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。
物理功能高分子材料
Tg：260-270℃，可纺性
聚间苯二甲酰间苯二胺的合成P102
01
有一定化学稳定性，耐辐射，无储存期限制
哌嗪芳环尼龙的合成P103
02
3-2导电高分子材料
载流子？---电荷移动的载体 按物质微观结构，可充当载流子的粒子? 电子、离子 金属导电---电子导电；电解质导电---离子导电
1
光导电材料、
2
光电转换材料、
3
光致变色材料和光致抗蚀材料等。
6
在侧链或主链上含有光敏官能团的高分子。
由二元或多元光敏官能团构成的交联剂。
在高效光引发剂存在下单体或预聚体发生聚合和交联而生成的高分子。
高分子按高分子合成目的不同，可分为：
按应用技术不同可分为：
成像体系 主要用于光加工工艺、非银盐照相、复制、信息记录和显示等方面；光致抗蚀剂是很重要的一类，又称光刻胶，大量用于印刷制版吸水树脂的吸水和保水是一个问题的两个方面。
2
在一定温度和压力下，高吸水树脂能自发地吸水，水进入树脂中，使整个体系的自由焓降低，直到平衡。若水从树脂中逸出，使自由焓升高，则不利于体系的稳定。
3
差热分析表明，高吸水树脂吸收的水在150℃以上仍有50%封闭在凝胶网络中。因此，常温下即使施加压力，水也不会从高吸水树脂中逸出，这是由高吸水树脂的热力学性质决定的。
3-4高吸水树脂
高吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)是一种新型功能高分子材料。它具有吸收比自身重几百到几千倍水的高吸水功能，并且保水性能优良，一旦吸水膨胀成为水凝胶时，即使加压也很难把水分离出来。
01
高吸水树脂是一类含有亲水基团和交联结构的大分子，最早由Fanta 等采用淀粉接枝聚丙烯腈再经皂化制得。
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。
功能高分子材料介绍
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。
功能性高分子材料
功能性高分子材料功能性高分子材料是一类能够在特定条件下表现出特殊性能或功能的材料。
它们具有广泛的应用领域，包括能源存储与转换、生物医学、电子与光电子器件、环境保护等。
这些材料通过在高分子基质中引入特定的功能基团或改变其结构，使其具备特定的性能。
本文将介绍几种常见的功能性高分子材料及其应用。
一、聚合物电解质材料聚合物电解质材料是一类重要的功能性高分子材料，在固态锂离子电池和超级电容器等能源存储与转换领域得到广泛应用。
它们具有良好的离子导电性、机械强度和化学稳定性。
聚合物电解质材料能够有效解决传统液态电解质材料中存在的安全性和稳定性问题。
例如，聚合物电解质材料通过调控聚合物链的柔性与刚性，实现了高离子导电性和较低的离子迁移能量。
此外，聚合物电解质材料还具有较低的成本和制备工艺简单等优点。
二、功能性高分子膜材料功能性高分子膜材料广泛应用于水处理、气体分离和膜生物反应器等领域。
通过调控高分子膜的结构和组成，可以实现各种特定的分离性能。
例如，反渗透膜通过控制孔径和选择性拒绝性，实现了对水中溶解物和离子的高效去除。
气体分离膜则通过选择合适的高分子材料和孔隙结构，实现了对不同气体的选择性分离。
此外，功能性高分子膜材料还可以用于催化反应和酶催化反应等生物反应器中，有助于提高反应的效率和选择性。
三、形状记忆高分子材料形状记忆高分子材料是一类具有特殊形状记忆性能的材料。
它们可以通过外界刺激，如温度、光、电场等，改变其形状，并在刺激消除后恢复原来的形状。
这种材料具有广泛的应用潜力，如医疗器械、纺织品、自修复材料等。
例如，形状记忆高分子可以用于制作具有自调节功能的支架在外科手术中应用，以便术后退回原来的形状，减少患者的痛苦。
此外，它们还可以用于制作自带纹理的纺织品，实现服装的缝合和折叠自动化。
四、电子打印材料电子打印材料是一类用于印刷电子器件的功能性高分子材料。
它们具有良好的电子性能、机械柔韧性和化学稳定性。
电子打印材料可以通过喷墨、丝网印刷、柔性凸版印刷等技术制备高效且低成本的电子器件。
功能高分子材料
×)
提示：热固性塑料不可加热熔融。
(3)高分子链越长,软化温度越高、密度越大。(
√
)
提示：高分子链越长,相对分子质量越大,高分子间的作用力越大,软化温度
越高、密度越大。
2．下列高聚物经简单处理可以从线型结构变成网状结构的是(
②
①
④ CH2—CHCl
③
A.①②
酯中无碳碳双键,含有酯基,故其能发生水解反应,不能发生加成反
应;其分子中不含亲水基团,故无吸水性。
7．角膜接触镜俗称隐形眼镜，其性能主要有良好的透气性和亲水性。
下列可以作为隐形眼镜材料的是(
A．聚乙烯
C
)
B．聚氯乙烯
解析：隐形眼镜的材料具有
透气性和亲水性，该物质中应
有亲水基团，符合要求的只有C
项。
B.用于制造CPU芯片的良好半导体材料单晶硅
C.能用于生产“尿不湿”的高吸水性树脂
D.能导电的掺杂聚乙炔
解析B项中半导体材料单晶硅,属于传统的无机非金属材料。A项中光敏高
分子材料、C项中高吸水性树脂、D项中导电高分子材料均属于功能高分
子材料。
4.新型有机高分子材料在日常生活、工农业生产和尖端科技领域中发挥着
乙烯等
（4）用途：
广泛用于海水淡化和饮用水的制取，以及果汁浓缩、乳制品加工、药
物提纯、血液透析等领域
四、常见高分子材料的化学性质
(1)所含官能团及性质
官能团
性质
碳碳双键
氧化反应、
加成反应
酯基
水解反应
羧基
酯化反应、
取代反应
肽键
水解反应
(2)常见反应
①降解:在一定条件下高分子降解为小分子,如聚苯乙烯降解为苯乙烯。常
《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 。
