功能高分子材料
简述功能高分子材料的特点
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
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具有特殊性能和功能的材料，它们在各个领域都有着重
要的应用。
下面我们将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先，聚合物凝胶是一种具有三维网状结构的高分子材料。
它具有良好的吸附
性能和多孔性，可以用于吸附分离、催化反应和药物控释等领域。
聚合物凝胶的制备方法多样，可以通过溶胶-凝胶法、自组装法等途径得到不同结构和性能的材料。
其次，形状记忆聚合物是一种具有记忆形状的高分子材料。
它可以在外界刺激
下发生形状改变，并在去除刺激后恢复原状。
这种材料广泛应用于医疗器械、纺织品、航空航天等领域，具有巨大的市场潜力。
另外，功能高分子材料中的聚合物复合材料也是一种重要的类型。
它由两种或
两种以上的高分子材料组成，通过物理或化学方法加工而成。
聚合物复合材料具有优异的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性，被广泛应用于汽车、航空航天、建筑等领域。
此外，具有光学、电子、磁性等功能的高分子材料也备受关注。
例如，光敏高
分子材料可以在光照下发生化学或物理变化，被广泛应用于光刻、光纤通信等领域；导电高分子材料具有优异的导电性能，可以替代传统的金属导电材料，被应用于柔性电子、电池等领域；磁性高分子材料则具有磁响应性能，可以用于磁记录、磁医疗等领域。
总的来说，功能高分子材料具有多样的种类和广泛的应用前景。
随着科学技术
的不断进步，功能高分子材料必将在更多领域展现出其独特的价值和作用。
希望本文对功能高分子材料有关的内容有所帮助，谢谢阅读。
《功能高分子材料》知识清单
《功能高分子材料》知识清单一、什么是功能高分子材料功能高分子材料是指那些具有特定的功能作用，如电学、光学、磁学、生物学等性能，且这些性能显著超出了传统高分子材料范畴的一类高分子材料。
它们不仅具备高分子材料的基本特性，如重量轻、耐腐蚀、易加工等，还因其特殊的功能而在众多领域发挥着关键作用。
二、常见的功能高分子材料及其特点1、导电高分子材料导电高分子材料通常具有共轭结构，能通过掺杂等方式提高其电导率。
常见的如聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩等。
它们在电子器件、防静电材料、电磁屏蔽等方面有着广泛的应用。
这类材料的特点是电导率可调控，能在一定范围内根据需求进行改变。
2、高分子分离膜具有选择性透过功能，能让某些物质通过而阻止其他物质。
例如反渗透膜、超滤膜等。
其特点是分离效率高、能耗低、操作简便。
在海水淡化、污水处理、食品加工等领域大显身手。
3、高分子吸附剂对特定的物质有较强的吸附能力，如离子交换树脂。
它可以有效地去除溶液中的离子或分子。
特点是吸附容量大、选择性好、可再生使用。
常用于废水处理、药物分离等。
4、生物医用高分子材料这类材料与生物体相容性好，包括人工器官材料（如心脏起搏器的外壳）、药物载体等。
其突出特点是无毒、无刺激性，能在体内稳定存在并发挥作用。
5、感光高分子材料在光的作用下能发生化学或物理变化，如光刻胶。
常用于印刷制版、集成电路制造等。
具有感光度高、分辨率好等特点。
三、功能高分子材料的制备方法1、分子设计从分子水平上设计具有特定功能基团和结构的高分子。
这需要对高分子的化学结构和性能之间的关系有深入的理解。
2、共聚与共混通过共聚将不同性能的单体结合在一起，或者通过共混将不同的高分子材料混合，以获得具有综合性能的功能高分子。
3、接枝与交联在高分子主链上接枝特定的功能侧链，或者通过交联提高高分子的性能和稳定性。
4、掺杂对某些高分子进行掺杂，改变其电子结构和导电性能。
四、功能高分子材料的性能测试1、电学性能测试包括电导率、介电常数、击穿电压等的测定，以评估其导电和绝缘性能。
功能高分子材料有哪些
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。
《功能高分子材料》 讲义
《功能高分子材料》讲义一、什么是功能高分子材料在我们的日常生活和现代科技中，高分子材料扮演着至关重要的角色。
从常见的塑料制品到高科技领域中的精密部件，高分子材料无处不在。
