分子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。
4.4.1 功能高分子概述功能高分子的分类反应型高分子材料 导电高分子材料高分子功能膜材料 医用高分子材料……4.4.1 功能高分子概述功能高分子的特点用量小、品种多专一性强可设计性强4.4.1 功能高分子概述功能高分子的合成策略功能性小分子单体聚合高分子材料的功能化改性多功能材料的复合4.4.1 功能高分子概述功能性小分子单体的高分子化CH 2CHOCH 2OCCH 3CH 3OCH 2CH CH 2O+ CH 2CH COOHCH 2CHOHCH 2OCCH 3CH 3O CH 2CH CH 2OCH 2CH COO例:将含有环氧基团的低分子量双酚A 与丙烯酸反应,得到含双键的环氧丙烯酸酯,这种单体在制备功能性粘合剂方面有广泛的应用。
4.4.1 功能高分子概述C H C H []RC H C H []C H C H []C H C H []C H C H []C H C H []C H C H[]O HC H C H O O C H CO O HO C O R O C O R O P O H O H OC H C H OOC HR已有高分子材料的功能化4.4.1 功能高分子概述PS功能高分子的合成新方法离子型活性聚合阴离子活性聚合阳离子活性聚合活性离子型开环聚合基团转移聚合(GTP)活性自由基聚合引发-转移-终止法(iniferter法)TEMPO引发体系可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)原子转移自由基聚合(ATRP)4.4.1 功能高分子概述N O高分子试剂CH CHCH OCH ClCH CHClKHCO CH CHCHOH O , HCH CHCOOHO小分子过氧酸是常用的强氧化剂,在有机合成中是重要的试剂。
《功能高分子材料》 讲义
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《功能高分子材料》讲义一、引言高分子材料在我们的日常生活和现代科技中扮演着至关重要的角色。
从塑料制品到合成纤维,从橡胶轮胎到涂料胶粘剂,高分子材料无处不在。
而功能高分子材料则是高分子材料领域中的一颗璀璨明珠,它们具有独特的物理、化学和生物学性能,能够满足各种特定的应用需求。
二、功能高分子材料的定义与分类(一)定义功能高分子材料是指那些具有特定功能,如光学、电学、磁学、催化、生物活性等,且这些功能超出了传统高分子材料的机械性能和加工性能范畴的高分子材料。
(二)分类1、按照功能分类导电高分子材料:如聚苯胺、聚乙炔等,具有良好的导电性。
高分子分离膜:用于分离、提纯和浓缩物质,如反渗透膜、超滤膜等。
高分子催化剂:能加速化学反应的进行,具有高选择性和高效性。
感光高分子材料:在光的作用下发生化学或物理变化,用于印刷制版、光刻胶等领域。
生物医用高分子材料:用于医疗器械、药物载体、组织工程等方面。
2、按照来源分类天然功能高分子材料:如纤维素、蛋白质等经过改性后具有特定功能。
合成功能高分子材料:通过化学合成方法制备的具有特定功能的高分子。
三、功能高分子材料的制备方法(一)分子设计在合成功能高分子材料之前,需要进行分子设计,确定高分子的结构和组成,以实现所需的功能。
(二)聚合方法1、自由基聚合广泛应用于合成各种功能高分子,通过控制反应条件和单体比例,可以调节高分子的性能。
2、离子聚合具有较高的反应活性和选择性,适用于制备结构规整的功能高分子。
3、配位聚合能够制备具有特定立构规整性的高分子。
(三)功能化改性对已有的高分子进行化学或物理改性,引入功能性基团或结构,使其具有特定功能。
四、导电高分子材料(一)导电机制包括电子导电和离子导电两种方式。
电子导电是通过高分子链中的共轭结构实现电子的迁移;离子导电则是通过高分子中的离子迁移来实现。
(二)应用1、电子器件如有机发光二极管(OLED)、有机场效应晶体管(OFET)等。
2、抗静电材料用于减少静电的产生和积累。
功能高分子
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1. 功能高分子: 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。
2. 高分子效应:功能高分子在参与化学反应时所表现出来的与小分子性能差别的特殊效应。