功能高分子材料ppt课件
随堂练习
2. 下列关于功能高分子材料，说法不正确的是( C )
A. 生物高分子材料、隐身材料、液晶高分子材料等属于功能高分子材料 B. 高分子分离膜可用于海水淡化、分离工业废水、浓缩天然果汁等 C. 高分子药物和有机玻璃都属于功能高分子材料 D. 纤维素难溶于水的主要原因是其链间有多个氢键
聚丙烯纤维很难降解，根据其结构特点，你建议寻找哪类高分子材料替代 聚丙烯？ 聚丙烯纤维特点：无毒、疏水性的线型高分子材料； 可以用聚酯类线型性高分子材料代替，实现可降解；且聚乳酸比普通聚酯类相 比，既能降解，又可再生！
微生物降解材料 聚乳酸
聚乳酸是一种可生物降解的高分子材料，其结构简式如图，主要用于制造 可降解纤维、可降解塑料和医用材料。以淀粉为原料，先水解为葡萄糖，再在 乳酸菌的作用下将葡萄糖转变为乳酸，乳酸在催化剂作用下可聚合成聚乳酸。 聚乳酸材料废弃后，先水解成乳酸，乳酸在微生物和氧气的作用下可生成CO2 和H2O。请用化学方程式表示上述过程。
第五章 第二节 高分子材料
一、通用高分子材料 二、功能高分子材料
第五章 第二节 第二课时 功能高分子材料
一、高吸水性树脂 二、微生物降解材料
三、高分子分离膜
生活答疑
疫情期间曾“一罩难求”，有不法分子用纸张(天然纤维素)代替口罩材料， 你知道如何用简单的方法鉴别真假吗？
纤维素(多糖)
聚丙烯
➢ 加水鉴别吸水性：纸张有亲水基，能吸水；聚丙烯无亲水基，不吸水； ➢ 燃烧法鉴别：纸张燃烧后灰烬易碾碎；合成纤维燃烧时刺鼻呛味，燃烧后
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 课件
1．新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别和联 系？
提示：二者在本质上并没区别。从组成元素上看，都是由 C、H、O、N、S等元素组成的；从合成反应上看，都是由单 体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型、体型结 构。它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料相比，新型 有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特 殊性能，可用于许多特殊领域。
复合材料 两种或两种以上材料组合 成的一种新型的材料。含 有基体和增强剂两种材料
强度高、质量轻、耐高 温、耐腐蚀
功能高分子材料
复合材料
用途
高分子分离膜用于生 活污水、工业废液的 处理、海水淡化、食 品工业。医用高分子 材料可制成人造器官
用作宇航材料，用于 汽车工业、机械工 业、体育用品、人类 健康
【答案】 D
复合材料和功能高分子材料的比较高分子化合物与高分子 材料的比较
1．功能高分子材料和复合材料的比较
定义 性能
功能高分子材料
既有传统高分子的机械性 能，又有一些特殊性能的高 分子材料
高分子分离膜能让某些物质 有选择地通过，而把另外一 些物质分离掉。医用高分子 材料具有优异的生物相容 性、很高的机械性能
功能高分子材料
1．功能高分子材料概述 (1)含义：功能高分子材料是指既有___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。它是一类性能 特殊、使用量小、附加值高的高分子材料。是高分子材料渗透 到电子、生物、能源等领域后开始涌现出的一种新型材料。 (2)分类 ①新型_骨__架__结__构____的高分子材料。 ②特殊功能材料，即在合成高分子的_主__链__或__支__链___上引入 某 种 _功__能__原__子__团___ ， 使 其 显 示 出 在 光 、 电 、 磁 、 声 、 热 、 化 学、生物、医学等方面的特殊功能。
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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第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗？功能高分子材料的品种与分类有哪些？1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别，它们只是相对而言。
从组成元素看，都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看，也就是分两种结构：线型结构、体型结构。
它们的重要区别在于功能与性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。
2．功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
类型1 高分子材料的分类例1下列材料中，属于功能高分子材料的是()①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料A．①②③B．③④⑤C．②④⑤⑥D．①②③④⑤⑥答案 D解析根据功能高分子的分类即可顺利解答。
类型2 功能高分子材料的结构与性能例2随着医用高分子材料的发展，人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官。
目前已经制成的人工器官有()①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼A．①②③B．②③④C．①⑤D．全部答案 D解析医用高分子材料的应用十分广泛，利用其特殊结构和特殊性质，可以制备与人体器官功能相同的人工器官。