然而，普通的高分子材料往往只是满足了基本的物理和化学性能要求。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的日益提高，功能高分子材料应运而生。
那么，到底什么是功能高分子材料呢？简单来说，功能高分子材料是指那些具有特定的功能，如电学、光学、磁学、生物医学等性能，并且这些性能超出了传统材料范畴的高分子材料。
它们不仅具有高分子材料本身的特点，如质量轻、耐腐蚀、易加工等，还具备了独特的功能特性，能够满足各种复杂和特殊的应用需求。
二、功能高分子材料的分类为了更好地理解和研究功能高分子材料，我们可以将其按照不同的功能进行分类。
1、导电高分子材料导电高分子材料是一类具有良好导电性的高分子材料。
传统的高分子材料通常是绝缘体，但通过特殊的分子设计和合成方法，可以使某些高分子材料具有类似于金属的导电性。
这类材料在电子器件、防静电材料、传感器等领域有着广泛的应用。
2、高分子分离膜高分子分离膜是能够实现物质分离和提纯的功能高分子材料。
它们可以根据分子的大小、形状、电荷等特性，选择性地让某些物质通过，而阻止其他物质。
在海水淡化、污水处理、气体分离等方面发挥着重要作用。
3、高分子吸附剂高分子吸附剂具有对特定物质的吸附能力。
它们可以用于废水处理中的有害物质去除、药物分离与提纯、气体净化等领域。
4、生物医用高分子材料生物医用高分子材料是用于医疗领域的一类特殊功能高分子材料。
包括人造器官材料、药物载体、组织工程支架等。
这类材料需要具备良好的生物相容性和生物可降解性。
5、高分子液晶高分子液晶具有独特的光学和电学性能。
在显示技术、传感器、光学存储等领域有着潜在的应用价值。
三、功能高分子材料的制备方法功能高分子材料的制备通常需要采用特殊的方法和技术，以赋予材料特定的功能。
1、化学合成法通过化学反应将具有特定功能的单体聚合成为高分子材料。
功能高分子材料
小结：新型有机高分子材料
材料名称 功能高分子材料
复合材料
概念
既具有传统高分子 两种或两种以上材料组成 材料的机械性能， 的新型高分子材料。其中 又具有某些特殊功 一种材料作为基体，另一 能的高分子材料 种材料作为增强剂。
功能
不同功能的高分子 一般具有强度高、质量轻、
材料，具有不同的 耐高温、耐腐蚀等优异性
特征、性质
能
应用
高分子分离膜、医 汽车工业、机械工业、体 疗器械、医药等 育用品、航空航天工业
性能。 ③ 用途：可制成人工器官。
随着社会的发展，单一材料已不能满足 某些尖端技术领域发展的需要，为此，人 们研制出了各种新型的复合材料。
医用高分子材料
人造心脏
硅橡胶、聚氨酯橡胶
人造血管
聚对苯二甲酸乙二酯
人造气管
聚乙烯、有机硅橡胶
人造肾
醋酸纤维素、聚酯纤维
人造鼻
聚乙烯、有机硅橡胶
人造骨、关节 聚甲基丙烯酸甲酯
第三节 功能高分子材料
思考与讨论：
1.当代社会新技术革命的三大支柱是什么？
材料、能源、信息。
一、功能高分子材料
1.概念：是指既有传统高分子材料的机械 性能，又有某些特殊功能的高分子材料。
2. 高吸水性能的树脂
聚丙烯酸钠
－[ CH2－C｜H－]n COONa
“尿不湿”
3. 医用高分子材料 ① 选材：目前大多使用硅聚合物和聚氨酯 等高分子材料。 ② 功能：优异的生物相容性、很皮肤
硅橡胶、聚多肽
4. 导电高分子 －[ CH=CH－]n 聚乙炔
材料家族中有合成高分子材料、金属材料 和无机非金属材料等。它们都在社会中占有 一定的分量，可它们又各有缺点。如金属材 料易腐蚀，合成高分子材料易老化、不耐高 温，陶瓷材料易破裂等。能不能找到一种兼 具它们优点的材料呢？复合材料的出现很好 地回答了这个问题。
《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 。
功能材料概论(功能高分子材料)
4. 应用 可用于加氢、硅氢加成、氧化、环氧化、不对称加成等等。
9.3 固定化酶
9.3.1 固定化酶的优点
酶是一种分子量适中的蛋白质，由各种氨基酸连接而成，存在于 所有活细胞中，是生命过程中化学反应中的天然催化剂，在生物 体内进行的化学反应，几乎全部是由酶催化的。
将生物活性酶用人工方法固定于载体上，使之不溶于水，同时仍 具有催化功能。
9.3.3 固定化酶的应用
