功能高分子材料知识点

第一章1、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别? 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料。

区别：区别：常规高分子材料由于其分子量巨大，分子内缺少活性官能团，通常表现为难以形成完整晶体，难溶于常规溶剂，没有明显熔点，不导电，并呈现化学惰性等共同特性。

功能高分子材料带有特殊物理化学性质和功能，其性能和特征都大大超出了常规高分子。

第二章1、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。

、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。

优点：a) 简化操作过程。

b) 有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。

c) 可提高实际的稳定性和安全性。

d) 所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化程度。

e) 提高化学反应的选择性。

f) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。

缺点：a) 增加实试剂生产的成本。

b) 降低化学反应速度。

2、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）。

高分子氧化剂（高分子过氧酸）：稳定性好，贮存、运输、使用方便高分子还原剂（高分子锡还原试剂）：稳定性好、无气味、低毒性、还原某些羰基化合物、选择性还原二醛中的一个、定量的将卤代烃中的卤素转变为氢优点：选择性高，可再生。

3、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。

卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。

酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。

4、高分子氧化还原试剂——特点：能够在不同情况下表现出不同的反应活性。

——特点、高分子氧化还原试剂——特点：高分子氧化还原试剂具有可逆的氧化还原特性醌型硫醇型吡啶型二茂铁型多核芳香杂环型第三章1、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。

、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。

定义：复合型导电高分子是在本身不具备导电性的高分子材料中掺混入大量导电物质，如炭定义：黑、金属粉等，通过分散复合、层积复合、表面复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。

组成：组成：1.导电填充物：提供载流子的作用，它的形态、性质和用量直接决定材料的导电性。

2.聚合物基体材料：将导电颗粒牢固地粘结在一起，使导电高分子具有稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。

区别：与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，区别：只充当了粘合剂的角色。

导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。

2、复合型导电高分子的导电机理。

、复合型导电高分子的导电机理。

导电机理a) 宏观的渗流理论（导电通道学说）主要是解释电阻率-填料浓度的关系，不涉及导电本质，只是从宏观角度解释复合物的导电现象------导电填料相互接触形成网链，从而使其导电。

b) 微观量子力学的隧道效应用来解释粒子间隙很大时导电现象。

该理论认为间隙很大时仍有导电网链形成，但不是靠导电粒子直接接触导电，是热振动时电子在粒子间迁移形成某种隧道造成的。

c) 场致发射效应为相邻的导电粒子存在电位差，在电场作用下发生电子发射，实现电子的定向移动3、影响其电导率的因素（温度）、影响其电导率的因素（温度）。

当温度升高时，电导能力下降，即电阻值升高，具备这种性质的材料称为正温度系数导电材料，包括金属和复合型高分子导电材料。

4、复合型导电材料的应用、复合型导电塑料：电磁屏蔽材料、抗静电材料。

橡胶：外科手术橡胶制品、抗高压电缆电晕放电的电线保持套。

涂料：加热漆、抗静电涂料。

黏合剂：5、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）。

结构特点：结构特点：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。

本征导电中的载流子是电子和空穴。

本征导电中的载流子是电导率的影响因素：电导率的影响因素：a) 掺杂量：掺杂率小时，电导率随着掺杂率的增加而迅速增加；当达到一定值后，随掺杂率增加的变化电导率变化很小，此时为饱和掺杂率。

b) 掺杂剂：c) 温度：i.温度T 上升电导率增大。

因为T 上升电子能量增大易转移。

ii.不同掺杂量下，掺杂量越小，温度影响越大。

iii.电子导电高分子材料表现出负温度系数效应（NTC）d) 共轭连长度：线性共轭导电聚合物的电导率随着共轭链长度的增加而呈指数快速增加。

制备方法：制备方法：1) 直接法：利用某些单体直接通过聚合反应生成具有线性共轭结构的高分子成为直接合成法。

2) 间接法：先通过聚合反应生成聚合物，再通过一步或多步化学反应形成线性共轭结构的导电聚合物的方法称为间接合成法。

3) 电化学法：采用电极电位作为聚合反应的引发和反应驱动力，在电极表面进行聚合反应并直接生成导电聚合物膜。

应用：二次电池电极材料、微薄吸波材料。

6、离子导电性聚合物的特点、种类、及简单应用。

、离子导电性聚合物的特点、种类、及简单应用。

1) 离子的体积远比电子大，移动比电子困难2) 常见的电解质是无机小分子化合物，在溶液或者熔融状态下可以导电3) 离子导电高分子主要应用于锂电池，作用：一是作为固体电解质；二是作为电极间隔膜应用：应用：碱性干电池、蓄电池、锂离子电池、聚合物电致发光电池。

