功能高分子材料复习提要
（答案仅供参考）
一．名词解释：
1．功能高分子材料：指与常规聚合物相比，除了具有一定的力学性能之外，还具有特定功能(如导电性、光敏性、催化性、化学活性和生物活性等)的高分子材料。
2．功能高分子材料化学：以功能高分子材料为研究对象，研究它们的结构和组成、物理化学性质、制备方法及其应用的科学，就称为功能高分子材料化学。
3．结构型功能高分子材料：是指在大分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由于高分子本身的结构因素决定的。
4．复合型功能高分子材料：是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能(如导电、导磁等)的其它材料进行复合而制得的功能材料。
5．渗透系数：是指在单位时间、单位膜面积通过的被测物与单位膜厚度所施加的驱动力的比值。
6．高分子骨架的邻位效应：在功能高分子材料中，高分子骨架上邻近功能基团的一些结构和基团对功能基的性能具有明显的影响力，这种作用称为高分子的邻位效应。
7．高分子骨架的模板效应：模板效应是指利用高分子骨架的空间结构，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于工业上浇铸过程中使用的模板的作用。
8．聚合物的半透性：指聚合物对某些气体或液体有一定透过性，而对另外一些物质没有透过性，或者透过性很小。
9．一次功能：指向材料输入的能量和从材料输出的能量同种形式时，即材料仅起能量传送作用时的这种功能称为一次功能。
10．二次功能：指向材料输入的能量和输出的能量不同形式时，即材料起能量转换作用时的这种功能称为二次功能。
11．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结合，形成的新的功能材料具有任何单一功能高分子均不具备的性能，这一结合过程被称为功能高分子材料的多功能复合过程。
12．阳离子交换树脂：带有酸性基团(即可解离的反离子是H+或金属阳离子)，能与阳离子进行交换反应的称作阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂：带有碱性基团(即可解离的反离子是OH-或其它酸根离子)，能与阴离子进行交换反应的称作阴离子交换树脂。
13．交换容量：交换容量也叫交换量，是指一定数量的离子交换树脂所带的可交换离子的数量。通常把交换容量分为总交换容量、工作交换容量和再生交换容量。总交换容量表示单位重量(或体积)树脂中所具有的可交换离子的总数，它反映了离子交换树脂的化学结构特点。工作交换容量是指离子交换树脂在一定工作条件下表现出的交换量，它是离子交换树脂实际交换能力的量度。再生交换容量是离子交换树脂在指定再生剂用量条件下的交换容量。
14．高吸水性树脂：是指含有强亲水性基团并具有一定交联度，能吸收数百倍至数千倍于自身重量水的功能性高分子材料。
15．絮凝作用：凡具有吸附架桥或表面吸附而导致分散相成絮团沉降的过沉叫做絮凝作用。起絮凝作用的药剂即絮凝剂。
16．高分子化学试剂：小分子试剂经过高分子化，或者将某些聚合物功能化，使聚合物骨架与具有反应活性的官能团相连接，得到的具有化学反应功能的高分子化合物称为高分子化学试剂。
17．均相化学反应：在化学反应中如果原料、试剂、催化剂相互间互溶，在反应体系中处在同一相态中(相互混溶或溶解)，称此反应为均相化学反应。
18．多相化学反应：在化学反应中，如果原料、试剂和催化剂中至少有一种在反应体系中不溶解或不混溶，因而反应体系不能处在同一相态中，这种类型的反应称为多相化学反应。
19．液晶就是液态晶体,指既具有像晶体一样的各向异性,又具有液体流动性的物质。液晶态:某些物质的晶体在熔融或溶解时，可形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态。
20．热致液晶：某些物质熔融后在一定温度范围内形成的液晶。
溶致液晶：某些化合物溶解于适当的溶剂中而产生的液晶，就是溶致液晶，也叫溶液液晶。
21．液晶基元：由中心桥键和苯环或其它环状基团结合的有一定刚性的中心骨架称为液晶基元。
22．生物体相容性：是指医用材料与生物体组织接触时，对生物体不产生副作用，以及与医用材料接触的生物体环境，对材料也不产生副作用。
23.长效制剂: 指通过适宜的方法延缓药物在体内的吸收、分布、代谢和排除等过程，从而达到延长药物作用时间的目的的制剂称为长效制剂。
24．纳米复合材料：是指无机填充物以纳米尺寸的粒子分散在有机聚合物基体中形成的有机／无机纳米复合材料。
25．高分子分离膜：是指对某些物质有一定的选择透过性，可从混合物中有选择地透过或输送特定物质的高分子膜。
26．高聚物膜的渗透性：是指小分子气体或液体透过高聚物薄膜的扩散现象。
27．膜的选择渗透度：当混合组分渗透过聚合物薄膜时，其中某一组分的分子与另一组分的分子相比，要优先渗透过高聚物薄膜。这种现象称为膜的选择渗透性。选择渗透度指扩散分子离开膜时的浓度比与扩散开始前的浓度比之间的比值。
28．渗透和渗析：如果用膜把一容器隔成两部分，膜的一侧是溶液，另一侧是溶剂，或者膜的两侧是浓度不同的溶液，则将溶剂从稀溶液一侧透过膜迁移到浓溶液一侧的过程称作渗透。而溶质分子从高浓度一侧迁移到低浓度一侧的过程称作渗折。
29．渗透压：在渗透过程中，溶剂优先通过膜，如果不转移走渗透过来的溶剂，那么最终就会呈现一流体静压差，在此净压差下物质净传递量为零。这种状态被称为渗透平衡,相应的压差称为渗透压。
30．导电聚合物：它是指由许多小的、重复出现的结构单元组成的聚合物，如果在其两端加上一定的电压，在材料中就有电流流过。象这种具有导电性质的聚合物我们称为导电高分子或导电聚合物。
31．结构型导电高分子：是指那些分子结构本身能提供载流子从而显示导电性的高分子材料。复合型导电高分子:是指以绝缘聚合物作基体与导电性颗粒或细丝(如银、铜、石墨等)通过共混、层压等复合手段而制得的材料。
32．受阻共轭：是指共轭链的分子轨道上存在“缺陷”，这种缺陷使整个共轭链的π电子离域受到阻碍(或称中断)。π电子离域受阻碍的程度越大，分子链内电子导电性就越低。
无阻共轭：是指共轭链的分子轨道上不存在“缺陷”，整个共轭链的π电子离域不受限制(即不中断)，π电子完全可以离域。
二．填空题：
1．功能高分子材料按组成和结构可分为结构型和复合型两大类。
2．根据聚合物的化学形态，可将聚合物骨架分成两类：一类是线性聚合物，另一类是交联聚合物。
3．目前常用的交联聚合物主要有微孔型或溶胶型树脂、大孔和大网络树脂、米花状聚合物、大网状聚合物几类。
4．高分子骨架的物理效应指高分子骨架使功能材料的挥发性、溶解性和结晶度均大大下降，特别是引入交联型聚合物，使其在溶剂中只能溶胀，而不能溶解。
5．通过高分子材料的功能化制备功能高分子材料，包括化学改性和物理共混两种方法。
6．聚合物的分子量测定，一般多采用端基分析法、渗透压法、粘度法和凝胶渗透色谱法测定。
7．功能高分子晶相分析的主要方法包括X射线衍射法、小角度X光散射法、电子显微镜法等，其中X射线法是通过衍射图形分析测定晶体结构参数最有力的工具。
8．功能高分子材料的聚集态结构包括聚合物的结晶态、取向态结构、液晶态结构和共混体系的织态结构。聚集态结构分析最常用的工具是电子显微镜和扫描电镜。
9．带有酸性基团(即可解离的反离子是H+或金属阳离子)，能与阳离子进行交换反应的称作阳离子交换树脂。带有碱性基团(即可解离的反离子是OH-或其它酸根离子)，能与阴离子进行交换反应的称作阴离子交换树脂。
10．离子交换树脂的功能有离子交换功能、催化功能、吸附功能、脱水功能、脱色功能等。
11．按原料组成分类，高吸水性树脂主要有淀粉类、纤维素类及合成树脂类。
12．高分子絮凝剂的分子量一般在107以下。在实际使用时，高分子絮凝剂的溶液浓度一般配制在0.05%～0.2%之间，否则粘度太大也会影响其絮凝效果。
13．高分子化学试剂主要包括高分子氧化还原试剂、高分子卤代试剂、烷基化试剂、酰基化试剂及亲核试剂等，还包括固化酶试剂，以及固相肽合成试剂等。
14．氧化还原型高分子试剂可分成含醌式结构的、含硫醇结构的、含吡啶结构的、含二茂铁结构的和含杂原子的多环芳烃结构的5种类型。
15．目前常见的高分子卤代试剂主要有二卤化磷型、N－卤代酰亚胺型、三价碘型反应试剂三种类型。
16．高分子烷基化试剂的种类主要包括高分子金属有机试剂、高分子金属络合物和有叠氮结构的高分子烷基化试剂。
17．按照液晶形成的条件的不同，可将其分为热致液晶和溶致液晶两大类。按照液晶基元在大分子链中的位置不同，高分子液晶又可分为主链型高分子液晶和侧链型高分子液晶。