3. 高分子试剂:由起骨架作用的聚合物与起化学反应作用的化合物或活性基团相结合,吸取双方优点而发展起来的一类化学试剂。
4. 固相合成:使用不溶性高聚物为载体,通过其活性基团将反应物之一固定在高分子载体上,使有机合成在固相上进行的方法。
5. 相转移催化剂:用于反应物从一相向另外一相的转移,使实体与底物发生化学反应的试剂。
6. 光导高分子:指那些在受光照射前本身电导率不高,但是在光子激发下可以产生某种载流子,并且在外电场作用下可以传输载流子,从而可以大大提高其电导率的材料。
7.派尔斯相变:派尔斯相变是一种由晶格畸变引起的导体一一半导体(或绝缘体)转变.8. 热致型液晶:指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。
通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。
9. 正性光刻胶:曝光部分发生光化学反应溶于显影液,而未曝光部分不溶于显影液,仍留在衬底上,将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。
10. 超晶格:固溶体发生有序化转变后不同种原子在晶格中呈有秩序排列的晶体结构。
物两大类。
15. 组织工程:是指利用生物活性物质,通过体外培养或构建的方法,再造或者修复器官及组织的技术16. 高分子胶束:利用两亲性高分子材料的亲、疏水链段的相互作用形成的核-壳结构。
二、简答题1. 功能高分子有哪些结构层次?1)功能高分子的元素组成。
2)功能高分子材料的官能团组成。
3)功能高分子链结构的分子结构。
4)功能高分子的微观构象和聚集状态。
5)功能高分子的宏观构象。
2. 与小分子反应试剂相比,高分子试剂有那些优点?1)是产物分离纯化过程简化。
2)提高反应的专一性。
3)提高反应选择性。
4)利于合成反应的自动化。
3. 高分子固相合成中对载体有和要求?1)在体系中不溶解。
2)高比表面积或一定溶胀性。
什么是功能高分子材料
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什么是功能高分子材料功能高分子材料是一类具有特殊功能和性能的高分子材料,它们在各个领域都有着广泛的应用。
功能高分子材料通常具有特定的结构和性能,可以通过调整其分子结构和组成来实现特定的功能。
在材料科学领域,功能高分子材料已经成为一个研究热点,其在能源、医药、电子、环保等领域的应用也越来越广泛。
首先,功能高分子材料在能源领域具有重要的应用价值。
例如,聚合物电解质是一种重要的功能高分子材料,它被广泛应用于锂离子电池和燃料电池中,可以提高电池的性能和安全性。
另外,光敏高分子材料在太阳能电池中也有着重要的应用,可以将太阳能高效地转化为电能。
其次,功能高分子材料在医药领域也具有重要的应用前景。
例如,生物可降解高分子材料可以用于制备缝合线和修复材料,可以在人体内逐渐降解,避免二次手术。
另外,聚合物药物传递系统也是功能高分子材料的重要应用之一,可以实现药物的缓释和靶向输送,提高药物的疗效并减少副作用。
此外,功能高分子材料在电子领域也有着重要的应用。
例如,导电高分子材料可以用于制备柔性电子产品,如柔性显示屏、柔性电路板等,可以实现电子产品的轻薄化和柔性化。
另外,光电功能高分子材料也可以用于制备光电器件,如光电传感器、光电开关等,可以实现光信号的转换和控制。
最后,功能高分子材料在环保领域也有着重要的应用。
例如,吸附高分子材料可以用于水处理和废气治理,可以有效去除水中的有机污染物和废气中的有害气体。
另外,生物降解高分子材料也可以用于替代传统塑料制品,减少对环境的污染。
总的来说,功能高分子材料具有多样的结构和性能,可以通过合理设计和调控来实现特定的功能。
它们在能源、医药、电子、环保等领域都有着重要的应用价值,对于推动科技进步和改善人类生活质量起着重要作用。
随着材料科学的不断发展,相信功能高分子材料的应用前景会更加广阔。
功能高分子
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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。
第九章 功能高分子
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如聚丙烯酰胺侧链上的硫代缩胺基脲汞在光作用下 形成汞的有色络合物。