聚合物电解质：聚合物电解质：1) 全固态聚合物电解质：PEO-LiCF3SO3 聚合物电解质2) 凝胶聚合物电解质：3) 多孔聚合物电解质：7、离子导电型聚合物的导电机理、离子导电聚合物的导电机理导电机理i.在一定的温度下聚合物分子要发生一定幅度的振动，其振动能量足以抗衡来自周围的静压力,在分子周围建立起一个小的空间来满足分子振动的需要，这个小空间被称为自由体积。

ii.离子的传输主要在无定型状态中受聚合物链段运动控制时，离子就是通过热振动产生的自由体积而定向迁移。

iii.自由体积越大，越有利于离子的扩散运动，从而增加离子电导能力，体系电导率增加。

? 螺旋隧道模型? 聚合物络合理论：聚合物电解质中物质的传输主要发生在无定形区。

在阳离子的运动过程中，高分子链段和阳离子的络合、解离过程为主要决定过程。

8、影响离子型电导率的因素、1) 玻璃化转变温度：体系结晶度低，玻璃化转变温度越低，说明体系中聚合物链段的柔顺性越好，有助于聚合物电解质中离子的迁移。

2) 聚合物溶剂化能力：i.溶剂化能力高，电导率高。

ii.增加分子中极性键的数目和强度‘增加极性取代基，或者分子中含有配位结构可与阳离子结合。

3) 其它因素：温度、压力、分子量大小、分子的聚合程度第四章1、高分子电致发光器件结构。

正负极各用什么材料，有何要求？、高分子电致发光器件结构。

正负极各用什么材料，有何要求？阴极/ 阳极材料阴极Cathode：Mg/Ag 合金、Mg/ Al 合金、Li/Al 合金、碱土金属和它们的合金。

阳极Anode：ITO (In-Sn2O3)、Al-Al2O3、PAni、FTO（氟掺杂的氧化锡）、AZO（铝掺杂的氧化锌）。

阴极（电子注入材料）：其主要功能是向电致发光材料中注入负电荷。

要求注入材料具有良好的导电能力，合适的功函参数，良好的物理和化学稳定性，保证能将施加的驱动电压均匀、有效地传递到有机材料面，并克服界面、势垒，将电子有效注入有几层内，同时保证在使用过程中不发生化学变化和物理损坏。

阳极（空穴注入材料）：阳极承担空穴注入任务，又要保证具有透光性，使所发射的可见光透过发出，注入空穴要克服的能垒主要由电极材料的功函和有机材料的电离势之差决定，阳极材料的功函越高，对于空穴注入越有利。

第五章1、高分子液晶的分类、特征。

、高分子液晶的分类、特征。

1) 根据高分子链中致晶单元的排列形式和有序性的不同向列型—流动性最好，熔融体或者溶液粘度最小，一维有序近晶型—最接近晶体的特性、粘度存在各向异性，二位有序胆甾醇型—具有很高的旋光性，可以使白色光发生色散，有彩虹般的颜色2) 根据产生液晶的条件：致型液晶、热致型液晶、压致型液晶、流致型液晶3) 根据液晶高分子链特点：主链型、侧链型4) 据液晶分子的结构特征分类主链型高分子液晶：纵向型、垂直型、星型、盘状液晶侧链型高分子液晶：梳状、盘状梳型、反梳型、平行型液晶组合型液晶：混合性、网状、双曲线型液晶5) 据高分子液晶的形成过程分类：溶致液晶、热致液晶2、什么样的高分子可以形成液晶（结构特征以及典型结构）、什么样的高分子可以形成液晶（结构特征以及典型结构）。

研究表明，能够形成液晶的物质通常在分子结构中具有刚性部分，称为致晶单元。

从外形上看，致晶单元通常呈现近似棒状或片状的形态，这样有利于分子的有序堆砌。

这是液晶分子在液态下维持某种有序排列所必须的结构因素。

在高分子液晶中这些致晶单元被柔性链以各种方式连接在一起。

常见液晶中，这种刚性结构通常由两个苯环或者脂肪环、芳香杂环，通过一个刚型结构X 连接，刚好能够组织俩个环的旋转常见有亚氨基（-C=N-）、反式偶氮基（-N=N-）、氧化偶氮基(-NO=N-)、酯基(-COO-)、反式乙烯基(-C=C-) 3、典型的高分子液晶。

、典型的高分子液晶。

1) 溶致主链：溶致主链：芳香族聚酰胺：聚对苯酰胺（PBA）和聚对苯二甲酰对苯二胺聚酰胺酰肼：PABH(对氨基苯甲酰肼与对苯二甲酰氯的缩聚物) 聚苯并噻唑：聚双苯并噻唑苯（PBT）和聚苯并恶唑苯（PBO）纤维素类：羟丙基纤维素2) 溶致侧链：聚甲基丙烯酸季铵盐（B 型）溶致侧链：3) 热致侧链：聚酯热致侧链：4) 热致主链：聚酯、聚硫醚热致主链：4、如何降低主链型高分子熔点？、如何降低主链型高分子熔点？主链型高分子熔点基本思路：利用共聚的方法降低熔融温度或增加溶解性1) 共聚（在聚合链中加入体积不等的聚合单体进行共聚，保持聚合物链的线性和刚性的同时，影响分子空间结构，从而减小分子间力，既降低熔点，又不破坏液晶形成过程）：采用多环芳烃替代苯以增大单体的横向尺寸；或者在苯环的侧面引入大取代基2) 在聚合物刚性连中引入柔性段，增加分子链的热运动能力从而降低聚合物的熔点3) 单体之间进行非线性连接，降低聚合物规整度，减小分子间力5、简单应用。

、简单应用。

作为高性能工程材料的应用、在图形显示方面的应用、在温度和化学敏感器件制作方面的应用、作为信息储存介质、作为色谱分离材料第六章1、高分子功能膜的最重要指标？、高分子功能膜的最重要指标？透过性：测定物质单位时间通过单位面积分离膜的绝对量，标志膜分离速度。

选择性：在同等条件下测定物质透过量与参考物质透过量之比，标志膜分离质量。