科技论文综述

硕士研究生课程作业

课程名称：材料软件及其应用

题目：功能高分子材料

学院：材料科学与工程学院

专业（方向）：材料科学与工程

学号： *********

学生：李净植

授课老师：罗鲲

完成时间：

文摘

功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，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。本文在论述功能高分子的基本理论和设计思想的基础上，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。在阐述这些功能高分子材料时，对涉及的基本概念、基本原理作了介绍，阐明了功能高分子材料的结构和组成与功能性之间的关系，同时也对发展方向以及最新成果作了一定的介绍。

引言

功能高分子材料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。由于涉及

面广，因此给人的感觉是资料零散，规律性不强。但是任何一门科学总有其自身的发展现

律，随着功能高分子材料科学研究的深入，有关信息的日趋丰富，为功能高分子材料学科

在摸清自身发展规律以及完善其理论提供了有利条件。本章试图对来自于科学研究前沿的

丰富而较散在的大量相关文献资料进行归纳、分类、总结，从中找出功能高分子材料学科

中的一般发展规律。此课程主要介绍功能高分子材料性能与结构的一般关系，制备功能高

分子材料的总体策略和功能高分子化学的研究方法等内容，使学生对功能高分子材料科学

有一个概括性的认识。

高分子材料科学与工程，顾名思义，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。近代科学技术与工业的进步，为高分子材料学科的发展开拓了更广泛的前景。高分子材料已由传统的有机材料向具有光、电、磁、生物和分离效应的功能材料延伸。高分子结构材料正朝着高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件的高性能材料发展，为航天航空、近代通讯、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等各个方面提供各种新型材料。

高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。高分子科学的形成可以追溯到19世纪30年代，但直到20世纪70年代，才得到全面的发展。80年代初，高分子的三大合成材料（塑料、橡胶、纤维）的总产量超过亿吨，高分子工业体系在整个经济中占有举足轻重的地位。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。

但俗话说万事开头难，高分子学说创立之前，高分子学科历史上的几次重要事件给我们带来的思想上得冲击，是值得我们去瞻仰的。

1 功能高分子材料总论

1.1 功能高分子材料概述

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。

功能高分子研究的主要目标和内容包括新材料的制备方法、物理化学性能表征、结构与性能之间的关系、应用开发研究等几个方面。其中结构与性能之间的关系研究建立起聚合物结构与功能之间的关系理论，以此理论可指导开发功能更强的，或具有全新功能的高分子材料。与其他材料一样，功能高分子材料的性能与其化学组成、分子结构和宏观形态存在密切关系，即构效关系。

高分子材料科学与工程，顾名思义，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。近代科学技术与工业的进步，为高分子材料学科的发展开拓了更广泛的前景。高分子材料已由传统的有机材料向具有光、电、磁、生物和分离效应的功能材料延伸。高分子结构材料正朝着高强度、高韧性、耐高温、耐极端条件的高性能材料发展，为航天航空、近代通讯、电子工程、生物工程、医疗卫生和环境保护等各个方面提供各种新型材料。

高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。高分子科学的形成可以追溯到19世纪30年代，但直到20世纪70年代，才得到全面的发展。80年代初，高分子的三大合成材料（塑料、橡胶、纤维）的总产量超过亿吨，高分子工业体系在整个经济中占有举足轻重的地位。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。

但俗话说万事开头难，高分子学说创立之前，高分子学科历史上的几次重要事件给我们带来的思想上得冲击，是值得我们去瞻仰的。

1.2 功能高分子材料的发展与展望

1.2.1 功能高分子发展的背景

经济发展的需。自从1920年施道丁格（H.Staudinger）建立大分子概念以来，高分子材料以惊人的速度得到发展。至20世纪60年代，高分子材料工业化已基本完善，解决了人们的衣着、日用品和工业材料等需求。通用高分子和工程用高分子的世界总产量已超过几千万吨/年，特种高分子则为几十万吨/年。1973年和1978年两次世界性的石油大危机，使原油价格猛涨。以石油为主要原料的高分子材料成本呈直线上升，商品市场陷入极为困难的处境。在这样的经济背景下，迫使人们试图用同样的原材料，去制备价值更高的产品。功能高分子在这种外部条件促使下迅速地发展了起来。

表1—1