在酶的固化研究中人们最关心的有两方面：一是酶经过固化后能否 保持高活性和高选择性。二是通过酶的固化能否使其扩大使用范围、 简化操作、降低成本 固定化后酶的活性取决于酶本身原有的活性和固化时采用的方式方 法，以及所用载体的化学结构和物理形态。 活性：一般情况下，酶经固定后，其其活性或多或少都有所降低。 原因：酶在固化过程中，活性酶中一部分氨基酸的氨基或羧基参与 固化而是使酶的结构在一定程度上受到破坏，因此在固化过程中酶 蛋白的高次结构也会有所变化 选择性：酶固化后形成的高分子效应对酶的选择性也会有一定程度 的影响 这也是虽然固化酶有许多优点，但是在工业上的广泛应用仍受到许 多限制的原因之一。
特点：（1）能吸收大量的水和其它极性溶剂（磺酸基） （2）热稳定性和化学稳定性好（氟碳骨架）
2. 阴离子交换树脂
阴离子交换树脂与阳离子交换树脂具有同样的有机骨架，只是所 联的活性基团为碱性基团。
什么是功能高分子材料
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。
功能高分子材料
• 聚合物的物理功能化主要是通过小分子功能化合物与聚合 物的共混和复合来实现的
物理共混的主要运用
• 物理共混的方法可以用于当聚合物或者功能型小分子缺乏 反应活性，不能或者不易采用化学接枝反应进行功能化， 以及被引入的功能型物质对化学反应过于敏感，不能承受 化学反应条件的情况下对其进行功能化；如：有机/无机 絮凝剂的复合，导电橡胶、磁性橡胶的制备
功能单体
高分子化
成型
天然高分子或 聚合物
改性
功能化
成型
途径一
功能性单体的制备
主要问题：功能性基团和可聚合基团的引入
可聚合基团：
• 通过有机化学的方法，在上面的基团的分子结构中引入 一些功能性的基团如：-NH2、-SH、-CONH2等
• 或通过相反的过程， 在一些具有功能性的 分子中引入可聚合基 团；例如：单独的乙 苯不能发生聚合和反 应，但通过双键的引 入能聚合生成聚苯乙 烯
• 特点：可选择的高分子广泛，许多高分子材料在一定的条 件下都可以发生接枝反应，如基苯乙烯、聚乙烯醇、纤维 素、淀粉等；相比于第一种制备方法，所制备的功能高分 子材料机械性能较好，不易出现功能基团的掩埋等现象；
• 缺点：发生接枝反应的条件要求较高，一般需要利用高温、 高压、辐射等手段先将高分子链上的某些位置先活化，才 能发生接枝反应；
• 物理共混主要可以分为熔融共混和溶液共混
• 熔融共混：先将聚合物熔融，在熔融态下加入功能型小分 子，搅拌均匀，根据功能型小分子溶解状态，可分为均相 共混和多相共混
• 溶液共混：将聚合物溶解在一定的溶剂中，然后功能型小 分子溶解或分散在聚合物形成的溶液中，蒸发溶剂后，得 到共混聚合物；
• 共混改性的特点：方法简单，快速，多数情况下不受场地 和设备的限制；也不受聚合物和功能型小分子反应活性的 影响，适用范围宽，得到的聚合物功能性基团分布也比较 均匀
功能高分子材料
功能高分子材料阳离子聚丙烯酰胺一概述.:功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量北量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。
功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。
近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%。
下面以阳离子聚丙烯酰胺来说明人：阳离子聚丙烯酰胺的功能:1、澄清净化作用；2、沉降促进作用；3、过滤促进作用；4、增稠作用与其他作用；::阳离子聚丙烯酰胺主要用途:1）聚丙烯酰胺用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应牌号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，聚丙烯酰胺脱水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。
2）聚丙烯酰胺用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。
聚丙烯酰胺如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高废水，饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。
3）聚丙烯酰胺用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。
4）聚丙烯酰胺造纸用增强剂及其它助剂。
5）聚丙烯酰胺用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。
