功能高分子

1．何谓功能高分子材料？

答：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）。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，称为功能高分子材料化学。

2．论述功能高分子的各种结构层次与性能的关系，并举例说明？

答：1构成材料分子的元素组成，例，高分子材料的阻燃性与材料分子中是否含有磷，硫和溴等阻燃元素以及它们的相对含量有关。2材料分子中的官能团结构，例，官能团的结构决定了分子大部分化学性质，酸碱性质，亲电亲核性质和配位性质等。3聚合物的链段结构，例，一般来说无支链结构的结晶性能好，分子间力大，溶解性大，相反有支链结构的分子间力小，结晶度低，溶解性能好4高分子的微观构象结构，例微观结构直接影响材料的渗透性，机械强度，结晶度，溶液粘度等。5材料的超分子结构和聚集态，例，该结构直接影响材料的物理性质，如，吸附性，透光性，机械强度等。6材料的宏观结构，例许多由功能材料制备的各种光电子器件，功能器件的功能都与其宏观结果密切相关。

3，简述功能高分子中聚合物骨架带来的“溶解度下降效应”，“无限稀释效应”,“邻位效应”“模板效应”等高分子效应？答：“溶解度下降效应”---高分子骨架的引入，由于分子量的增大，分子间的增强，最直接的作用是使其溶解性大大的下降，特别是引入交联型的聚合物，使其在溶剂中只能溶胀，不能溶解。“无限稀释效应”----在相对刚性的高分子骨架上稀疏的连接功能基制成的高分子试剂具有类似合成反应中的“无限稀疏”作用。“邻位效应”----在聚合物骨架上相对密集地连接功能基团，可以得到由官能团相互作用而产生的所谓的高度浓缩状态，产生明显的邻位效应，即相邻基团参与反应的进行。“模板效应”---指利用高分子的骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供一个类似工业上浇筑过程中使用的模板的作用这种作用与酶催化反应有相近的效应。

4．简述聚合物的溶解溶胀过程？

答：线性聚合物的溶解时一个缓慢的过程，溶剂分子通过扩散进入聚合物中，溶剂与聚合物分子间作用力与聚合物法分子间的作用力相互竞争，当聚合物分子与溶剂间分子力大与聚合物间分子间力时，聚合物分子通过溶剂化被溶剂分子所包围，形成分子型溶液。对于交联聚合物不能形成分子型溶液，溶剂分子扩散进入聚合物分子内部，通过溶剂化作用使

分子链伸展，聚合物体积增大，产生溶胀现象，形成聚合物凝胶。

5功能高分子的比表面积和孔隙度对其性能有何影响？举例说明

答;对于高分子吸附剂，高分子试剂，高分子催化剂等功能高分子材料，其比表面积的大小对他们的性能影响很大，因为吸附，离子交换或者诸多反应过程都是扩散控制过程，在反应性功能高分子中，表面积增大有助于提高高分子催化剂和高分子试剂的反应效率，较高的空隙率有助于小分子在聚合物中的流动，对反应的动力学过程有利，对于高分子吸附剂，比表面积决定吸附面的大小。例

6简述聚合物高分子分离膜的两种过程。

答：一种是透过物质主要通过聚合物材料中的微孔和毛细管到达膜的另一侧，在这种情况下微孔的直径和数量与透过物的粘度是影响透过率的主要因素，另外一种渗透过程发生在没有微孔和毛细管的聚合物中，是透过物质溶解在聚合物中，通过在聚合物中的扩散运动到达膜的另一侧。

7简述聚合包埋法。

答：本方法是利用生成高分子的束缚作用将功能型小分子包

埋固定来制备功能性高分子材料，固化作用通过聚合物的包络作用来完成，这种方法制备的功能高分子类似于共混方法制备的高分子材料，但是均与性更好

8比较溶液共混和熔融共混

答;融融共混与两种高分子共混相似，是将聚合物融融，在融融太加入功能型高分子，搅拌均匀。溶液共混是将聚合物溶解在一定的溶剂中，同时，功能型小分子或者溶解在聚合物溶液中成分子分散相或者悬浮在溶液中成混悬体。

