功能高分子材料PPT优秀课件
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功能高分子材料PPT优秀课 件
功能高分子材料分类
1. 离子交换树脂 2.光敏高分子 3.导电高分子 4. 高分子催化剂和高分子试剂 5.医用高分子 6.高分子分离膜
2.1 离子交换树脂
• 含有能与溶液中正、负离子进行交换的功能高分子材料
苯乙烯型阳离子交换树脂
2.1.1 离子交换树脂分类
2.1.2 离子交换树脂合成方法
（2）人工脏器
• 人工心脏瓣膜
• 人工心脏
• 人工肾
患者的血液在中空纤维中向一侧流动，一种称为透析液的水溶液在中空纤 维外向相反方向流动。血液中的小分子废物通过血液透析膜(中空纤维壁) 进入到透析液中。为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透 析液中的酸碱度和渗透压应与血液中的基本相同。
3. 导电高分子材料的合成方法
（1）加成聚合
催化剂：Ti(OBu)4/AlEt3
（5）电化学聚合
• 反应机理属于氧化缩聚，单体将电子转给电极，自身 氧化偶联成聚合物。
• 聚合反应池与一般电解池结构结构相似，由工作电极、 对电极和参比电极构成。
• 电解液由单体、支持电解质和溶剂组成
（6）高分子官能团反应
1. 高分子催化剂
• 金属配位高分子
加氢催化剂 二茂钛
• 二茂钛容易自聚形成二聚体而降低活性，制成高 分子催化剂可克服该缺点
• 电解质高分子
聚乙烯基吡啶
硝基苯酯类化合物水解反应催化剂
• 固定化生物催化剂
➢固定化生物催化剂可 提高生物催化剂的稳定 性、寿命和比活性
2. 高分子试剂
聚－3－硝基－4羟基苯乙烯
导电高分子是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又 具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具有金属和塑 料所欠缺的化学和电化学性能，在国防工业上主要用作 隐身材料，民用上主要用作金属和海洋防腐蚀材料、抗 静电材料、电子化学产品。
2. 典型的导电高分子材料
共轭高分子有较小的体积电阻率, 具有导电性。
原因： 沿共轭双键 主链电子能由一端 通到另一端，其禁带较窄。
1. 感光树脂
负型树脂：曝光部分发生光交联而固化，显影后呈现图像的树脂。 正型树脂：受光照射后发生光降解，显影后未曝光部分呈现图像的树脂
• 负型感光树脂
聚乙烯醇肉桂酸酯
• 正型感光树脂
重氮树脂
用途：
• 照相 • 印刷制版 • 印刷电路 • 集成电路
2. 光致变色树脂
螺吡喃类树脂
用途：信息记录材料、窗户涂料、护目镜涂层、光
•中极性吸附树脂:存在酯基一类的极性基团 •极性吸附树脂:具有酰胺,亚砜,腈基一类的基团 •强极性吸附树脂:含有极性最强的基团,吡啶基,氨基等
2.3、光敏高分子
➢ 在光照条件下，由于分子结构改变而引起物理或 化学变化的高分子
1. 感光树脂 2. 光致变色高分子 3. 光降解高分子 4. 光导高分子
电渗析海水淡化
电渗析原理示意图
电渗析膜
要求：具有高电导和高离子渗透性的离子交换膜
聚苯乙烯阴、阳离子交换膜
燃料电池
2.1.4 新发展的特殊功能的离子交换树脂
1.螯合树脂
2.氧化还原树脂
3.吸附树脂
• 多孔性
➢ 分类
• 非极性吸附树脂:电荷分布均匀在分子水平上不存在正负 电荷相对集中的极性基团树脂,DVB素质
✓ 一般采用高分子官能团反应进行
苯乙烯型阳离子交换树脂的合成 苯乙烯型阴离子离子交换树脂的合成
