功能高分子材料复习资料

功能高分子材料复习资料 第一章.功能高分子材料总论

功能高分子的分类方法：P3

高分子材料的结构层次：P4

功能高分子的制备方法：P11

聚苯乙烯的功能化反应：P14

聚氯乙烯的功能化反应：P16

聚乙烯醇的功能化反应：P16

聚环氧氯丙烷的功能化反应：P17

缩合型聚合物的功能化反应：P17

设计聚合反应需注意：P21

第二章.反应型功能高分子

高分子试剂与高分子催化剂的优缺点：P29

高分子氧化还原试剂

高分子氧化还原试剂特点：P30

高分子氧化还原试剂制备方法：P31

高分子还原试剂：P33

高分子酰基化试剂

高分子酰基化试剂：P37

高分子载体上的固相合成含义：

采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。反应完成后再将产物从载体上脱下。

高分子载体上的固相合成优势：

分离纯化步骤简化；

反应总产率高；

合成方法可程序化、自动化进行。

固相合成载体选择的要求：P40

固相合成连接结构的要求：P41

高分子催化剂

高分子酸碱催化剂结构：

属于离子交换树脂，是具有网状结构的复杂的有机高分子聚合物。网状结构的骨架部分一段很稳定，不溶于酸、碱和一般溶剂。在网状结构的骨架上有许多可被交换的活性基团。根据活性基团的不同、离子交换树脂可分为阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）和阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）两大类。

高分子酸碱催化剂的特点

网状结构

难溶（水、酸、碱、有机溶剂）

稳定（热、机械、化学）

含活性基团（-SO

3H、-COOH、-NOH）提供-H或者-OH基团催化反应。高分子催化剂的使用方法：

传统混合搅拌

反应床

填有催化剂的反应柱

阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类

具有酸性基团，化学性质很稳定，具有耐强酸、强碱、氧化剂和还原剂的性质，因此应用非常广泛。

根据活性基团离解出H+能力的大小不同，分为强酸性和弱酸性两种。

强酸性阳离子交换树脂，常用R-SO

3H表示(R表示树脂的骨架) 弱酸性阳离子交换树脂，分别用R-COOH和R-OH表示。

阳离子交换树脂（高分子酸催化剂）分类

强酸性阳离子交换树脂应用较广泛，（酸、中、碱介质均可用）

弱酸性阳离子交换树脂的H+不易电离，所以在酸性溶液中不能应用，但它的选择性较高而且易于洗脱，可用酸洗脱。

高分子酸碱催化剂制备方法：P49

阴离子交换树脂（高分子碱催化剂）分类

季胺(-N(CH

3)3)强碱性阴离子交换树脂

伯胺基(-NH

2)、仲胺基(-NHCH3)和叔胺基(-N(CH3)2)弱碱性阴离子交换树脂

水化后分别形成R-NH

3OH、R-NH2CH3OH、RNH(CH3)2OH和R-N(CH3)3OH 等氢氧型阴离子交换树脂

离子交换树脂的用途

水处理——重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备

作为酸碱催化剂的用途

酯化反应，醇醛缩合反应，环氧化反应，水解反应，重排反应

第三章.导电高分子材料

载流子

材料在电场作用下能产生电流是由于介质中存在能自由迁移的带电质点，这种带电质点被称为载流子。

常见的载流子包括：自由电子、空穴、正负离子，以及其它类型的荷电微粒。

载流子的密度是衡量材料导电能力的重要参数之一。

导电材料表现出的导电性质：P62

复合型导电高分子

复合型导电高分子概念

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。

复合型导电高分子材料组成：P64

复合型导电高分子材料机理：P65

导电填充材料的选择：P68

影响材料导电网络形成的因素：

粒子的尺寸、形状；粒子在基体树脂中的分布状况；基体树脂的种类、结晶性；导电粒子与基体树脂的界面效应；复合材料加工工艺、固化条件等

复合型导电高分子材料的制备方法：P69

复合型导电高分子材料的性质：

导电性质：

电流与电压成正比----电阻型导电材料；复合型导电高分子材料及本征导电高分子材料在一定范围内具有上述性质

分散相的导电填料粒子在连续相中形成导电网络（粒子间距1nm），或者粒子间距在电场发射有效距离之内（5nm）

压敏性质：

材料受到外力作用时，材料的电学性能发生明显的变化，主要是电阻发生明显的变化。

导电作用主要依靠导电填料在连续相中形成导电网络完成；如果外力的施加能够使材料发生形变或密度发生变化，必然会造成导电网络的变化，从而引起电阻率的变化。

热敏性质

当温度发生变化时，材料的电学性质也发生变化，称其具有热敏性质

对于导电聚合物，当温度发生变化时，其电阻率会发生一定程度的改变。当温度上升，电阻率增加，称为正温度系数效应（PTC效应）；温度上升，电阻率下降，称为负温度系数效应（NTC效应）。

热膨胀理论和晶格破坏理论

对多数复合型导电聚合物，在加热过程的不同阶段，会呈现不同的热敏效应：温度远低于软化温度时，多呈正温度系数效应，但此时热敏性不明显；

温度接近软化点时，热敏性特别强，呈正温度系数效应；

温度超过软化温度后，多发生性能反转，变成负温度系数效应。

电子导电高分子材料

电导率的影响因素

掺杂量对电导率的影响:P77

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。

共轭链长度对导电高分子材料导电能力的影响:P80

温度对导电高分子材料导电能力的影响:P79

对金属晶体，温度升高引起的晶格振动阻碍其在晶体中的自由运动；而对于聚乙炔，温度的升高有利于电子从分子热振动中获得能量，克服其能带间隙，实现导电过程。