18．大多数液晶分子中都含有苯环或其它环状结构。从几何形状看，其分子长度与宽度之比较大，即分子是长形的，通常呈刚性棒状。
19. 液晶相的产生不仅与分子形状有关，而且也和分子内极性基团的强度、位置及总极化度有密切关系。
20．侧链液晶大分子一般由柔性主链、刚性侧链和间隔基团等三部分组成。主链多为碳链，也有杂链(如Si－O链)，它们本质上是柔性链，侧链则是由刚性液晶基元构成的。
21.高分子药物与低分子药物相比具有高效、低毒、靶向、长效、缓释等特点。
22．纳米粒子的基本特性有体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应和介电限域效应，并由此派生出传统固体不具有的许多特殊性质。
23．纳米材料制备的物理方法可分为蒸发冷凝法、物理粉碎法、溶液蒸发法和机械合金法等。
24.膜分离作用主要依靠过筛作用和溶解扩散作用两种。
25．按电导率的大小，可将材料划分为导体(电导率>105s／m)、半导体(电导率=10－7～105s／m)、绝缘体(导电率<10－7s／m)。
26．复合型导电高分子材料是在聚合物基料中混入碳黑、石墨、金属粉末、导电纤维等导电填料而制得的。
27．赋予导电性的碳黑必须具有结构发达、粒度小、表面积大、捕捉π电子的杂质少及可进一步石墨化等5个基本特性。
28．石墨是典型的无阻共轭体系，它是稠合苯环组成的平面网。苯环中碳与碳之间的π电子离域很强烈，而且在平面网内有非常多的π电子。因此，石墨在平面网上的电导率可达106～107s/m。
三．简答题：
1．功能高分子材料按性质和用途可分为哪几类？
答：可分为反应型和吸附型高分子材料、光敏型高分子材料、电磁活性高分子材料、膜型高分子材料、生物医用高分子材料、其他功能高分子材料。
2．功能高分子材料的性质主要与其结构中哪两方面的性质有关？
答：一是对功能高分子材料表现出的特殊性质起关键作用的官能团的性质，如高分子化学反应试剂中的反应活性点的反应性质。二是连接并承载这些官能团的聚合物骨架的性质，如溶胀性或润湿性等。
3．什么是聚合物骨架的高分子效应?有哪些表现？
答：由于引入高分子骨架后产生的带有同样功能基团的高分子化合物的物理化学性质不同于其小分子类似物的这种效应被称为高分子效应。在功能高分子材料中表现较为突出的几种高分子效应有高分子骨架的物理效应、机械支撑作用、邻位效应、模板效应、半透性和包络作用等。
4．功能高分子材料的制备方法归纳起来主要有哪几种？
答：有通过功能型小分子材料的高分子化制备；通过已有高分子材料的功能化和多功能材料的复合制备；通过已有功能高分子材料的功能扩展来制备三种，或者可将几种方法相结合来制备。
5．在聚合法制备功能高分子材料时需要注意哪几个问题？
答：①要充分考虑单体中功能基的保护问题；
②在研究聚合条件时应考虑到功能基对聚合反应的影响；
③应当注意避免在聚合过程中引入的引发剂、溶剂、分散剂残留对生成聚合物功能的影响；
④要考虑形成的聚合物的交联度、空隙率、孔径等对功能材料使用的影响；
⑤要考虑生成的聚合物的机械和化学稳定性对实际应用的影响。
6．聚合法制备功能高分子材料的主要优缺点有哪些？
答：优点在于可以使生成的功能高分子功能基分布均匀，生成的聚合物结构可以通过小分子分析和聚合机理加以测定，产物的稳定性较好。
缺点是在功能型小分子中需要引入可聚合单体，而这种引入常常需要复杂的合成反
应；要求在反应中不破坏原有结构和功能；当需要引入的功能基稳定性不好时需要加以保护；引入功能基后对单体的聚合活性也有影响。
7．根据离子交换树脂交换基团的性质可将其分为哪几类？在结构上各有什么特点？
答：有：①强酸性阳离子交换树脂：这类树脂的大分子骨架上带有磺酸基(R—SO3H)，其酸性与硫酸、盐酸相近，它在碱性、中性甚至酸性溶液中都能解离。
②弱酸性阳离子交换树脂：这类树脂的大分子骨架上带有羧酸基(-COOH)、磷酸基(-PO3H2)、酚基(-C6H4OH)，这些功能基酸性弱，因而只能在中性或碱性溶液中才能解离而显示离子交换功能。
③强碱性阴离子交换树脂：指交换基团为季胺基(-NR3OH)的离子交换树脂，这类树脂碱性较强，能在酸性、中性甚至碱性溶液中进行离子交换反应。
④弱碱性阴离子交换树脂：这类树脂的交换基团是伯胺(-NH2)、仲胺(-NHR’)或叔胺(-NR′2)。它们在水中解离程度较小，只能在中性及酸性溶液中进行离子交换反应。
⑤两性树脂：将阳离子交换基团和阴离子交换基团连接在同一高分子骨架上就构成两性树脂。
⑥热再生树脂：这类树脂是具有特殊结构的弱酸性和弱碱性离子交换树脂的复合物。它在室温下能交换、吸附NaCl盐类，交换后用热水而勿需用酸、碱即可使其再生。
8．离子交换树脂的合成方法主要有哪两种？举例说明。
答：一种是将带有功能基的单体进行聚合，另一种是先制备交联高聚物，然后在大分子骨架中引入不同性质的离子交换基团。(例子见教材P258下及256中) 9．提高离子交换树脂的交联度对其性能有何影响？
10．高吸水性树脂从结构上来说主要有哪些特点？
答：(1)分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基等，聚合物分子能够与水分子形成氢键或其他化学键，因此对水等强极性物质有一定表面吸附能力；(2)聚合物为交联型高分子，在溶剂中一般不溶，吸水后能够迅速溶胀，体积增大许多倍，由于水被包裹在呈凝胶状的分子网络内部，不易流失与挥发；(3)高吸水性树脂一般具有特殊的立体结构，有利于吸水后保持一定机械强度，保持水分；(4)聚合物应该具有较高的分子量，分子量增加，溶解度下降，吸水后的机械强度也增加，同时吸水能力也可以提高。
11．聚丙烯酸类高吸水性树脂有哪些特点？
答：它有三大特点，一是在高吸水状态下仍具有很高的强度；二是对光和热有较好的稳定性；三是具有优良的保水性。
12．试分析影响高吸水性树脂吸水能力的因素。
提示：从Flory的吸水倍率公式来讨论。
式中Q吸水倍率(吸水后的重量／吸水前的重量)；i／Vμ在网络中固定的电荷浓度；S溶液中电解质的离子浓度；(1/2一x1)／V1聚合物的亲水性；Ve／V0交联度。
13．高分子絮凝剂的絮凝机理是什么？
一般认为高分子絮凝剂的絮凝作用机理是在稳定的胶体分散体系中，一个长链大分子可同时吸附两个或几个胶粒，或是一个胶粒可同时吸附两个高分子链，因而形成“架桥”的形式把胶粒裹集起来而聚沉；也可能是大分子链中的极性基团在胶粒表面上进行无规则吸附而使胶粒聚沉；此外，有的絮凝剂也有中和悬浮物质的电荷的作用。
14．高分子絮凝剂有何特点？
高分子絮凝剂是水溶性线性大分子化合物，分子量很高，长链分子中含有很多极性基团。柔性分子链的长径比高达103以上。因此，就电荷中和或表面吸附等捕集胶体粒子的能力，一个大分子相当于几十、几百个低分子电解质混凝剂分子的作用，而且可以同时吸附几个、几十个胶体微粒以形成架桥的形态，所以更促进了胶粒的絮集和沉降。与无机混凝剂相比，高分子絮凝剂的主要特点是用量少、效果好、适用范围宽、所形成的絮体大、沉降快、污泥量少且易于脱水处理。
15．高分子化学试剂有何特点？
16．高分子氧化还原试剂的制备方法有哪两种？
一是从合成单体出发，首先制备含有氧化还原反应活性中心结构的，同时具有可聚合基团的活性单体，再利用聚合反应将单体聚合制备成高分子反应试剂；第二种方法是以某种商品聚合物为载体，利用特定化学反应，将具有氧化还原反应活性中心结构的小分子试剂接枝到聚合物骨架上，制备具有氧化还原反应活性的高分子反应试剂。
17．高分子氧化试剂和低分子氧化试剂比较，有哪些优点？
18．与同类型的小分子催化剂相比，高分子催化剂具有哪些优点？
①降低催化剂使用成本：由于高分子骨架的引入，使得反应中催化剂的损失降到最低；
②选择性增强：高分子骨架改变反应点的立体环境，使高分子催化剂的立体选择性发生变化；③增加催化性能：在同一个聚合物骨架上有可能同时连接两种不同功能的催化剂，使得多步摧化反应有可能在同一个催化剂上完成。
19．液晶按物理形态可分为哪几类？各有哪些结构特点？
①近晶型液晶：
近晶型液晶分子排列成层，层内分子长轴互相平行，但分子重心在层内无序，分子长轴与层面垂直或倾斜排列，分子可在层内前后左右滑动，但不能在上、下层之间移动。
②向列型液晶：
此类液晶结构中分子相互间沿长轴方向保持平行，但其重心位置是无序的，不能构成片层。分子呈一维有序排列，因而具有更大的流动性，分子能上下、左右、前后滑动。
③胆甾型液晶
胆甾型液晶是向列型液晶的一种特殊形式，其分子本身平行排列，但它们的长轴是在平行面上，在每一个平面层内分子长轴平行排列，层与层之间分子长轴逐渐偏转，形成螺旋状结构。胆甾型液晶通常由手性分子所组成，其最大的特征是具有极高的旋光性，且其螺旋平面对光有选择性反射，能将白光色散成为灿烂的颜色。
20．高分子液晶有哪些结构特征？
21. 氢键在液晶分子中起什么作用？