R N N
CH2 CH CONH Hg
S
C
N
NH R
R CH2 CH CONH Hg S C N N N H N R
八、电子聚合物
1、聚苯胺
在酸性条件和过氧化物存在下苯胺聚合成
O NH2 H+
n
PAn
聚苯胺具有较高的导电性
NH2
2、药物载体
药物载体含四类基团:药(D)、悬臂(S)、输 送基团(T)、使高分子溶解的基团(E)。
高分子链
S E E D D
T T
如聚乙烯醇和阿司匹林结合:
CH2 CH O O C O C O CH3 CH2 CH OH
n
m
七、光致变色高分子
对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材 料。 在高分子链上存在光色基团、当吸收一定波长的 光后发生颜色变化。
H3C OH
CH3
硫醇类
2 R SH R S S R + 2H+ + 2e-
CH2
CH
CH2CH NHCO( C H2)4CHCH 2CH2 SH SH
CH2SH
应用实例
头发中含有胱氨酸,与半胱氨酸存在以下相互转变:
HOOC CH NH2 CH2 S S CH2 CH NH2 COOH
胱氨酸
2HOOC CH NH2 CH2SH
CH2 CH CH2 CH N(CH2CH2OH)3
CH2Cl CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2N+(CH2CH2OH)3Cl-
CH2
CH
两性离子
CH2 CH CH2 CH CH2 CH N(CH3)3 Cl
功能高分子定义
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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。
功能高分子材料分类
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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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功能高分子题目:可控阳离子聚合技术合成含氟聚氨酯及其性能表征摘要本论文采用可控阳离子聚合技术制备含氟聚醚多元醇(FPO),并通过核磁氢谱及碳谱确定了其序列结构,调控聚醚多元醇的分子量合成含氟聚氨(FPU)。
首先,以四氟丙醇(TEP)、环氧氯丙烷(ECH)为原料,在液态碱溶液作为催化剂的条件下一步法合成了含氟环氧化合物,并考察了碱的种类与反应时间对含氟环氧化合物产率的影响:其次,将含氟环氧化合物与四氢呋喃聚合反应合成侧链含氟的聚醚多元醇,并利用Kelen-Tudos方法计算单体的竞聚率判断了两个单体的活性,以可控阳离子聚合技术为指导思想,讨论了亲核试剂和非极性溶剂对阳离子的稳定化作用,并讨论了聚醚多元醇理论分子质量和实际分子质量的关系;通过1H-NMR和13C-NMR分析推断了聚醚多元醇的链段结构,并计算了两单体在链段中的链节比,以改变投料比的方式来调控链段的连接方式,从而达到了控制其序列结构的目的。
最后,用以上合成的含氟聚醚多元醇为软段,二苯基二异氰酸酯(MDI)为硬段合成了含氟聚氨酯,并采用万能拉力试验机和x-射线光电子能谱(XPS)对含氟聚氨酯的粘附力及F含量进行了表征分析。
关键词:可控阳离子聚合;竞聚率:含氟环氧化合物:含氟聚醚多元醇;阳离子稳定性:含氟聚氨酯;粘附力;第一章绪论聚氨酯弹性体是一种性能介于塑料和橡胶之间的特种材料,从分子结构上看,聚氨酯弹性体是一种大分子主链中含有较多氨基甲酸酯基团(一NHCoo一)或脲基基团(一NHCooNH一)的嵌段共聚物[1],从链段结构上看,聚氨酯弹性体是由玻璃化温度(Tg)低于室温的柔性链段(亦称软链段或软段)和Tg高于室温的刚性链段(亦称硬链段或硬段)嵌段而成的。
由于硬链段的极性强,相互间引力大,硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向,即不相容性,所以硬链段容易聚集在一起,形成许多微区(domain),分布于软段相中,这种现象叫微相分离.聚氨酯弹性体微相分离结构的特点首先反映在热转变的特点|:.所呈现的现象是硬段和软段嵌段结构会出现各自的玻璃化温度(Tg)或熔点(Tm),但是硬段相与软段相又有相互作用,造成Tg的改变。