纤维素：
CelO l H 2NaO CHlC 2CHOOH CelO l C2CHOO H N 2OaNaCl
2.1.3 离子交换树脂应用 ➢ 具有分离、净化、浓缩、吸附的作用，应用广泛
• 水处理 • 食品加工 • 铀的提取、分离 • 药物的提取 • 作为催化剂及药物载体
致变色纤维等
3. 光降解高分子
用途：解决高分子废弃物难降解的问题
4. 光导高分子
✓ 在光的激发下，有些高分子传递电子数比起热平 衡时要大得多，因而呈现导电现象。
聚N－乙烯基咔唑
用途：静电复印的感光材料
2.4、导电高分子
1.材料的导电性
电导率
高分子超导体
聚硫化氮（SN ）x
➢美国科学家A．J．Heeger，A．G．Macdiarmid及日本科wk.baidu.com家白川英树 因发现和创立导电高分子学科分享了2000年度诺贝尔化学奖。
✓肽的环化反应，采用高分子环化试剂可避 免肽分子间的反应，提高产品纯度
2.6 医用高分子
• 医用高分子材料 • 高分子药物
1. 医用高分子材料
（1）医用修复材料
➢ 医用胶粘剂：α－氰基丙烯酸酯，龋齿密封材料 ➢ 外科缝合线：聚乳酸和聚羟基乳酸 ➢ 高分子绷托：聚酯＋尼龙或玻璃纤维 ➢ 眼球玻璃体：聚乙烯醇水凝胶 ➢ 隐形眼镜：聚甲基丙烯酸羟乙酯
•人工肺：有机硅中空纤维膜，交换氧气、二 氧化碳
2. 高分子药物
聚乙烯醇－乙烯胺共聚物，接枝上青霉素，大大提高青霉素的药效时间
聚对亚苯乙烯
4.导电高分子材料的应用
✓ 可充电电池（聚乙炔膜作为正极的锂电池） ✓ 二极管和三极管 ✓ 传感器和检测器 ✓ 电磁屏蔽材料
2.5 高分子催化剂和高分子试剂
高分子催化剂：把低分子催化剂连接到聚合物载体上，形 成的具有催化活性的高分子。
高分子试剂： 把低分子试剂（氧化剂、还原剂、卤化剂、酰化剂 等）连接到聚合物载体上，形成的具有反应活性的 高分子。
功能高分子材料分类
1. 离子交换树脂 2.光敏高分子 3.导电高分子 4. 高分子催化剂和高分子试剂 5.医用高分子 6.高分子分离膜
2.1 离子交换树脂
• 含有能与溶液中正、负离子进行交换的功能高分子材料
苯乙烯型阳离子交换树脂
2.1.1 离子交换树脂分类
2.1.2 离子交换树脂合成方法
（2）人工脏器
• 人工心脏瓣膜
• 人工心脏
• 人工肾
患者的血液在中空纤维中向一侧流动，一种称为透析液的水溶液在中空纤 维外向相反方向流动。血液中的小分子废物通过血液透析膜(中空纤维壁) 进入到透析液中。为了防止某些盐类等有用的物质随着废物离开血液，透 析液中的酸碱度和渗透压应与血液中的基本相同。
3. 导电高分子材料的合成方法
（1）加成聚合
催化剂：Ti(OBu)4/AlEt3
（5）电化学聚合
• 反应机理属于氧化缩聚，单体将电子转给电极，自身 氧化偶联成聚合物。
• 聚合反应池与一般电解池结构结构相似，由工作电极、 对电极和参比电极构成。
• 电解液由单体、支持电解质和溶剂组成
（6）高分子官能团反应
1. 高分子催化剂
• 金属配位高分子
加氢催化剂 二茂钛
• 二茂钛容易自聚形成二聚体而降低活性，制成高 分子催化剂可克服该缺点
• 电解质高分子
聚乙烯基吡啶
硝基苯酯类化合物水解反应催化剂
• 固定化生物催化剂
➢固定化生物催化剂可 提高生物催化剂的稳定 性、寿命和比活性
2. 高分子试剂
聚－3－硝基－4羟基苯乙烯