氢键在液晶形成中起着两种相反的作用。在羧酸中，通过氢键的二聚作用使分子单元变长，它的作用可以诱发液晶行为。另一方面，氢键可导致非线性分子的缔合，破坏分子间的平行性。例如，酚类化合物就不是液晶。
22．高分子液晶有哪些应用？
23．对医用高分子材料性能的要求有哪些？
①化学性能稳定。血液、体液等体内组织液不能因材料的影响而发生变化；②组织相容性好。材料对周围组织不致引起炎症或异物反应等机体反应；③无致癌性，不发生变态
反应；④耐生物老化；⑤不因高压煮沸、干燥灭菌、药液等的消毒而发生变质；⑥材料来源广，易于成型加工；⑦除了上述要求外，根据用途和植入部位不同还有特殊要求。如与血液接触要求不产生凝血，用作人工心脏和指(趾)关节，要求能耐数亿次的曲挠等等；⑧作为体外使用的材料，要求对皮肤无毒害，不使皮肤过敏，耐唾液及汗水的浸蚀，耐日光的照射，也同样要能承受各种消毒而不变质。
24．如何提高材质的抗血栓性能？
材质的抗血栓性可以通过多种途径来改进。人工脏器或血管的表面光滑可以减缓血小板、细胞成分在膜面上粘着和凝集，而阻滞血栓形成；使膜的表面带有负电荷的基团，则带有负电荷的血小板难于在膜面上凝集；调节膜面分子结构的亲水性与疏水性的比例以提高抗血栓能力；存在于动物体内的肝素具有优良的抗凝血性，在合成材料中连接有足量的肝素，并使其缓慢地释放出肝素可以提高抗凝血性。近年来发现微相分离的聚合物也有优良的血液相容性。
25．作为药物使用的高分子骨架应满足哪些要求？
①高分子骨架应具有可代谢性和代谢产物的无毒性；②药物活性基团与聚合物骨架连接键应能在体内条件下分解；③聚合物骨架具有一定的亲水性和很好的生物相容性；④具有定向给药功能。
26．纳米材料具有哪些结构特点？
纳米材料具有三个共同的结构特点：①纳米尺度的结构单元或特征维度尺寸在纳米数量级(1～100nm)；②存在大量的界面或自由表面；③各纳米单元之间存在着或强或弱的相互作用。
27．纳米材料的表面改性方法有哪些？
一般来说，纳米材料的表面改性可大致分为以下几点：①表面覆盖改性：利用表面活性剂覆盖于纳米粒子表面，赋予粒子表面新的性质。②机械化学改性：运用粉碎、摩擦等方法，利用机械应力作用对纳米粒子表面进行激活，以改变表面晶体结构和物理化学结构。
③外膜层改性：在纳米粒子表面均匀地包覆一层其它物质的膜，使粒子表面性质发生变化；
④局部活性改性：利用化学反应在纳米粒子表面接枝带有不同功能基团的聚合物，使之具有新的功能；⑤高能量表面改性：利用高能电晕放电、紫外线、等离子射线等对纳米粒子表面改性；⑥利用沉淀反应进行表面改性：利用有机物或无机物在纳米粒子表面沉淀一层包覆物以改变其表面性质。
28．根据高分子功能膜材料的结构可将其分成哪几个层次？
第一个结构层次对应于组成膜材料的元素和化学基团，它们是组成物质的基础，决定了物质的基本性质。第二个结构层次对应于构成膜材料的聚合物的单体和链段结构类型，对聚合物的结晶性和溶解、溶胀等性质起主要作用。第三个结构层次对应于聚合物的微观构象，如分子呈棒状、球状、片状、还是呈螺旋形状，或者为无定型形状等。第四个结构层次指聚合物的聚集态结构和超分子结构，包括分子的排列方式和结晶度，以及晶胞的尺寸大小、膜的孔径和分布等。膜材料的第五个结构层次是指其宏观外型结构，主要有管状膜、中空纤维和平面型分离膜等几种类型。
29．膜分离技术的优点有哪些？
①膜分离技术与传统的分离技术(如过滤、萃取、蒸馏、重结晶等)有显著的区别。传统的分离技术都伴随有相变，需要较大的热量，因此能量消耗很大。在膜分离技术中，没有相的变化，能源消耗少，一般只需少量的电力费及膜件的更换费。②由于浓缩分离不需加热，不存在热敏物质的改性问题。因此，可用于类似蛋白质等对热不稳定的物质的处理。
③膜分离可在低温下进行，可抑制被处理液中细菌的繁殖。④采用超细过滤法可将溶解的无机物或有机物选择性地分离，即可通过膜分离将中、低分子量的物质分离出去，同时将高分子物质浓缩。
30．如何区分离子电导与电子电导？
用电导率σ的压力系数(?σ／?p)来区分比较简单可靠。离子传导时，分子聚集愈密则载流子的转移通道愈窄，故压力系数是负值。而在电子传导时，分子聚集愈密，电子轨道的重叠愈大，电导率增加，故压力系数是正值。
31．具有导电性的高聚物必须具备哪两个条件？有哪几类高聚物？
A.大分子的分子轨道能强烈地“离域”;
B.大分子的分子轨道间能相互重叠。满足这两个条件的高聚物有: ①共轭链高聚物: 其分子链上整个共轭键的π电子完全可以离域，从而产生载流子(电子或空穴)和输送载流子; ②非共轭高聚物中的分子间π电子轨道互
相重叠者; ③具有电子给予体－接受体的体系。
32．结构型导电高分子主要有哪几类？
主要有3大类:一是共轭高聚物; 二是高分子电荷转移络合物;三是金属有机聚合物。
33、简述甲壳素及壳聚糖在医药中的应用？
四．论述题：
1．高吸水性树脂为什么能大量吸水并保水。
提示：用离子网络理论来解释
2．试述影响絮凝效果的因素。
高分子絮凝剂的分子量、分子量分布、它的组成结构及带电荷量与絮凝性能有密切关系。絮凝剂的分子量愈大，其分子链愈长，架桥作用愈强，絮凝效果较好。但分子量过大，不仅溶解困难，大分子运动缓慢，而且吸附的固体粒子空间距离太远，不易聚集，絮凝效果变差。所以高分子絮凝剂的分子量一般在107以下。此外，在实际使用时，高分子絮凝剂的溶液浓度一般配制在0.05%～0.2%之间。否则粘度太大也会影响其絮凝效果。大分子化合物作絮凝剂使用时，分子链的卷曲会使絮凝效果变差。如非离子型聚丙烯酰胺分子一般呈无规线团，其絮凝效果较水解聚丙烯酰胺差。但并非水解度越大越好，对不同体系，要求的水解度不一样。大分子的几何形状也影响絮凝效果，同分子量的直链型聚合物比支链型聚合物絮凝效果好。
3．试述影响高分子液晶形态与性能的因素。
4．试述长效高分子制剂的研制方法。
①从减小药物有效成分的溶出速度入手：其方法有以下三种，A.将药物制成溶解度小的盐或者酯类，如青霉素G和普鲁卡因等成盐后，作用时间延长。B.与高分子化合物生成难溶性复合物，如治疗糖尿病的胰岛素在体内的吸收速度快，每天需要注射2～3次，当与鱼精蛋白大分子结合后，药效可以维持18～20h。C.将药物包藏在高分子胶体中，以减小药物的溶出速度。比如将硫酸奎尼丁与羟丙基甲基纤维素制成片剂，体内药效可以持续7h以上。②从减小药物的释放速度入手：使用半透性或难溶性高分子材料将小分子药物包裹起来，或者制成胶囊和微胶囊，由半透性膜或难溶膜控制释放速度，或将药物与可溶胀聚合物混合，制成所谓的高分子骨架片剂，其释放速度受到骨架片中微型孔道构型的控制。如在胃酸中包衣可以保持6.5h不溶，而当包衣片到达十二指肠时只需12min即可溶解，即所谓肠溶片，可以实现定位给药。③小分子药物的高分子化：用化学方法直接将小分子药物通过高分子化过程制成高分子药物是延长药物作用时间和减小毒副作用的有效方法之一。由于大分子很难透过生物膜，因此高分子化药物的吸收和排出都比较慢，其药
物作用时间受聚合物降解速度的控制。利用高分子化药物不易透过组织膜的性质，可以实现局部、定向给药，而且利用其吸收和排泄较慢的特点可以延长药物作用时间。比如，通过高分子化将青霉素键合到乙烯醇和乙烯胺共聚物骨架上，得到的高分子抗菌素的药效保持时间比同类小分子青霉素延长30～40倍。小分子药物经过高分子化后，有时药效也会发生变化，甚至可以大大提高药物活性。比如磺胺药经过与二经甲基脲反应高分子化后，与其小分子同类药物相比，药效大大提高。
5．简述膜分离原理和分离过程。
6、谈谈你对功能高分子材料某一领域研究现状和发展趋势的认识。
第一章 绪论 单体：能通过聚合反应形成高分子化合物的低分子化合物，即合成聚合物的原料。 高分子：一个大分子由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成，并具有一定机械性能。 结构单元：在大分子链中出现的以单体结构基础的原子团称为结构单元。 重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复的最小单元，可能与结构单元相同，也可能由2个或多个结构单元组成。 单体单元：与单体中原子种类及个数相同的结构单元，仅电子结构有所变化。 重复单元或结构单元类似大分子链中的一个环节，故俗称链节 由一种单体聚合而成的高分子称为均聚物; 由两种或两种以上的单体聚合而成的高分子则称为共聚物. 结构单元＝单体单元＝重复单元＝链节 聚合度：聚合度是衡量高分子大小的一个指标。 合成尼龙-66具有另一特征： H 2N(CH 2)6NH 2 + HOOC(CH 2)4COOH H--NH(CH 2)6NH--CO(CH 2)4CO--OH n (2n-1) H 2O + 结构单元 结构单元 重复结构单元 有两种表示法：[1]以大分子链中的结构单元数目表示，记作: [2]:以大分子链中的重复单元数目表示，记作: 单元的分子量 结构单元＝重复单元＝链节1 单体单元 单体在形成高分子的过程中要失掉一些原子 结构单元 1 重复单元 1 单体单元 重复单元＝链节 三大合成材料:橡胶，塑料，纤维 玻璃化温度：聚合物从玻璃态到高弹态的热转变温度。 分子量及其分布 数均分子量：按聚合物中含有的分子数目统计平均的分子量高分子样品中所有分子的总重量除以其分子(摩尔)总数 ∑∑∑∑∑∑= = = =i i i i i i i i i n M x M W W N M N N W M ) ( n x DP n DP x n ==