医用高分子材料必须满足的条件：①无毒，且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒。
类型3 复合材料的结构与性能例3 碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料，其强度比钢铁材料大而密度比铝小。
据报道，每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料，而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维。
制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得，这种碳纤维的结构可表示如下：(1)构成这种碳纤维的元素是____________，其原子个数比为__________。
(2)用乙炔和HCN 为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下： CH ≡CH ――→HCNA ――→高聚物B ――→高温处理C ――→脱氢碳纤维用化学方程式表示以下过程：① CH ≡CH 与HCN 反应_________________________________________________； ②A ―→B________________________________________________________________。
答案 (1)C 、H 、N 3∶1∶1(2)①CH ≡CH ＋HCN ――→催化剂CH 2===CH —CN②nCH 2===CH —CN ――→催化剂解析碳纤维材料是一种重要的新型复合材料，题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得，聚丙烯腈的结构为，注意到题给碳纤维的结构，可以将聚丙烯腈结构写为：其中—CN的结构为—C≡N。
这种变换写法是解答本题的关键一步，根据生产流程所示，聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维，第一步高温处理，应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N中的三键打开重新结合构成环状结构，即生成C，C在催化剂作用下脱氢，在C中环状结构的—CH2—与上各脱去一个氢原子而形成双键结构，形成碳纤维。
显然，在—CH2—原子团上脱去一个H原子后，还有一个氢原子，所以可知这种碳纤维由C、H、N三种元素构成，考查其中的一个基本结构单元，可看出C、H、N三种原子的个数比应为3∶1∶1。
在橡胶工业中，制造橡胶要经过硫化工艺，将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构。
在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂，以得到具有网状结构的树脂。
请你想一想，为什么都要做成网状结构？目的是否相同？点拨橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水。
1．点拨高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时，碳链并没有参加反应。
2．B3．点拨乳酸是一种羟基羧酸，由于其结构的特殊性，已成为高考化学命题的热点。
它不但能形成链酯和聚酯，而且还可以形成环酯。
1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是()A．高分子分离膜B．液态高分子材料C．生物高分子材料D．有机玻璃答案 D2．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。
其中一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，这样可发挥每一种材料的长处，并避免其弱点。
下列物质中不属于复合材料的是()A．聚苯乙烯树脂B．铝塑管C．涤棉织品D．纯棉内衣答案AD3．下列材料中，属于功能高分子材料的是()①高分子膜②生物高分子材料③导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子材料⑥高吸水性树脂A．①③⑤⑥B．②④⑤⑥C．②③④⑤D．①②③④⑤⑥答案 D解析常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等。
4．高分子分离膜可以有选择地让某些物质通过而将物质分离，下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是()A．分离工业废水，回收废液中的有用成分B．将化学能转换成电能，将热能转换成电能C．食品工业中，浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒D．海水淡化答案 B解析高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过，而把另一些物质分离掉。
主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等；而将化学能转换成电能是传感膜的应用，把热能转化成电能是热电膜的应用。
5．下列说法不正确的是()A．探求某种新型高分子材料时，需要研究分子结构与功能之间的关系B．三大支柱产业为能源、材料和信息工程C．带有强亲水性原子团的化合物共聚可以得到强亲水性高聚物D．具有网状结构的物质即具有强吸水性答案 D6．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点。
