功能高分子材料重点整理.docx

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功能高分子材料重点整理

功能高分子材料的重点

第一章

1.功能高分子材料的定义（P1）

2..功能高分子材料科学的主要研究目标与内容（P1与P18）

3.功能高分子材料的分类方法（P2）

4.功能高分子材料的性能与其化学组成、分子结构和宏观形态存在密切关系（即构效关系）（P3）

5.高分子效应的概念（P6）

6.高分子骨架模板效应的概念P6

7.功能高分子材料的制备方法（三种）及各自的优缺点（P10）

8.金属卡宾的相关反应（开环易位聚合）、飞来飞去原理（第一章的课件上）

第二章

1.反应型功能高分子材料的概念（P25，名词解释）

2.高分子化学反应试剂的概念、特点（P25）、类型（P27）

3.高分子化学反应催化剂的概念、特点（P25）、类型（P45）

4.发展高分子化学反应试剂和高分子化学反应催化剂的目的（P26）

5.固相合成中载体的要求（P37）

6.多肽的固相合成（P38）：

（固相合成的两种组成，本身要求；如何使连接基不断裂；为什么多肽能固相合成，有何优势，为什么中间体要和载体相连：

P37-38）需要认真仔细地看这一部分的内容

7.能够进行固相合成的原因、有何优势（P37）

第三章

1.载流子的种类（P58）

2.导电高分子材料的概念、类型及其各类型的概念（P58）

3.复合型导电高分子材料和本征型导电高分子材料为NTC或PTC？

4.NTC、PTC两者的概念、原理（P59）

5.PTC效应的概念以及两种理论解释（Ｐ62）本征型材料为什么有NTC

6.为什么复合型导电高分子材料的PTC效应在一定的温度区域？

（P63）

7.掺杂的概念、原因、为什么掺杂后导电变好（P72）

8.温度与电子导电聚合物电导率之间的关系（P74）

9.为什么“只能称其为半导体材料”（P71）

第五章

1.高分子液晶的概念（Ｐ154）

2.高分子液晶的分类：

按晶形、形成过程、结构三种分类（P155-159）

3.高分子液晶的组成及其作用：

致晶单元、连接结构、高分子链

4.高分子液晶的影响因素（P160）

5.溶致型主链高分子液晶的应用（P165）

第六章

1.功能膜的概念及两个指标（P189）

2.膜分离机制：

过筛分离机制、溶解扩散机制（P190）

3.膜分离过程的驱动力（P190）

4.阴阳离子交换膜（图）：

电渗析，海水淡化，浓稀室

第七章

1.光敏高分子材料的定义（P225）

2.Jablonsky光能耗散图，Ｓ1和Ｔ1在性质上的区别，为什么三线态T1比单线态S1的寿命长？

（课件）

3.f1、vr、ic、ics、phos各表示什么（P226）

4.光引发剂和光敏剂的定义、特点（P227）

5.光敏剂的作用机理（三种，P228）

6.光聚合反应的分类（P228）

7.光降解反应的概念，光降解过程三形式（P229）

8.光致刻蚀机理（P235）

第八章

1.吸附性高分子材料的定义、分类（P270）

2.合成高分子材料的种类（P270）

3.P271为什么微孔离子交换树脂有中毒现象

第九章

1.医用高分子材料的特殊要求（P305）

2.生物惰性高分子材料的概念（P310）

3.高分子药物的概念（P330）

第十章

1.纳米效应原理（第一段）、四四种效应。

（P342）

第一章功能高分子材料总论

1.功能高分子概述：

功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料

2.主要研究目标和内容：

新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。

3.功能高分子材料的分类方法：

采用按其性质、功能划分:

①反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。

②光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。

③电活性高分子材料，包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。

④膜型高分子材料，包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。

⑤吸附型高分子材料，包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。

⑥高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等。

⑦高分子智能材料，包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。

4.构效关系：

功能高分子材料的性能与其化学组成、分子结构和宏观形态存在的关系。

5.聚合物骨架的种类和形态的影响（构效关系分析）；根据形成高分子骨架的聚合物的类型，功能高分子可分为：

聚乙烯型为代表的饱和碳链聚合物；（柔顺性好）

以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物；（强度较高）

以多糖和肽链为代表的天然（改性）高分子；（生物相容性好）

以聚吡咯、聚乙炔、聚苯为主链，带有线型共轭结构的；（导电材料）

以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物；（高的力学性能，主链型高分子液晶）

6.构效关系分析：

官能团的性质与聚合物功能之间的关系：

●功能高分子材料的性质主要取决于所含的官能团。

（高分子骨架仅起辅助作用）

●功能高分子材料的性质主要取决于聚合物骨架与官能团协同作用。

（固相合成用高分子试剂）

●官能团在功能高分子材料中仅起辅助作用。

（如改善溶解性、降低玻璃化温度等）

●官能团与聚合物骨架不能区分。

（主链型液晶和导电聚合物）

7.高分子效应：

带有同样功能基团的高分子化合物的化学和物理性质不同于其小分子类似物，这种由于引入高分子骨架后产生的性能差别被定义为高分子效应。

●溶解度下降效应

●高分子骨架的机械支撑作用

●高分子骨架的模板效应

●高分子骨架的稳定作用

●高分子骨架在功能高分子材料中的其他作用

8.功能高分子材料的制备策略主要有三种（优缺点）：

通过功能型小分子材料的高分子化；已有高分子材料的功能化和多功能材料的复合。

第二章反应型高分子材料

1.反应型高分子材料：

具有化学活性，且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂两大类。

具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用等特点

2.高分子化学反应试剂：

小分子试剂经过高分子化，在聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。

（消耗自身）

3.发展高分子化学试剂和高分子催化剂的目的（为什么要小分子高分子化）

高分子试剂与高分子催化剂的优越性

（1）简化操作，后处理较简单：

在反应完成后可方便地借助固-液分离方法将高分子试剂或高分子催化剂与反应体系中其他组分相互分离。

（2）易回收、再生和重复使用:

可降低成本和减少环境污染。

（3）可以提高试剂的稳定性和安全性:

（4）可应用于组合化学合成，实现化学反应的自动化:

（5）化学反应的选择性更高:

利用高分子载体的空间立体效应，可实现立体选择合成及分离。

（6）可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境；

4.高分子反应试剂：

高分子氧化还原试剂，高分子卤代试剂，高分子酰基化试剂：

氧化还原试剂：

醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。

卤代试剂：

二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。

酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：

高分子活性酯和高分子酸酐。

5.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。

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。

意义：

可进行分子设计，合成有特定序列的高分子：

含124个氨基酸残基的核糖核酸酶A

l含188个氨基酸残基的人类生长激素

6.固相合成包括无机固相合成和有机固相合成两种类型。

（有哪几部分组成）整个反应是一个非均相反应

7.多肽固相合成载体选择的原则：

要求载体在反应体系中（包括溶剂和试剂）不溶解；有一定刚性和柔性，机械稳定性好；功能基分布均匀，可定量分析；功能基易被反应试剂接近；固相无副反应；易于再生，重复使用。

最常用交联珠状的P（St-co-DVB）合成高分子催化剂

8.

多肽合成中的载体：

（氯甲基化苯乙烯-二乙烯基苯）共聚物：

9.

如何保证中间体不分离，有保护

多肽的固相合：

10.高分子催化剂类型：

高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物催化剂；高分子相转移催化剂。

第三章导电高分子材料

1.导电高分子：

具有明显聚合物特征，当在材料两端加上一定电压，在材料中有明显电流通过，即具有导体性质的高分子材料。

一般为其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。

2.材料的导电性是由于物质内部存在的带电粒子的移动引起的。

这些带电粒子可以是正、负离子，也可以是电子或空穴，统称为载流子。

载流子在外加电场作用下沿电场方向运动，就形成电流。

可见，材料导电性的好坏，与物质所含的载流子数目及其运动速度有关。

3.复合型：

普通聚合物+导电粉末（如防静电塑料袋、导电胶）

本征型（结构型）：

依靠分子结构导电

①复合型导电高分子（基本概念）是以普通的绝缘聚合物为主要基质（成型物质），并在其中掺入较大量的导电填料配制而成的。

因此，无论在外观形式和制备方法方面，还是在导电机理方面，都与掺杂型结构导电高分子完全不同。

②结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺杂后具有导电性的高分子物质,一般由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。

③离子型导电高分子通常又叫高分子固体电解质，其导电时的载流子主要是离子。

电子型导电高分子指的是以共轭高分子为主体的导电高分子材料,导电时的载流子是电子（或空穴），这类材料是目前世界上导电高分子材料研究开发的重点。

导电高分子材料的共同特征－交替的单键、双键共轭结构

4.复合型导电高分子的导电机理：

导电原理：

渗流理论，隧道导电理论，PTC效应（热膨胀说，晶区破坏说）；结构特征：

分子内具有非常大的共轭π电子体系。

导电填料对导电性能的影响（渗流理论）

实验发现，将各种金属粉末或碳黑颗粒混入绝缘性的高分子材料中后，材料的导电性随导电填料浓度的变化规律大致相同。

在导电填料浓度较低时，材料的电导率随浓度增加很少，而当导电填料浓度达到某一值时，电导率急剧上升，变化值可达10个数量级以上。

超过这一临界值以后，电导率随浓度的变化又趋缓慢。

电导率发生突变的导电填料浓度称为“渗滤阈值”。

（形成导电通路是导电的主要原因）

隧道导电理论

在导电分散相的浓度还不足以形成网络时，复合型导电高分子材料具备一定导电性能。

---非接触导电现象。

解释：

导电粒子接近到一定距离时，在分子热振动时电子可以在电场作用下通过相邻导电粒子之间形成的某种隧道实现定向迁移，完成导电过程。

5.半导体到导体的实现途径－掺杂：

在共轭有机分子中σ电子是无法沿主链移动的，而π电子虽较易移动，但也相当定域化，因此必需移去主链上部分电子（氧化）或注入数个电子（还原），这些空穴或额外电子可以在分子链上移动，使此高分子成为导电体。

6.氧化掺杂:

[CH]n+3x/2I2——>[CH]nx++xI3-{导电机理}碘分子从聚乙炔抽取一个电子形成I3－，聚乙炔分子形成带正电荷的自由基阳离子，在外加电场作用下双键上的电子可以非常容易地移动，结果使双键可以成功地延着分子移动，实现其导电能力

还原掺杂:

[CH]n+xNa——>[CH]nx-+xNa+

7.导电高