第一章水溶性高分子 水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年Donlar公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（-SO3H）；阴离子交换树脂（-N+R3Cl-）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10%NaCl溶液再生；b. OH型强碱型阴离子交换树脂则用4%NaOH溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格）
第三章功能高分子材料 3．1 概述 功能高分子是高分子化学的一个重要领域，它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分，这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系，也就是从宏观乃至深入到微观，以及从半定量深入到定量，从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性，从而探索和合成出新的功能性材料。 3．1．1 功能高分子材料的概念和分类 高分子材料按其使用性能可以分为结构高分子材料和功能高分子材料，结构高分子材料具有较高的比刚度和比强度，可以代替金属作为结构材料，如我们熟知的工程塑料和聚合物基复合材料。 对功能高分子材料，目前尚未有明确的定义，一般认为是指
除了具有一定的力学功能之外还具有特定功能（如导电性、光敏性、化学性和生物活性等）的高分子材料，所谓材料的功能，从根本上说，是指向材料输入某种能量，经过材料的传输转换等过程，再向外界输出的一种作用。材料的这种作用与材料分子中具有的特殊功能的基团和分子结构分不开的。 请注意，不可将功能高分子和功能高分子材料混为一谈，这两者是有明显区别的。功能高分子材料从组成和结构上可以分为结构型和复合型两大类。结构型功能高分子材料是指在高分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由高分子本身的因素决定的。构成结构型功能高分子材料中的高分子叫功能高分子，而复合型功能高分子材料，是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能（如导电、导磁）的其它材料进行复合而制得的功能高分子材料，这种材料的特殊功能不是由高分子本身提供的。 功能高分子材料涉及范围广、品种繁多，还未有统一的分类方法，一般按其使用功能来分类，大致可以分为以下几类：（1）化学功能高分子材料 主要包括离子交换树脂，高分子催化剂、高分子试剂、螯合树脂、高分子絮凝剂和高吸水性树脂等。
水溶性高分子的性能：水溶性；2.增黏性；3.成膜性；4.表面活性剂功能；5.絮凝功能；6.粘接作用。 造纸行业中的水溶性高分子：（1）聚丙烯酰胺：1）分子量小于100万：主要用于纸浆分散剂；2）分子量在100万和500万之间：主要用于纸张增强剂；3）分子量大于500万：造纸废水絮凝剂（超高分子量）；（2）聚氧化乙烯：用作纸浆长纤维分散剂，用作餐巾纸、手帕纸、茶叶袋滤纸，湿强度很高；（3）聚乙烯醇：强粘结力和成膜性；用作涂布纸的颜料粘合剂；纸张施胶剂；纸张再湿性粘合剂。 日用品、化妆品行业中的水溶性高分子：对乳化或悬浮状态的分散体系起稳定作用，另外具有增稠、成膜、粘合、保湿功能等。 壳聚糖：优良的生物相容性和成膜性；显著的美白效果；修饰皮肤及刺激细胞再生的功能水处理行业中的水溶性高分子：（1）聚天冬氨酸（掌握其一）：1）以天冬氨酸为原料：（方程式）；2）以马来酸酐为原料：（方程式）；特点：生物降解性好；可用于高热和高钙水。1996年公司获美国总统绿色化学挑战奖；（2）聚环氧琥珀酸（方程式）特点：无磷、无氮，不会引起水体的富营养化。 第二章、离子交换树脂 离子交换树脂的结构与性能要求：（1）结构要求：1）其骨架或载体是交联聚合物，2）聚合物链上含有可以离子化的功能基。（2）性能要求：a、一定的机械强度；b、高的热稳定性、化学稳定性和渗透稳定性；c、足够的亲水性；d、高的比表面积和交换容量；e、合适的粒径分布。 离子交换树脂的分类：（1）按照树脂的孔结构可以分为凝胶型（不含不参与聚合反应的其它物质，透明）和大孔型（含有不参与聚合反应物质，不透明）。（2）根据所交换离子的类型：阳离子交换树脂（3H）；阴离子交换树脂（3）；两性离子交换树脂 离子交换树脂的制备：（1）聚苯乙烯型：（方程式） 离子交换树脂的选择性：高价离子，大半径离子优先 离子交换树脂的再生：a. 钠型强酸型阳离子交换树脂可用10溶液再生；b. 型强碱型阴离子交换树脂则用4溶液再生。 离子交换树脂在水处理中的用：（1）水的软化；（2）水的脱盐。 第三章、高吸液树脂 淀粉接枝聚丙烯腈（丙烯酸） 改性淀粉类高吸水性树脂特点：优点：1）原料来源丰富，2）产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。缺点：1）吸水后凝胶强度低，2）保水性差，3）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 纤维素类高吸水性树脂的特点：优点：1）原料来源丰富，2）吸水后凝胶强度高。缺点：1）吸水能力比较低，2）易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作用。 壳聚糖类：壳聚糖类高吸水树脂具有好的耐霉变性。 聚丙烯酸型高吸水树脂：（1）丙烯酸直接聚合法：由于强烈的氢键作用，体系粘度大，自动加速效应明显，反应较难控制。（2）聚丙烯腈水解法：可用于废腈纶丝的回收利用，来制备高吸水纤维。（3）聚丙烯酸酯水解法：丙烯酸酯品种多样，反应易控制 聚乙烯醇型高吸水树脂：初期吸水速度较快，耐热性和保水性都较好 高吸水性树脂的吸水机制：亲水作用（亲水性基团）；渗透压作用(可离子化基团）；束缚作用（高分子网格） 高吸油树脂类型及制备方法：（1）聚丙烯酸酯类（2）聚烯烃类树酯（3）丙烯酸酯和烯烃共聚物（4）聚氨酯吸油泡沫
1 解析：真毛皮含有蛋白质，焚烧时有烧焦羽毛的味道，而人造皮毛不含蛋白质，焚烧时 则没有烧焦羽毛的味道，所以 B 选项错误。 答案：B 解析：尿不湿之所以具有强的吸水性，是因为其中添加了高吸水性树脂。 答案：D 4.高吸水性树脂中含有羧基和羟基等基团，这些基团属于 B .强憎水基团 D.不属于任何基团 解析：羧基和羟基等基团属于强亲水基团。 答案：A 5.牛筋底鞋底耐磨性好而且坚固耐用富有弹性。而牛筋底一般用两种材料制成，这两 种材料是（ ） 主题4认识生活中的材料 课题5几种高分子材料的应用 课堂演练当堂达标 1.下列物质不属于高分子化合物的是 （ ） A. G0H22 A .纤维素 B.蛋白质 C.聚乙烯 答案：A 2. 人造毛皮越来越以假乱真，下列关于真假毛皮的说法不正确的是 A. 真毛皮的主要成分是蛋白质 B . 焚烧人造毛皮和真毛皮都有烧焦羽毛的味道 C . 人造毛皮和真毛皮的成分不同 D . 聚氨酯树脂可用于生产人造毛皮 3. 尿不湿之所以具有强的吸水性是因为 （ ） A. 其成分是滤纸 B. 其中有烧碱等易潮解物质 C. 其中有氯化钙等吸水剂 D. 其中添加了高吸水性树脂 A 强亲水基团 C.酸根 A. 聚四氟乙烯和玻璃钢 B. 热塑性丁苯橡胶和聚氨酯塑料 C. 乙丙橡胶和聚四氟乙烯 D. 聚甲基丙烯酸甲酯和顺丁橡胶