11.有机固相合成中的载体需要具备什么条件？

1，要求载体在反应体系中不溶解，保证合成反应在固相上进行。

2，要求载体具有高比表面积或者在溶剂中有一定的溶胀性。

3，要求载体能高度功能化，气功能基在载体中的分布尽可能均匀。

4，要求载体可以用相对简单的方法重复使用。

12.有机固相合成中的连接结构具有什么特殊要求？

1，要保证在合成反应中该键不断裂，在整个合成过程中十分稳定。

2，生成的链接键要有一定的化学活性，能用特定的方法使其断裂而不破坏反应产物的结构，并保证固相合成反应后可以定量地切割下反应产物。

3，连接结构需要根据固相合成的对象进行选择。

14，简述固相合成法合成光学异构体的原理。

固相合成法是一种不对称合成，利用含有手征性的载体或者利用高分子骨架在前手性试剂的特定方向形成立体阻碍而产生立体选择性。

15,. 作为金属络合物的配位体，在分子中可能有哪两种结构形式？

一类是分子结构中含有P,S,O,N,等可以提供未成键电子的所谓配电子。

另一类是分子结构中具有离域性强的π电子体系。

16..列举酶固化的主要方法，分析比较其简要过程及使用特征。

酶固化的主要方法分为化学法和物理法两种。

化学法是通过化学反应生成化学键将酶连接到一定载体上；或者采用交联剂通过与酶表面的集团将酶交联起来，构成分子量更大的蛋白质分子使其溶解性降低，成为不溶解性的固化酶。

物理法包含包埋法和微胶囊法，是使酶被包埋或用微胶囊包裹起来，使其不能再溶剂中自由扩散，但被催化的小分子反应物和产物应当可以自由通过包埋物或胶囊外层与酶催化剂接触。

17.复合型导电高分子的导电通道学说。

复合型导电材料的添加浓度达到一定数值后具有导体性质，在此浓度上，导电材料粒子作为分散相在连续相高分子材料中互接触构成导电网络。形成导电网络是复合材料体系的导电原因，它的形成取决于导电颗粒在连接相中的浓度，分散度和粒度。

20以聚乙炔为例用分子轨道理论和能带理论解释电子导电聚合物的导电机理

聚乙炔在其链状结构中，每一个结构单元（—CH—）中碳原子外层有四个价电子，其中有三个电子构成三个SP3杂化轨道，分别与一个氢原子和两个相邻的碳原子形成σ键，余下的p电子轨道在空间分布上与三个σ轨道构成的平面相垂直。在聚乙炔分子中相邻碳原子之间的p在平面外相互重叠构成兀键。

聚乙炔结构可以看成由众多享有一个未成对电子的CH自由基组成的长链，兀电子能在一维方向上自由移动，CH自由基结构单元p电子只有一个电子，根据分子轨道理论，一个分子轨道中只有填充两个自旋方向相反的电子才能处于稳定态，每个P电子占据一个兀构成线性共轭兀电子体系，应是一个半充满能带，是非稳定态；二另一个成为空轨道。由于空轨道和占有轨道的能级不同，使原有的p电子形成的能带分裂成两个亚带，一个是全充满带，构成价带，另一个空带构成导带。两个能带间存在一个能级差值，而导电状态下的p电子离域运动必须越过这个能级差。从而能导电。

22简述离子导电聚合物的自由体积导电理论

在一定温度下聚合物分子要发生一定幅度的振动，其振动能量足以对抗周围的静压力，在分子周围建立起一个小的空间来满足分子振动的需要.形成的小空间被称为自由体积V f，当振动能量足够大，自由体积可能会超过离子本身体积V，这样聚合物的离子可能发生位置互换而发生移动，如果施加电场力，离子的运动将是定向的

23 简述离子导电聚合物的络合导电理论