三：形态阳离子聚丙烯酰胺按照形态的不同可以分为固体颗料及乳液两种形态，目前市场上应用最广泛的是固体颗料状，而阳离子聚丙烯酰胺乳液作为一种新形态产品市场应用较少。
功能高分子材料
功能高分子材料的分类按照性质和功能分为7种：反应型高分子材料：包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
光敏型高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。
电活性高分子材料：包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
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、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
吸附型高分子材料：包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
高分子智能材料：包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
高性能工程材料：如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等按用途分类：医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。
反应型高分子材料高分子试剂：氧化还原型试剂，卤代试剂，酰化试剂，烷基化试剂，亲核试剂，亲电试剂，固相合成试剂。
高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。
特点：在反应体系中不溶解，易除去；立体选择性好；稳定性好；特殊应用，固相反应载体。
高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合，得到的具有催化活性的高分子物质。
反应型高分子试剂优点：不溶性；多孔性；高选择性；化学稳定性；可回收再利用。
催化反应按反应体系的外观特征分为两类：①均相催化反应：催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。
②多相催化反应：与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。
高分子催化剂种类：高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物；高分子相转移催化剂；固定化酶。
固相反应生物活性大分子一般合成很慢，Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。
功能高分子材料
功能高分子材料一、本文概述《功能高分子材料》一文旨在深入探讨和研究功能高分子材料的基本概念、分类、合成方法、性能特点以及在实际应用中的广泛用途。
功能高分子材料作为一种重要的材料科学分支，因其独特的物理和化学性质，在现代科技和工业发展中扮演着举足轻重的角色。
本文将系统概述功能高分子材料的发展历程、主要类型、性能优化方法以及未来发展趋势，以期为相关领域的研究人员、工程师和学者提供有益的参考和启示。
本文将简要介绍功能高分子材料的基本概念，包括其定义、特点以及与传统高分子材料的区别。
接着，文章将重点阐述功能高分子材料的分类，如按照功能性质、应用领域或制备方法等进行分类，并详细分析各类功能高分子材料的性能特点和应用范围。
在此基础上，文章将探讨功能高分子材料的合成方法，包括化学合成、物理改性和生物合成等，并分析不同合成方法对材料性能的影响。
本文还将关注功能高分子材料在实际应用中的表现，如在电子信息、生物医学、航空航天、环境保护等领域的应用案例。
通过案例分析，我们将展示功能高分子材料如何发挥关键作用，推动相关领域的科技进步和社会发展。
文章将展望功能高分子材料的未来发展趋势，包括新型功能高分子材料的研发、性能优化方法的创新以及应用领域的拓展等。
通过本文的阐述，我们期望能够全面展现功能高分子材料的魅力和潜力，为相关领域的研究和发展提供有益的参考和借鉴。
二、功能高分子材料的分类功能高分子材料是一类具有特殊功能或性能的高分子化合物，广泛应用于各个领域。
根据其功能特性，功能高分子材料可分为多种类型。
首先是导电高分子材料，这类材料具有导电性能，可应用于电子器件、传感器和电池等领域。