2 解析：电脑中的光盘盘片原料采用聚甲基丙烯酸甲酯或透明的聚酯; 高分子材料等制成；尿素不属于高分子材料；橡胶属于高分子材料，故选择 答案：C 3.为配合“限塑令”的有效推行，许多地区采取了免费发放无纺布袋的措施，已知生 产无纺布的主要原料为：聚丙烯、聚酯和粘胶等。下列有关说法不正确的是 解析：生产无纺布的原料中聚丙烯、聚酯属于合成材料。A. 大部分塑料在自然环境中很难降解 B . 使用无纺布袋有利于减少“白色污染” C . 生产无纺布与棉布的原料都是天然纤维 D . 聚丙烯、聚酯都属于合成材料 答案：B 6. 丁苯橡胶是以丁二烯和另一种材料为单体发生聚合反应而制得的, 这种材料是（ ） A.苯乙烯 B .丙烯 C.乙烯 D.甲醛 解析：丁苯橡胶的结构为: —CH>—C H=CH —C H 少一(H —「H i 可知其单体为1, 3 丁二烯CH 2===C — CH===C 和苯乙烯。 答案：A 课后作业知能强化 1.与聚乙烯的制作工艺类似，可以将四氟乙烯进行加聚反应而得到一种特别好的高分 子材料，这种材料的性质特别稳定，所以被称为 （ ） A.国防金属 B .尿不湿 C.橡胶王 D.塑料王 解析：由于聚四氟乙烯具有特殊的化学稳定性， 能够耐强酸、强碱甚至“王水”的腐蚀, 既耐高温又耐低温，绝缘性好而且在水中也不会浸湿或膨胀，所以被称作是塑料王。 答案：D 2. 下列用途中与高分子材料无关的是 （ ） A. 电脑中的光盘 B. 录音机中的磁带 C. 庄稼施加尿素以补充氮肥 D. 氟橡胶制造火箭衬里 录音机中的磁带用 C 项。
1.解释重复单元，结构单元，单体单元，单体含义 单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子化合物 重复单元：重复组成高分子分子结构的最小的结构单元。 结构单元：构成高分子主链结构组成的单个原子或原子团。 单体单元：高分子分子结构中由单个单体分子衍生而来的 最大的结构单元 2 聚合度：单个聚合物分子中所含单体单元的数目。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以D P 表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以X n 表示 3 阻聚常数即阻聚剂的链转移常数，C s =K t r /K p 4.半衰期：指引发剂分解至起始浓度一半所需时间 5.凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度 6.凝胶现象：在交联逐步聚合反应过程中，随着聚合反应的进行，体系粘度突然增大，失去流动性，反应及搅拌所产生的气泡无法从体系中逸出，可看到凝胶或不溶性聚合物明显生成的实验现象 7.自动加速效应竞聚率：随着聚合反应的进行，单体转化率（c %）逐步提高，【I 】【M 】逐渐下降，聚合反应速率R p 理应下降，但在许多聚合体系中，R p 不但不下降，反而显著升高，这种现象是没有任何外界因素影响，在反应过程中自动发生的，因而称为自动加速现象；是指聚合反应中期，反应速率自动增加的现象。 8.竞聚率：同一种自由基均聚和共聚链增长速率常数之比，r 1=k 11/k 12 r 2=k 22/k 21 9.乳液聚合：单体在水中分散成乳液状态的聚合。体系有单体、水、水溶性引发剂、水溶性乳化剂组成。 10.引发剂：通常是一些可在聚合温度下具有适当的分解速率，生成自由基，并能引发单体聚合的化合物。 11.胶束：表面活性剂在溶液中的浓度达到某一临界值，如果浓度继续增加，表面活性剂分子中的长链亲油基团通过分子间吸引力相互缔合，自身相互抱成团，而亲水基团则伸向水中，与水分子结合形成聚集体，即胶束。 12.配位聚合：是指采用金属有机化合物与过渡金属化合物的络合体系作为引发剂的聚合反应。 13.交联：是使线型聚合物转化成为具有三维空间网状结构、不溶不熔的聚合物过程。 14.逐步聚合 ：通常是由单体所带的两种不同的官能团之间发生化学反应而进行的。 15.时温等效原理 16.缩聚反应：带有两个或者两个以上官能团的单体之间连续、重复进行的缩合反应，称为缩合聚合反应，即缩聚反应。 17.数均分子量：聚合物中用不同分子量的分子数目统计的平均分子量。 18诱导期：在聚合反应初期，引发剂分解产生的初级自由基首先被体系中杂质消耗，使聚合反应速率实际为零，故此阶段称为诱导期 19阻聚剂：能与链自由基反应生成非自由基或不能引发单体聚合的低活性自由基而使聚合反应完全停止的化合物。 20 链转移速率常数是链转移速率常数和增长速率常数之比，代表链转移反应与链增长反应的竞争能力。向单体的链转移常数p M tr M k k C , 21 逐步加成聚合反应：形成大分子的方式如同连锁聚合那样是通过单体反复加成而进行的，而动力学过程如同缩聚那样是随着反应时间的延长聚合物的相对分子质量逐步增大。通常没有小分子副产物生成。 22 悬浮聚合：悬浮聚合一般是单体以液滴状悬浮在水中的聚合，体系主要由单体、水、油溶性引发剂、分散剂四部分组成。 简答题 1.逐步聚合的实施方法 有熔融聚合、溶液聚合、界面缩聚、固相缩聚等 （1）熔融缩聚是单体和聚合产物均处于熔融状态下的聚合反应。是最简单的缩聚方法。只有单体和少量催化剂。优点：产物纯净，分离简单；通常以釜式聚合，生产设备简单；是工业上和实验室常用的方法。 （2）溶液缩聚是单体在溶剂中进行的一种聚合反应.溶剂可以是纯溶剂，也可以是混合溶剂.所用的单体一般活性较高，聚合温度可以较低，副反应也较少。用于一些耐高温高分子的合成，如聚砜、聚酰亚胺聚苯醚 （3）界面缩聚是将两种单体溶于两种互不相溶的溶剂中，混合后在两相界面处进行的缩聚反应。单体活性高，反应快，可在室温下进行；产物分子量可通过选择有机溶剂来控制；对单体纯度和当量比要求不严格，反应主要与界面处的单体浓度有关；原料酰氯较贵，溶剂回收麻烦，应用受限。 （4) 固相缩聚是在玻璃化温度以上、熔点以下的固态所进行的缩聚。它是上述三种方法的补充。 2.连锁聚合和逐步聚合的三个主要区别 答（1）增长方式：连锁聚合总是单体与活性种反应，逐步聚合是官能团之间的反应，官能团可以来自于单体、低聚体、多聚体、大分子 （2）单体转化率：连锁聚合的单体转化率随着反应的进行不断提高，逐步聚合的单体转换率在反应的一开始就接近100% （3）聚合物的分子量：连锁聚合的分子量一般不随时间而变，逐步聚合的分子量随时间的增加而增加。 3 控制线性缩聚反应的分子量可以采取什么措施？ 因为缩聚物的分子两端仍保留着可继续反应的官能团，因此控制聚合物反应的分子量可以采取端基封锁的控制方法：在两官能团等当量的基础上使某官能团稍过量或加入少量单官能团物质。官能团的极少过量，对产物分子量就有显著影响；在线形缩聚中，要得到高分子量，必须保持严格的等当量比。
高分子材料的应用——防水防尘新型材料等方面的研究进展的介绍 高分子材料是门内容广泛，与其他许多学科交叉渗透，相互关联的综合性新兴学科随着社会的发展，普通的材料已经不能满足需求，高分子材料则越来越多的用于人们的日常生活.目前高分子材料的发展迅猛，应用的方面也越来越多，越来越广！下面就高分子材料用于防水方面的研究进展进行介绍！ 一开始想到这个方面是由于一年前班主任开班会时候对高分子进行的介绍，其中有一点就是应用于防水方面。当时他举了个列子——荷叶.众所周知，荷叶表面的水可以聚成水珠，不会粘在荷叶上，从这个出发研究荷叶的结构从而得到防水防尘方面的启发！ 荷叶的叶面上布满了一个紧挨一个的“小山包”，“山包”上长满绒毛，好像山上密密的植被，“山包”的顶上又长出一个馒头状的“碉堡”凸顶。因此，在“山包”的凹陷处充满了空气，这样就在紧贴的叶面上形成一层极薄的只有纳米级的空气层。由于雨水和灰尘对于荷叶叶面上的这些微结构来说，无异于庞然大物，于是，当雨水和灰尘降落时，隔着一层纳米空气，它们只能同“小山包”上的“碉堡”凸顶构成几个点的接触，无法进一步“入侵”。水形成水珠，滚动着洗去了叶面的尘埃。荷叶的这种纳米级的超微结构，不仅有利于它自洁，还有利于防止空气中飘浮的大量的各种有害细菌和真菌对它的侵害！ 对于这方面我从一些文献中找出了一点将荷叶的功能应用的实际的列子——德国Sto 上市公司下属ISPO 公司，根据荷叶效应机理和硅树脂外墙涂料的实际应用结果，经过3 年研究工作，成功地把荷叶效应移植到外墙乳胶漆中，开发了微结构有机硅乳胶漆，即荷叶效应乳胶漆。这种荷叶效应乳胶漆采用具有持久憎水性的少乳化剂有机硅乳液等一些专门物质，并形成一个纳米级显微结构，从而使其涂膜具有类似荷花叶子的表面结构，达到拒水保洁功能 但是荷叶的防水防尘功能是有限的，我们需要做的就是从荷叶的结构方面进行改进，用高分子技术做出更加全面的防水防尘材料！荷叶只是一个列子，只是给我们一个启发。真正要研究的是高分子的结构和结构所表现出来的功能！ 1防水方面 世界各地对高分子的研究都是积极的。以前用于防水的材料主要是沥青和砂浆虽然这2种方法能起到防水作用但是作用远远没有高分子的作用好台湾一流的防水中心｛张百兴张凯然｝在土木建筑工程中使用了一种新型的施工方法——高分子涂膜防水！