这种相互作用主要是聚氨酯弹性体硬段间及硬、软段间形成的大量氢键,使聚氨酯硬段在聚氨酯弹性体中起着物理交联的作用。
硬段溶入软段相,使软段相的Tg升高,硬段和软段间通过化学键相连,因此硬段溶入软段相后将以共聚物的形式对Tg产生影响。
微相分离是聚氨酯弹性体物理结构的特征,由于聚氨酯具有以上独特的结构特点,使聚氨酯弹性体具有高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油等优点[2~4],而以上性质不仪与化学结构有关,也与微相分离的程度有关[5~10]。
也正因为聚氨酯具有以上的结构特点,同时也使其具有了耐溶剂性,耐酸性,耐热性及生物相容性等方而性能较差的缺点。
为了克服聚氨酯的缺点,使其性能更加优异,1958年第一篇专利[11~12]提出将F基团引入聚氨酯中,至今已经有近60年的历史。
含氟聚氨酯作为一类特种工程材料及特种橡胶,取得了巨大的进展,且仍在发展之中。
含氟聚氨酯的性质主要取决于链段中的氟原子[13~15l。
从F的原子结构上看,氟原子位于元素周期表的第二周期第Ⅶ丰族,核外电子分布为1S22S22P5,氟原子半径是除氢外半径最小的原子,所以,氟原子与碳原了形成的F--C键键长比较短,因此F原子的电子云对C-C键的屏蔽作用较氢原子强,另外,由于氟原子的电负性强,能够将原子核外的9个电子牢牢地吸引在自己的周围,故F—C键的可极化性低[16],因此含氟聚合物具有优良的电学性能和光学性能。
由于C-F键能较高,凶此与聚氨酯相比,含氟聚氨酯的耐热性、耐氧化性及耐化学性都有良好的改善。
同时,氟原子的引入又赋予了聚氨酯所不具备的优良性能:比如低表而自由能低、拒水拒油性、润滑性、抗沾污性、良好的生物相容性等。
因此,含氟聚氨酯在军事、国防、民用等领域,比如涂料工业、皮革装饰、纺织整理和医药等行业,有较大的应用前景,已引起国内外研究人员的广泛重视。
1.1.1含氟聚氨酯的合成方法目前国内外的研究中,氟原子主要通过聚氨酯软段、聚氨酯硬段和丙烯酸酯化合物等三种途径引入到聚氨酯结构中[17]。
由聚氨酯硬段引入含氟基团的方法丰要有通过短链氟化二醇/二胺引入和通过氟化多异氰酸酯化合物引入两种途径。
通过短链氟化二醇和多异氰酸酯化合物反应制备的含氟聚氨酯(FPU)南于硬段含量太人,从而导致产物的脆性人、溶解性往往较差,所以目前常用的方法是以短链氟化二醇作为扩链剂,普通聚醚多元醇为软段制备FPU。
Tan等[18,19]制备了,‘种含氟扩链剂PFOPDOL(见图1.1),进一步合成了硬段上带有含氟侧链的嵌段聚氨酯,并对其表而性质、表面形态和相分离作了详细研究,发现在聚氨酯硬段上引入少量氟链段时,由于氟链向FPU 表面迁移,就可使其表面呈现无极性;而且由于软段和硬段的不相容性,这种聚合物在微观结构上存在明显的两相分离结构,且随着硬段上引入氟链的增加,相分离现象越严重。
OHCF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2CH2OCH2CHCH2OHPFOPDOL图1.1PFOPDOL结构图丙烯酸酯引入法主要是用于制备水性含氟聚氨酯。
利用氟化丙烯酸单体(CH2=CH--RF)与丙烯酸酯单体自由基共聚合合成含氟聚氨酯。
由于氟化丙烯酸酯类单体原料种类多,合成相对比较容易,所以这种氟的引入方式具有较大的灵活性和经济实用价值,在工艺上适用水性氟化聚氨酯材料的生产,可以制备出共聚型、核壳型、IPN型(互穿网络)等多种结构的分散体。
并且由于同时引入了聚丙烯酸酯结构,集中了聚丙烯酸酯材料的优点,弥补了聚氨酯材料的⋯些不足,被称为第三代聚氨酯一丙烯酸酯材料。
在以上所述的含氟聚氨酯的合成方法中,其中在南硬段引入含氟链段制备含氟聚氨酯的过程中,作为主要原料的短链氟化二醇/二胺在合成上存在巨大的困难,因此通过以上短链段的引入方式在工业生产上的应用受到了极大的限制。
所以目前含氟聚氨酯材料的合成方法主要采用由聚氨酯软段引入的方式。
通过软段引入含氟链段,通常可以由全氟聚醚、半氟聚醚、全氟聚酯引入,或者通过以上含氟化合物和聚醚或聚酯的混合物同时作为软段引入。
软段引入型含氟聚氨酯聚合物结构中,按含氟链段分布在主链或侧链上位置不同,可分为主链含氟型聚氨酯和侧链含氟型聚氨酯.1.1.2含氟聚氨酯的应用由于F原f的引入,赋予了聚氨酯史加优片的性能,同时也扩大了聚氨酯的应用范围。