常见的导电高分子材料包括聚乙炔、聚吡咯和聚苯胺等。
其次是光学功能高分子材料，这类材料具有优异的光学性能，如高透光性、高折射率和高光稳定性等。
它们在光导纤维、光学仪器和显示器件等领域有广泛应用。
还有磁性高分子材料，这类材料具有磁响应性，可应用于磁记录、磁传感器和磁性液体等领域。
功能高分子
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。
功能高分子定义
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
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。
功能高分子材料
功能高分子材料简介
功能高分子材料主要指那些能对物质、能量和信息具有传递转换或贮存作用的高分子材料。
它分为两大类，即结构型功能高分子和复合型功能高分子。
功能高分子按其不同的功能分为：
（1）具有化学活性的功能高分子，如高分子试剂、高分子催化剂、固定酶、离子交换树脂等；
（2）具有光学性能的功能高分子，如感光树脂、光刻胶、液晶高分子等；
（3）具有电学性能的功能高分子，如导电高分子、热电高分子、光电高分子等；
（4）具有导磁性能的高分子，如磁性塑料、磁性橡胶等；
（5）具有声学性能的功能高分子，如声电换能高分子，吸噪声防震高分子等；
（6）具有热响应性能的功能高分子，如形状记忆高分子等；
（7）具有医疗作用的功能高分子，如高分子医药、高分子人工脏器等。
功能高分子材料于20世纪60年代末开始得到发展。
目前已达到实用化的功能高分子有：离子交换树脂、分离功能膜、光刻胶、感光树脂、高分子缓释药物、人工脏器等等。
高分子敏感元件、高导电高分子、高分辨能力分离膜、高感光性高分子、高分子太阳能电池等功能高分子材料，即将达到实用化阶段。
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第一章绪论性能：材料对外部作用的抵抗特性。
高性能高分子材料：对外部作用有特别强的抵抗能力的高分子材料。
功能高分子材料：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。
(具有特殊物理化学性质的的材料)通用（常规）高分子材料：应用面广、量大，价格较低。
eg：纤维、塑料、橡胶、涂料、粘合剂。
特种高分子材料：功能高分子材料属于特种高分子材料最早的功能高分子是合成的酚醛型离子交换树脂。
一般采用按其性质、功能或实际用途对功能高分子材料进行分类：1. 反应型高分子材料（包括高分子试剂、高分子催化剂等；）2. 光敏型高分子（包括光稳定剂、光刻胶、光致变色材料等。
）3. 电性能高分子材料（包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
）4. 高分子分离材料（包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性，膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
）5. 高分子吸附材料（高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
）6. 高分子智能材料(高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
)7. 医药用高分子材料(医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。
)8. 高性能工程材料(高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。
)！！！功能高分子材料的制备策略功能型小分子材料的高分子化、已有高分子材料的功能化、多功能材料的复合。
功能型小分子材料的高分子化的实现途径：①化学键连接的化学方法，如共聚、均聚等（举例1：丙烯酸，可用于制备离子交换树脂、高吸水性树脂等。
举例2：含双键的环氧丙烯酸酯，广泛用于制备功能性粘合剂。
）②物理方法，如共混、吸附、包埋等。
（维生素C微胶囊）（1）带有功能型基团可聚合单体的聚合法——包括两步骤。
（a）在功能性小分子中引入可聚合基团，或在含有可聚合基团单体中引入功能性基团；(b）进行均聚或共聚反应生成功能聚合物。