导电高分子是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又 具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具有金属和塑 料所欠缺的化学和电化学性能，在国防工业上主要用作 隐身材料，民用上主要用作金属和海洋防腐蚀材料、抗 静电材料、电子化学产品。
2. 典型的导电高分子材料
共轭高分子有较小的体积电阻率, 具有导电性。
原因： 沿共轭双键 主链电子能由一端 通到另一端，其禁带较窄。
1. 感光树脂
负型树脂：曝光部分发生光交联而固化，显影后呈现图像的树脂。 正型树脂：受光照射后发生光降解，显影后未曝光部分呈现图像的树脂
• 负型感光树脂
聚乙烯醇肉桂酸酯
• 正型感光树脂
重氮树脂
用途：
• 照相 • 印刷制版 • 印刷电路 • 集成电路
2. 光致变色树脂
螺吡喃类树脂
用途：信息记录材料、窗户涂料、护目镜涂层、光
•中极性吸附树脂:存在酯基一类的极性基团 •极性吸附树脂:具有酰胺,亚砜,腈基一类的基团 •强极性吸附树脂:含有极性最强的基团,吡啶基,氨基等
2.3、光敏高分子
➢ 在光照条件下，由于分子结构改变而引起物理或 化学变化的高分子
1. 感光树脂 2. 光致变色高分子 3. 光降解高分子 4. 光导高分子
电渗析海水淡化
电渗析原理示意图
电渗析膜
要求：具有高电导和高离子渗透性的离子交换膜
聚苯乙烯阴、阳离子交换膜
燃料电池
2.1.4 新发展的特殊功能的离子交换树脂
1.螯合树脂
2.氧化还原树脂
3.吸附树脂
• 多孔性
➢ 分类
• 非极性吸附树脂:电荷分布均匀在分子水平上不存在正负 电荷相对集中的极性基团树脂,DVB素质
✓ 一般采用高分子官能团反应进行
苯乙烯型阳离子交换树脂的合成 苯乙烯型阴离子离子交换树脂的合成
纤维素：
CelO l H 2NaO CHlC 2CHOOH CelO l C2CHOO H N 2OaNaCl
2.1.3 离子交换树脂应用 ➢ 具有分离、净化、浓缩、吸附的作用，应用广泛
• 水处理 • 食品加工 • 铀的提取、分离 • 药物的提取 • 作为催化剂及药物载体
致变色纤维等
3. 光降解高分子
用途：解决高分子废弃物难降解的问题
4. 光导高分子
✓ 在光的激发下，有些高分子传递电子数比起热平 衡时要大得多，因而呈现导电现象。
聚N－乙烯基咔唑
用途：静电复印的感光材料
2.4、导电高分子
1.材料的导电性
电导率
高分子超导体
聚硫化氮（SN ）x
➢美国科学家A．J．Heeger，A．G．Macdiarmid及日本科wk.baidu.com家白川英树 因发现和创立导电高分子学科分享了2000年度诺贝尔化学奖。
✓肽的环化反应，采用高分子环化试剂可避 免肽分子间的反应，提高产品纯度
2.6 医用高分子
• 医用高分子材料 • 高分子药物
1. 医用高分子材料
（1）医用修复材料
➢ 医用胶粘剂：α－氰基丙烯酸酯，龋齿密封材料 ➢ 外科缝合线：聚乳酸和聚羟基乳酸 ➢ 高分子绷托：聚酯＋尼龙或玻璃纤维 ➢ 眼球玻璃体：聚乙烯醇水凝胶 ➢ 隐形眼镜：聚甲基丙烯酸羟乙酯
•人工肺：有机硅中空纤维膜，交换氧气、二 氧化碳
2. 高分子药物
聚乙烯醇－乙烯胺共聚物，接枝上青霉素，大大提高青霉素的药效时间
聚对亚苯乙烯
4.导电高分子材料的应用
✓ 可充电电池（聚乙炔膜作为正极的锂电池） ✓ 二极管和三极管 ✓ 传感器和检测器 ✓ 电磁屏蔽材料
2.5 高分子催化剂和高分子试剂
高分子催化剂：把低分子催化剂连接到聚合物载体上，形 成的具有催化活性的高分子。
高分子试剂： 把低分子试剂（氧化剂、还原剂、卤化剂、酰化剂 等）连接到聚合物载体上，形成的具有反应活性的 高分子。