1.1.2.1含氟聚氨酯在医疗器械领域的应用在医疗领域,虽然聚氨酯有高强度、高弹性和良好的生物相容性,在医学方面也常常会被作为心脏起搏器导线或人造血管之类,但是与血液接触时会在聚氨酯材料表面形成血栓,在应用上受到了一定的限制,将F原子引入聚氨酯中,聚氨酯具有了很好的血液相容性、生物稳定性、耐油性和体内不吸附脂类物质等优良性质,是目前体内稳定性最好的聚合物材料。
1.1.2.2含氟聚氨酯在涂料领域的应用在涂料领域,由于氟化聚氨酯低表面能的特性可赋予涂料膜难能可贵的拒水、拒油性和耐化学品、耐候性。
这些性质可极大地提高涂料的品质和应用领域。
(1)在船底防生物污染涂料方面应用:因FPU具有超低表面能,所以FPU涂料环保、无毒,可取代有毒船底防生物污染涂料,有效防止生物污染,被认为是环保型船底防牛物污染涂料:(2)在重防腐涂料方面应用:FPU涂料具有优异的综合性能,尤其在重防腐方面更表现出F原子对聚氨酯性能的改善。
全球每年因钢铁腐蚀造成的经济损失高达千亿,因此钢铁重防腐是全球重大研究课题。
含氟聚氨酯凶其在防腐方而的优异性能受到了广泛的关注,尤其在造船、城市基础设施建设、石油化工、能源、海洋设施、交通、食品和医药等领域具有广泛的应用前景;(3)在国防特种涂料的应用:FPU涂料具有满足国防工业用特种涂料的适于苛刻环境、使用寿命长和可靠性高等的要求,可用于隐身涂料、高性能长寿命飞机蒙皮涂料,在国防特种涂料方面得到了广泛的应用。
1.2活性/可控阳离子聚合技术聚醚多元醇是合成聚氨酯的主要原料,由软段引入F原子主要是通过制备含氟的聚醚多元醇,进而将F原子引入到聚氨酯中。
聚醚多元醇(简称聚醚)主要是由起始剂(含活性氢基团的化合物)与环氧乙烷(EO)、环氰丙烷(PO)、环氧丁烷(BO)、四氢呋喃等在催化剂存在下经过阳离子聚合反应制得。
阳离予聚合是通过引发剂产生活泼的阳离子,由阳离了引发单体聚合形成高分子化合物,其聚合过程主要包括链引发、链增长、链转移、链终止等基元反应。
其聚合机理可以概括为快引发、快增长、易转移、难终止等特点,因此使得阳子聚合产物的聚合度不高,有利于合成分子量较低的聚合物。
然而阳离子活泼性非常高,这就使阳离子聚合具有了自身难以克服的缺点:(1)由于阳离.了活性太高,使得反应速率过快,常会发生异构化反应,最终得到的聚合链段与原来单体结构不同,同时反应过程放出的热量过于集中使温度不易均匀控制,结果会使合成的聚合物质量不均匀,分子量分布变宽;(2)由于阳离子中心的活性太高,对杂质特别敏感,很容易发生副反应,故必须采取精致原料、低温聚合等措施,以减少副反应,这不仅给生产工艺带来麻烦,也提高了生产成本;(3)阳离子聚合过程中很容易发生链转移,从而使聚合度降低,最终使分子结构、分子量、分子量分布偏离理想值;(4)发生阳离子聚合单体的局限性很大,工艺条件苛刻,这样就一定程度的限制了阳离子聚合的化学研究及工业开发[20]。
基于阳离子聚合的以上不足,20世纪80年代Kennedy,Saw Moto提出了活性/可控阳离子聚合的概念。
可控/活性聚合,可定义为一种制备预定分子量、窄分子量分布、控制官能团和嵌段共聚物等的合成方法[21]。
与传统的阳离子聚合技术相比,可控/活性聚合的目的就是选择合适的反应条件降低阳离子的活泼性,从根本上解决阳离子聚合难以控制的问题。
可控/活性阳离子聚合技术在具体实施过程中主要是针对阳离子聚合过程进行控制,通过引进引发剂/助引发剂体系,引入亲核试剂或改变溶剂极性等方式来降低阳离子的活性(使C+稳定化),降低链转移反应和链终止反应的程度,从而使各基元反应都得以控制。
因此活性聚合常常与大分子合成工程结合起来,合成具有特定结构和性能的高分子材料[22,23,24,25]。
1.2.1.引发剂,助引发剂体系的选择阳离子聚合最常用的引发剂是Lewis酸,主要有BF3、AICl3、TiCl4、SnCl4、ZnCl2、SbCl5、SbF5等,然而纯的Lewis酸引发活性低,需要加微量助引发剂作为阳离了源,才能保证正常聚合。
所以Lewis酸和助引发剂的活性、种类及不同组合和配比是影响阳离子稳定的重要因素。
Higashimura等[26]采用HI/I2引发异丁基乙烯基醚聚合,首先实现了乙烯基醚单体的活性阳离子聚合,在此聚合过程中,I2可称为活化剂或共引发剂,它的作用是减弱了I-的亲核性,这样不仅可以提高活性中心的活性,而且使本来不稳定的阳离子稳定在活性状态,因此合成的聚合物分子量分布比单独用I2作为引发剂时的分子量分布窄,达到M-w/M-n≈1.1。