通过聚合法制备功能高分子材料的特点：优点：可使生成的功能高分子功能基分布均匀，聚合物结构可通过聚合机理预先设计，产物稳定性较好。
缺点：(1) 在功能性小分子中需要引入可聚合基团，而这种引入常常需要复杂的合成反应；(2) 引入功能基后可能对单体聚合的活性有影响。
(3)当引入的功能基不稳定时需要加以保护。
（4）引入功能基后可能会对单体聚合活性产生影响。
通过聚合包埋法制备功能高分子材料的特点：该方法利用所生成高分子的束缚作用将功能性小分子以某种形式包埋固定在高分子材料中。
（1）在聚合反应之前，向单体溶液中加入小分子功能化合物，在聚合过程中小分子被生成的聚合物所包埋。
聚合物骨架与小分子功能化合物之间没有化学键连接，固化作用通过聚合物的包络作用来完成。
优点: 方法简便，功能小分子的性质不受聚合物性质的影响，因此特别适宜酶等对环境敏感材料的固化。
缺点: 在使用过程中包络的小分子功能化合物容易逐步失去，特别是在溶胀条件下使用，将加快固化酶的失活过程。
（2）以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中。
Eg：小分子过氧酸是常用的强氧化剂（功能），小分子过氧酸存在稳定性不好，容易发生爆炸和失效，不便于储存等缺点，引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高。
Eg二甲基联吡啶是一种小分子氧化还原物质，其在不同氧化还原态时具有不同颜色，经常作为显色剂在溶液中使用。
经过高分子化后，可将其修饰固化到电极表面，便可以成为固体显色剂和新型电显材料。
Eg：：青霉素是一种抗多种病菌的广谱抗菌素，易吸收、见效快，但排泄快。
利用青霉素结构中的羧基、氨基与高分子反应，可得到疗效长的高分子青霉素。
青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。
已有高分子材料的功能化：（化学改性和物理共混）化学改性：利用接枝反应在聚合物骨架上引入活性功能基团，改变其物理化学性能，从而获得新的功能。
物理共混：主要是通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现的。
（酶的固化，某些金属和金属氧化物的固化等），缺点是共混物不够稳定，在使用条件下（如溶胀、成膜等）功能聚合物容易由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。
Eg：聚苯乙烯的功能化反应。
PS中的苯环较活泼，可进行芳香取代反应，如卤化、硝化、磺化、氯甲基化、锂化、烷基化、羧基化、氨基化等。
Eg：聚氯乙烯的功能化反应。
可引入苯环、胺基苯、羧基、酯基、叠氮基团等。
Eg：聚乙烯醇的功能化反应Eg：聚环氧氯丙烷的功能化反应功能高分子材料的多功能复合：将两种以上的功能高分子材料以某种方式复合，将形成新的功能材料Eg：单向导电聚合物的制备。
第二章反应型高分子材料反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂（具有化学试剂功能的高分子材料。
）和高分子催化剂两大类。
（具有催化活性的高分子材料。
）高分子化学反应试剂：小分子试剂高分子化或在高分子骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。
高分子化学反应催化剂：通过聚合，接枝等方法将小分子催化剂高分子化，使具有催化活性的化学结构与高分子骨架相结合，得到的具有催化活性的高分子材料。
均相化学反应：原料、试剂、催化剂在化学反应体系中处在同一相态中（相互混溶或溶解）的反应。
均相催化反应：催化剂与反应体系成一相的催化反应。
多相化学反应：至少有一种物质在反应体系中不溶解或不混溶，导致反应体系不能处在同一相态中的反应多相催化反应：催化剂独立成一相的催化反应反应型高分子材料的应用特点？优点：1）简化操作步骤；2）可回收再利用（符合绿色化学的宗旨）；3）可提高试剂的稳定性和安全性；4）固相合成工艺利于提高化学反应的机械化和自动化程度；5）提高化学反应的选择性；6）提供在均相化学反应条件难以达到的反应环境。
缺点：1）试剂生产的成本增加；2）化学反应程度降低。
高分子试剂：eg：氧化还原试剂，，高分子卤代试剂，高分子烷基化试剂，高分子酰基化试剂等，高分子磷试剂。
固相合成试剂高分子氧化剂：高分子过氧酸和高分子硒试剂高分子还原剂：高分子锡还原试剂，高分子磺酰肼高分子催化剂：离子交换树脂，高分子酸碱催化剂,聚合物氢化和脱碳基催化剂，聚合物相转移催化剂。