下边是聚丙烯酸酯的结构简式，它属于()①无机化合物②有机化合物③高分子化合物④离子化合物⑤共价化合物A．①③④B．①③⑤C．②③⑤D．②③④答案 C解析聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的：可见，聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物。
7．我国科学家前不久成功地合成了3 nm长的管状碳纳米管，此管居世界之首。
这种碳纤维具有强度高、刚度(抵抗变形的能力)高、密度小(只有钢的14)、熔点高、化学稳定性好的特点，因此被称为“超级纤维”。
下列对碳纤维的说法不正确的是()A．它是制造飞机的某些部件的理想材料B．它的主要组成元素是碳C．它的结构与石墨相似D．碳纤维复合材料不易导电答案 C8．聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为，它是制作软质隐形眼镜的材料。
请写出下列有关反应的化学方程式：(1)由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________。
(2)由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________。
(3)由乙烯制备乙二醇________________________________________________________________________。
解析甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为：，它是聚甲基丙烯酸羟乙酯的单体，由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的反应属于加聚反应：由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反应，对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇：9．感光性高分子是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料。
其结构简式为：试回答下列问题：(1)在一定条件下，该高聚物可发生的反应有________(填写编号)。
①加成反应②氧化反应③消去反应④酯化反应⑤取代反应(2)该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(3)该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A，则：①A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
②A的同分异构体有多种，其中属于不同类别且含有苯环、，苯环上有两个取代基的结构简式是(任写两种)______________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案(1)①②⑤解析(1)该高聚物中含有酯基、和苯环，能够发生水解(取代)、加成、氧化反应。
(1)高聚物水解后得到和。
第三节功能高分子材料1．下列属于功能高分子材料的是()①高分子分离膜②人工器官③理想的宇航材料④天然橡胶A．①②B．③④C．①③D．②④答案 A2．关于功能高分子材料的下列说法中，不正确的是()A．离子交换树脂主要用于分离和提纯，如硬水的软化、回收工业废水中的金属等B．婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂C．导电塑料应用于电子工业，可用来制造电子器件D．医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到与生物相容的程度答案 D3．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于()A．复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化B．复合材料的作用可以使导弹的质量减轻C．复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化D．复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化答案 B解析导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，之所以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点。
4．在下列关于新型有机高分子材料的说法中，不正确的是()A．高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等，但无法进行海水淡化B．复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D．合成高分子材料一般具有优异的生物兼容性，较少受到排斥答案 A1．随着有机高分子材料研究的不断加强和深入，使一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大。
下列应用范围是功能高分子材料的最新研究成果的是()A．新型导电材料B．仿生高分子材料C．高分子智能材料D．电磁屏蔽材料答案AD解析随着社会的进步，科学技术的发展，高分子材料的作用越来越重要。