专题5.3 功能高分子材料 1．干洗衣服的干洗剂主要成分是四氯乙烯，家用不粘锅内侧涂覆物质的主要成分是聚四氟乙烯。下列关于 四氟乙烯和聚四氟乙烯的说法正确的是 A．它们都是纯净物 B．它们都能是酸性高锰酸钾溶液褪色 C．它们的分子中都不含氢原子 D．它们都可由乙烯只发生加成反应得到 【答案】C 考点：考查高聚物的结构特征和组成、碳碳双键的性质。 2．滑雪板和冲浪板经常用聚四氟乙烯做贴面，因为 A．聚四氟乙烯耐高温又耐低温 B．聚四氟乙烯绝缘性好 C．聚四氟乙烯能够耐酸碱腐蚀 D．聚四氟乙烯的摩擦系数很小，极其光滑 【答案】D 【解析】 试题分析：由于聚四氟乙烯的摩擦系数很小，极其光滑，所以常用作滑雪板和冲浪板，答案选D。 考点：考查聚四氟乙烯的性能和应用 2．宇航员在升空、返回或遇到紧急情况时，必须穿上10 kg重的舱内航天服，“神七”宇航员所穿舱内航 天服是由我国科学家近年来研制的新型“连续纤维增韧”航空材料做成，其主要成分是由碳
化硅、陶瓷和碳纤维复合而成的，下列相关叙述错误的是 A．它耐高温、抗氧化 B．它比钢铁轻、硬，但质地较脆 C．它没有固定熔点 D．它是一种新型无机非金属材料 【答案】B 考点：考查有机高分子材料的性能的有关判断 4．下列关于新型有机高分子材料的说法，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体 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．合成高分子材料制成的人工器官一般都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度 【答案】D 【解析】 试题分析：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，可以满足人工器官对材料的苛刻 要求，因此答案选D。 考点：考查新型有机高分子材料的有关判断 5．下列材料中：①高分子膜；②生物高分子材料；③隐身材料；④液晶高分子材料；⑤光敏高分子材料； ⑥智能高分子材料．属于功能高分子材料的是 A．只有①②⑤ B．只有②④⑤⑥ C．只有③④⑤ D．①②③④⑤⑥ 【答案】D 【解析】
一、绪论 1.聚合物的分类及命名可按来源、合成方法、用途、热行为、结构等来分类，主要是按主链结构来分类，分为：（1）碳链聚合物，（2）杂链聚合物，（3）元素有机聚合物； 2.聚合物的命名 （1）单体来源命名法 烯类聚合物单体名前加“聚”； 两种单体合成的，取二者简名加后缀“树脂”“橡胶”； 杂链聚合物按其特征结构命名； *有些聚合物按单体名来命名容易引起混淆，例如[]22OCH CH --,可以从环氧乙烷、乙二醇、氯丙醇或氯甲醚来合成，因为环氧乙烷单体最常用，故通常称作聚环氧乙烷，按结构该聚合物应称作聚氧乙烯。 （2）系统命名法 命名原则和程序：先确定重复单元结构，再排好其中次级单元次序，给重复单元命名，最后冠以“聚”字，就成为聚合物的名称。写次级单元时候，先写侧基最少的元素，再写有取代的亚甲基，然后写无取代的亚甲基。 3.聚合反应 （1）按单体-聚合物结构变化分类 缩聚 官能团单体多次缩合成聚合物的反应，除形成缩聚物外，还有水、醇、 氨或氯化氢等低分子产物产生 加聚 烯类单体π键断裂而后加成聚合起来的反应称作加聚，产物称作加聚 物。加聚物结构单元的元素组成与其单体相同，仅仅是电子结构有所变化，因此加聚物的分子量是单体分子量的整数倍 开环聚合 环状单体σ键断裂而后聚合成线形聚合物的反应，反应时无低分子副 产物产生 （2）按聚合物机理分类 逐步聚合 多数缩聚和聚加成反应属于逐步聚合，其特征是低分子转变成高分 子是缓慢逐步进行的，每步反应的速率和活化能大致相同，单体分子首先聚合成二、三、四具体等低聚物（齐聚物），短期内单体转化率很高，随后，低聚物间相互缩聚分子量缓慢增加，直至集团反应程度很高分子量才达到较高的数值 *连锁聚合 多数烯类单体的加聚反应属于连锁聚合。有自由基、阴离子或阳离 子聚合，自由基聚合过程中，分子量变化不大，除微量引发剂外，体系始终由单体和高分子量聚合物组成，没有分子量递增的中间产物，转化率随时间而增大，单体则相应减少。活性阴离子聚合的特征是分子量随转化率的增大而线性增加。 4．分子量是影响强度的重要因素，聚合物强度随着分子量的增大而增加。 5.平均分子量 （1）数均分子量n M （通常由渗透压，蒸汽压等依数性方法测定）定义：某 体系的总质量m 被分子总数所平均。
功能高分子材料 __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 1．了解功能高分子材料及其分类 2．了解复合材料及其应用； 3．了解高分子材料的发展趋势. 知识点一.功能高分子材料 1．功能高分子材料的涵义: 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. 2．几种功能高分子材料: （1）高吸水性材料——亲水性高聚物（分子链带有许多亲水原子团） （2）高分子分离膜: ①组成:高分子分离膜是用具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜. ②特点:能够让某些物质有选择地通过,而把另外一些物质分离掉. ③应用:物质分离 （3）医用高分子材料: ①性能:优异的生物相溶性；很高的机械性能. ②应用:制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种人工器官. 知识点二.复合材料
1．复合材料的涵义: 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,其他的材料作为增强剂.21世纪教育网 2．优异的性能强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,在综合性能上超过了单一材料. 3．应用 宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面. 【过渡】通过以上所举的例子,我们认识到功能材料对我们日常生活和人类社会生产的重要性,那么,有机高分子材料的发展趋势是怎么样的呢? 知识点三.有机高分子材料的发展趋势 对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广,使它们的性能不断提高,应用范围不断扩大. 与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强,并且取得了一定的进展.【小结】1．功能高分子材料与复合材料的概念、性能及应用 2．膜分离的工业应用 3．医用高分子及用途
催化剂 加热、加压 有机化学知识点归纳 一、有机物的结构与性质 1、官能团的定义：决定有机化合物主要化学性质的原子、原子团或化学键。 2、常见的各类有机物的官能团，结构特点及主要化学性质 (1)烷烃 A) 官能团：无 ；通式：C n H 2n +2；代表物：CH 4 B) 结构特点：键角为109°28′，空间正四面体分子。烷烃分子中的每个C 原子的四个价键也都如此。 C) 物理性质：1.常温下，它们的状态由气态、液态到固态，且无论是气体还是液体，均为无色。 一般地，C1~C4气态，C5~C16液态，C17以上固态。 2.它们的熔沸点由低到高。 3.烷烃的密度由小到大，但都小于1g/cm^3，即都小于水的密度。 4.烷烃都不溶于水，易溶于有机溶剂 D) 化学性质： ①取代反应（与卤素单质、在光照条件下） ， ，……。 ②燃烧 ③热裂解 C 16H 34 C 8H 18 + C 8H 16 ④烃类燃烧通式： O H 2 CO O )4(H C 222y x y x t x +++????→?点燃 ⑤烃的含氧衍生物燃烧通式: O H 2 CO O )24(O H C 222y x z y x z y x +-+ +????→?点燃 E) 实验室制法：甲烷：3423CH COONa NaOH CH Na CO +→↑+ 注：1.醋酸钠：碱石灰=1：3 2.固固加热 3.无水（不能用NaAc 晶体） 4.CaO ：吸水、稀释NaOH 、不是催化剂 (2)烯烃： A) 官能团： ；通式：C n H 2n (n ≥2)；代表物：H 2C=CH 2 B) 结构特点：键角为120°。双键碳原子与其所连接的四个原子共平面。 C) 化学性质： CH 4 + Cl 2CH 3Cl + HCl 光 CH 3Cl + Cl 2 CH 2Cl 2 + HCl 光 CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2O 点燃 CH 4 C + 2H 2 高温 隔绝空气 C=C 原子：—X 原子团（基）：—OH 、—CHO （醛基）、—COOH （羧基）、C 6H 5— 等 化学键： 、 —C ≡C — C=C 官能团 CaO △
高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、、高分子涂料和高分子基复合材料等。①橡胶是一类线型柔性。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和两种。②高分子纤维分为天然和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。③塑料是以合成树脂或的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和。④高分子胶粘剂是以合成为主体制成的。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为涂料、天然树脂涂料和。⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。⑦。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子和医用、等。高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如：PP、PE、PVC②杂链高聚物：分子主链由C、O、N等原子构成。如：聚、聚酯③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶 新型高分子材料 高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、和涂料等。其中，被称为现代高分子的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。尽管高分子材料因普遍具有许多金属和所无法取代的优点而获得迅速的发展，但目前业已大规模生产的还是只能寻常条件下使用的高分子物质，即所谓的通用高分子，它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点。而现代的发展，则向高分子材料提出了更高的要求，因而推动了高分子材料向高性能化、功能化和化方向发展，这样就出现了许多产量低、价格高、性能优异的新型高分子材料。 高分子分离膜 是用高分子材料制成的具有选择性透过功能的半透性薄膜。采用这样的半透性薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或差为动力，使混合物、液体混合物或、无机物的等分离技术相比，具有省能、高效和洁净等特点，因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。膜分离过程主要有、超滤、微滤、电渗析、压渗析、气体分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离、渗透汽化和液膜分离等。用来制备分离膜的高分子材料有许多种类。现在用的较多的是聚枫、聚、纤维素脂类和有机硅等。膜的形式也有多种，一般用的是平膜和空中纤维。推广应用高分子分离膜能获得巨大的经济效益和社会效益。例如，利用交换膜电解可减少污染、节约能源：利用反渗透进行海水淡化和脱盐、要比其它方法消耗的能量都小；利用从中富集氧可大大提高回收率等。
2.名词解释 交替共聚物：两种单体在大分子链上严格交替相间排列。 嵌段聚合：两种或两种以上单体分别聚合成链节（或链段）生成嵌段共聚物的一类共聚合反应。活性聚合：阴离子聚合由链引发、链增长和链终止三个基元反应组成，如聚合体系纯净、无质子供体，阴离子聚合可控制其终止反应，这种无终止；无链转移的聚合反应即为活性聚合。特征为（1）无链终止；（2）无链转移；（3）引发反应比增长反应快，反应终了时聚合链仍是活的。 异构化聚合：指在链增长反应过程中常常发生原子或原子团的重排过程的反应。反应程度：高分子缩聚反应中用以表征高分子聚合反应反应深度的量。计算方法为参加反应的官能团数占起始官能团数的比例。 转化率：进入共聚物的单体量占起始单体量M的百分比。笼蔽效应：在溶液聚合反应中，浓度较低的引发剂分子及其分解出的初级自由基始终处于含大量溶剂分子的高黏度聚合物溶液的包围之中，一部分初级自由基无法与单体分子接触而更容易发生向引发剂或溶剂的转移反应，从而使引发剂效率降低。 诱导分解：诱导分解（Induced Decomposition）自由基向引发剂转移的反应为诱导分解。自由基发生诱导分解反应将使引发剂的效率降低，同时也使聚合度降低平均官能度：有两种或两种以上单体参加的混缩聚或共缩聚反应中在达到凝胶点以前的线形缩聚阶段，反应体系中实际能够参加反应的官能团数与单体总物质的量之比。（每一份子平均带的官能度） 凝胶点：开始出现凝胶瞬间的临界反应程度Pc。高分子：由许多结构相同的简单的单元通过共价键重复连接而成的相对分子质量很大的化合物。由于对大多数高分子而言，其均由相同的化学结构重复连接而成，故也成为聚合物或高聚物。计量聚合：指链引发速率在阴离子聚合反应中严格控制条件，以得到接近单分散的聚合物为目的的聚合反应。 配位聚合：单体分子首先在活性种的空位处配位，形成某些形式（σ-π）的配位络合物。随后单体分子插入过渡金属（Mt）-碳（C）链中增长形成大分子的过程。这种聚合本质上是单体对增长链Mt-R键的插入反应，所以又称为插入聚合。（配位聚合具有以下特点：活性中心是阴离子性质的，因此可称为配位阴离子聚合；单体π电子进入嗜电子金属空轨道，配位形成π络合物；π络合物进一步形成四圆环过渡态；单体插入金属-碳键完成链增长；可形成立构规整聚合物。配位聚合引发剂有四种：Z-N催化剂；π烯丙基过渡金属型催化剂；烷基锂引发剂；茂金属引发剂。其中茂金属引发剂为新近的发展，可用于多种烯类单体的聚合，包括氯乙烯。） 线形缩聚：是两种或者以上的双官能团单体聚合最终生成物是长链的线性大分子 理想衡比共聚：不论单体配比和转化率如何，共聚物组成总是与单体组成完全相等，共聚物组成曲线是一条对角线。 动力学链长：是指活性中心（自由基）从产生到消失所消耗的单体数目 立构规整度：是立构规整聚合物占总聚合物的分数，是评价聚合物性能、引发剂定向聚合能力的一个重要指标。 降解：大分子分解成较小的分子。（分子量变小的反应） 老化：聚合物及其制品在加工、贮存及使用过程中，物理化学性质及力学性能逐步变坏，这种现象称老化。PMA聚丙烯酸甲酯PAN 聚丙烯腈PTFE 聚四氟乙烯 SMA 苯乙烯-马来酸酐（顺丁烯二酸酐）AIBN 偶氮二异丁腈ABVN 偶氮二亿庚腈BPO 过氧化二苯甲酰PP 聚丙烯 PS 聚苯乙烯PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯PVA 聚乙烯醇PAN 聚丙烯晴PET 聚酯PA66 6 尼龙66PA6 尼龙． PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯PVAc聚醋酸乙烯酯ABS 丙烯醇-丁二烯-苯乙烯共聚物3影响线形缩聚聚合物的分子量因素答：反应程度，平衡常数，。Xn=1/1-p=√k+1;
第五章第三节 一、选择题 1．下列物质不属于新型有机高分子材料的是() A．高分子分离膜B．液晶高分子材料 C．生物高分子材料D．有机玻璃 解析：有机玻璃不是新型有机高分子材料。 答案：D 2．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 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．合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度解析：医用高分子材料制成的人体器官，与生物具有良好的相容性。 答案：D 3．下列说法中错误的是() A．高分子分离膜具有能够有选择地让某些物质通过而把另外一些物质分离掉的特点 B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优良性能 C．合成人工器官大都使用硅聚合物和聚氨酯等高分子材料 D．塑料、合成纤维、合成橡胶并列称为新科技革命的三大支柱 解析：能源、信息、材料并列称为新科技革命的三大支柱。 答案：D 4．聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料，性能胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，是新世纪最有发展前途的新型包装材料，是环保材料中的一颗明星。日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸，利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。该材料的强度、压缩应力、缓冲性、耐药性等与聚苯乙烯塑料相同，经焚烧后不污染环境，还可肥田。下列说法不正确的是() A．聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境B．聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，加工方便，应用十分广泛 C．聚乳酸(PLA)是一种对环境友好的天然高分子聚酯材料 D．聚乳酸是以淀粉发酵(或化学合成)得到的，以乳酸为基本原料制备的一种聚酯材料解析：根据题给信息，聚乳酸(PLA)是一种人工合成的高分子材料，不是天然高分子材料。 答案：C 5．(2014·试题调研)聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的涂料之一，它具有弹性好，不
潘祖仁第五版高分子化学知识点 篇一：高分子化学第五版潘祖仁第一章思考题1举例说明单体、单体单元、结构单元、重复单元、链节等名词的含义，以及它们之间的相互关系和区别。 答：合成聚合物的原料称做单体，如加聚中的乙烯、氯乙烯、苯乙烯，缩聚中的己二胺和己二酸、乙二醇和对苯二甲酸等。 在聚合过程中，单体往往转变成结构单元的形式，进入大分子链，高分子由许多结构单元重复键接而成。 在烯类加聚物中，单体单元、结构单元、重复单元相同，与单体的元素组成也相同，但电子结构却有变化。 在缩聚物中，不采用单体单元术语，因为缩聚时部分原子缩合成低分子副产物析出，结构单元的元素组成不再与单体相同。 如果用2种单体缩聚成缩聚物，则由2种结构单元构成重复单元。 聚合物是指由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成的分子量高达104-106的同系物的混合物。 聚合度是衡量聚合物分子大小的指标。 以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含结构单元数目的平均值，以表示。 2举例说明低聚物、齐聚物、聚合物、高聚物、高分子、大分子诸名词的的含义，以及它们之间的关系和区别。 答：合成高分子多半是由许多结构单元重复键接而成的聚合物。 聚合物（）可以看作是高分子（）的同义词，也曾使用的术语。 从另一角度考虑，大分子可以看作1条大分子链，而聚合物则是许多大分子的聚集体。 根据分子量或聚合度大小的不同，聚合物中又有低聚物和高聚物之分，但两者并无严格的界限，一般低聚物的分子量在几千以下，而高聚物的分子量总要在万以上。 多数场合，聚合物就代表高聚物，不再标明“高”字。 齐聚物指聚合度只有几~几十的聚合物，属于低聚物的范畴。
论光功能高分子材料的研究发展及应用综述 吴俊杰 化工081班 前言：光功能高分子材料研究是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来随着现代科学技术的发展，光功能高分子材料研究在功能材料领域占有越来越重要的地位，光功能高分子材料日益受到重视。光功能高分子材料的应用领域已从电子、印刷、精细化工等领域扩大到塑料、纤维、医疗、生化和农业等方面,正在快速发展之中，光功能高分子材料研究与应用也将越来越广。 1光功能高分子材料及分类 光功能高分子材料是指能够对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材料。 表1光功能高分子材料的分类 分类方法材料 作用机理光物理材料 光化学材料 反应类型和功能光敏涂料 光致抗蚀剂 高分子光稳定剂 光致变色高分子材料 光导电高分子材料 光学塑料和光纤 光敏涂料：主要由光敏预聚物、光引发剂和光敏剂、活性稀释剂（单体）以及其他添加剂等构成。
光致抗蚀剂：主要包括正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂等。 高分子光稳定剂：主要包括光屏蔽剂、激发态狙灭剂抗氧剂和聚合型光稳定剂等。 光致变色高分子材料：主要包括含硫卡巴腙络合物的光致变色聚合物、含偶氮苯的光致变色高分子和含螺苯并吡喃结构的光致变色高分子等。 光导电高分子材料：由光导电聚合物材料构成。 2光功能高分子材料的类别和应用 表2光功能高分子材料的类别和应用 材料的类别应用 光敏涂料作表面涂料，起装饰和保护作用；作 光致抗蚀剂用 光致抗蚀剂制作半导体器件、集成电路，在电子 工业中广泛应用 高分子光稳定剂阻止聚合物对光的吸收在、热氧化反 应、老化反应等 光致变色高分子材料用作光的控制和调变、信号系统、信 息存储元件、感光材料、光致变色玻 璃等 光导电高分子材料用作静电复印、激光打印、图像传感 器、光电池
第一章绪论 1.1 高分子的基本概念 高分子化学：研究高分子化合物合成与化学反应的一门科学。 单体：能通过相互反应生成高分子的化合物。 高分子或聚合物(聚合物、大分子)：由许多结构和组成相同的单元相互键连而成的相对分子质量在10000以上的化合物。相对分子质量低于1000的称为低分子。相对分子质量介于高分子和低分子之间的称为低聚物（又名齐聚物）。相对分子质量大于1 000 000的称为超高相对分子质量聚合物。 主链：构成高分子骨架结构，以化学键结合的原子集合。 侧链或侧基：连接在主链原子上的原子或原子集合，又称支链。支链可以较小，称为侧基；也可以较大，称为侧链。 端基：连接在主链末端原子上的原子或原子集合。 重复单元：大分子链上化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元，可简称重复单元，又可称链节。 结构单元：单体分子通过聚合反应进入大分子链的基本单元。（构成高分子链并决定高分子性质的最小结构单位称为~）。 单体单元：聚合物中具有与单体的化学组成相同而键合的电子状态不同的单元称为~。 聚合反应：由低分子单体合成聚合物的反应。 连锁聚合：活性中心引发单体，迅速连锁增长的聚合。烯类单体的加聚反应大部分属于连锁聚合。连锁聚合需活性中心，根据活性中心的不同可分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。 逐步聚合：无活性中心，单体官能团之间相互反应而逐步增长。绝大多数缩聚反应都属于逐步聚合。 加聚反应：即加成聚合反应，烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。 缩聚反应：缩合聚合反应，单体经多次缩合而聚合成大分子的反应。该反应常伴随着小分子的生成。 1.2 高分子化合物的分类 1) 按高分子主链结构分类：可分为：①碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成的聚合物。②杂链聚合物：聚合物的大分子主链中除了碳原子外，还有氧、氮，硫等杂原子。③元素有机聚合物：聚合物的大分子主链中没有碳原子孙，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成。④无机高分子：主链与侧链均无碳原子的高分子。 2）按用途分可分为：塑料、橡胶、纤维三大类，如果再加上涂料、粘合剂和功能高分子则为六大类。塑料：具有塑性行为的材料，所谓塑性是指受外力作用时，发生形变，外力取消后，仍能保持受力时的状态。塑料的弹性模量介于橡胶和纤维之间，受力能发生一定形变。软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。橡胶：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度（T g）低，分子量往往很大，大于几十万。纤维：聚合物经一定的机械加工（牵引、拉伸、定型等）后形成细而柔软的细丝，形成纤维。纤维具有弹性模量大，受力时形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。 3）按来源分可分为：天然高分子、合成高分子、半天然高分子（改性的天然高分子） 4）按分子的形状分：线形高分子、支化高分子、交联(或称网状)高分子 5）按单体分：均聚物、共聚物、高分子共混物(又称高分子合金) 6）按聚合反应类型分：缩聚物、加聚物 7）按热行为分：热塑性聚合物：聚合物大分子之间以物理力聚集而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行。热固性聚合物：许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分