聚合物过渡金属络合物催化剂等。
固相合成法（Solid phase synthesis）：快速、简便、收率高1963年，Merrifield 报道了在交联的聚苯乙烯载体上利用高分子反应合成肽的固相合成法，为有机合成史揭开了新的一页。
高分子载体上固相合成：指在固体表面发生的合成反应，这些固体至少是反应物之一。
无机固相合成和有机固相合成有机固相合成：指采用不溶于反应体系的有机高分子材料作为载体进行的合成反应高分子固相合成试剂的特点：（1）整个固相反应自始至终都在高分子载体上进行；（2）在多步合成反应过程中，中间产物一直与高分子载体相连接；（3）高分子载体上的活性基团只参与第一步和最后一步反应；（4）在其余反应过程中，高分子载体只对中间产物进行担载和官能团保护作用，而不是其他反应试剂。
高分子固相合成试剂由两种结构组成，即载体和连接结构。
固相合成的载体需具备何种条件？在有机合成反应中起担载作用，其需具备如下条件：（a）在反应体系中不溶解；（b）具有高比表面积或在溶剂中具有一定溶胀性；（c) 载体能高度功能化，要能比较容易功能基化，功能基分布较均匀；（d）可通过简单、经济和转化率高的反应进行再生，重复使用；(e) 聚合物功能基应容易被试剂分子所接近；(f) 在固相反应中不发生副反应；(h) 机械稳定性好，不易破损。
连接结构需具备如下条件：（a）含有功能基团。
（b）与小分子试剂反应生成的化学键具有一定的稳定性，而且还要具有一定的化学反应活性；（c）连接结构的长短和链结构也要根据实际情况进行选择。
固相合成的应用领域：（1）主要用于多肽、寡核苷酸和寡糖的制备；（2）用于制备类肽、聚砜、聚尿等；（3）用于不对称合成等；（4）还可用用药物筛选、生物芯片技术等领域。
酶的固化和应用酶的固化主要是改变其水溶性、增加其稳定性。
固化酶的要求：1）固化后不溶于水或其他反应介质，保证分离和回收的简单性；2）固化过程不影响或少影响酶的活性；3）固化方法的选择考虑到酶结构和特点，不引入多余化学结构而影响酶的性质，尽可能利用酶结构中各种非催化活性官能团进行固化反应；4）酶固化的载体有一定的机械强度和化学稳定性以适应工艺要求和有一定的使用寿命，以保证不对或少对酶促反应产生不利影响。
酶的固化方法1.化学键合酶固化法2.化学交联酶固化法:利用一些带有双端基官能团的化学交联剂，通过酶蛋白中固有的活性基团进行化学反应，生成新的共价键将各个酶单体连接起来，形成不溶性链状或网状结构，从而将酶固化。
3. 酶的物理固化法（1）包埋法（2）微胶囊法——将酶固定在粒径大小为几微米到几百微米的微胶囊内的方法。
固化酶的要求：1）固化后不溶于水或其他反应介质，保证分离和回收的简单性；2）固化过程不影响或少影响酶的活性；3）固化方法的选择考虑到酶结构和特点，不引入多余化学结构而影响酶的性质，尽可能利用酶结构中各种非催化活性官能团进行固化反应；4）酶固化的载体有一定的机械强度和化学稳定性以适应工艺要求和有一定的使用寿命，以保证不对或少对酶促反应产生不利影响。
固化酶的应用（特点P53）1）光学纯氨基酸的合成；2）6-氨基青霉素酸的合成；3）固化酶在分析化学和化学敏感器制作方面的应用。
本章小结：熟悉反应型功能高分子材料的基本性质；了解高分子化学反应试剂；重点了解高分子载体上的固相合成试剂中对载体和连接结构的要求条件；了解高分子催化剂；重点了解酶的固化方法、固化酶的要求及其应用。
第三章导电高分子材料狭义上“导电高分子材料”是指由具有共轭π键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料，即结构型导电高分子材料。
广义上“导电高分子材料”是指既具有明显聚合物的特性，又具有导体性质的高分子材料；不仅包括结构型导电高分子材料，还包括复合型导电高分子材料（如由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电橡胶、导电涂料等）。
根据材料的导电率大小，通常可分为绝缘体，半导体、导体和超导体四大类。
载流子：材料的导电性是由于物质内部存在的带电粒子的移动引起的。
这些带电粒子可以是正、负离子，也可以是电子或空穴，统称为载流子材料导电性的好坏，与物质所含的载流子数目及其运动速度有关。
导电高分子材料的类型：一类是结构型（本征型）导电高分子材料（材料本身具有“固有”的导电性，由聚合物结构提供导电载流子）Eg：聚乙炔、聚对苯硫醚、聚对苯撑、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩。