功能高分子材料知识点

第一章1、什么是功能高分子材料？与一般高分子材料的区分、什么是功能高分子材料？与一般高分子材料的区分?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〔如反响，催化等〕或生物特性〔治疗，相容，生物降解等〕的型高分子材料。区分：区分：常规高分子材料由于其分子量巨大，分子内缺少活性官能团，通常表现犯难以形成完整晶体，难溶于常规溶剂，没有明显熔点，不导电，并呈现化学惰性等共同特性。功能高分子材料带有特别物理化学性质和功能，其性能和特征都大大超出了常规高分子。其次章1、高分子试剂与一般试剂相比的优缺点。、高分子试剂与一般试剂相比的优缺点。优点：a)简化操作过程。b)有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生。c)可提高实际的稳定性和安全性。d)所谓的固相合成工艺可以提高化学反响的机械化和自动化程度。e)提高化学反响的选择性。f)可以供给在均相反响条件下难以到达的反响环境。缺点：a)增加实试剂生产的本钱。b)降低化学反响速度。2、常用试剂的识别〔种类、推断官能团〕常用试剂的识别〔种类推断官能团〕。高分子氧化〔高分子过氧酸〕：稳定性好，贮存、运输、使用便利高分子复原剂〔高分子锡复原试剂〕：稳定性好、无气味、低毒性、复原某些羰基化合物、选择性复原二醛中的一个定量的将卤代烃中的卤素转变为氢优点：选择性高，可再生。3、常用的氧化复原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些常用的氧化复原试剂卤代试剂酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化复原试剂：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。4、高分子氧化复原试剂——特点：能够在不同状况下表现出不同的反响活性。——特点、高分子氧化复原试剂——特点：高分子氧化复原试剂具有可逆的氧化复原特性醌型硫醇型吡啶型二茂铁型多核芳香杂环型第三章1、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区分。、复合型导电高分子材料的定义、构成与本征型的区分。定义：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，如炭定义：黑、金属粉等，通过分散复合、层积复合、外表复合等方法构成的复合材料，其中以分散复合最为常用。组成：组成：1.导电填充物：供给载流子的作用它的形态性质和用量直接打算材料的导电性。2.聚合物基体材料：将导电颗粒结实地粘结在一起，使导电高分子具有稳定的导电性，同时它还赋于材料加工性。区分：与构造型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，区分：只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。2复合型导电高分子的导电机理。复合型导电高分子的导电机理。导电机理a)宏观的渗流理论〔导电通道学说〕主要是解释电阻率-填料浓度的关系，不涉及导电本质，只是从宏观角度解释复合物的导电现象 导电填料相互接触形成网链，从而使其导电。b)为间隙很大时仍有导电网链形成，但不是靠导电粒子直接接触导电，是热振动时电子在粒子间迁移形成某种隧道造成的。c)场作用下发生电子放射，实现电子的定向移动3、影响其电导率的因素〔温度〕、影响其电导率的因素〔温度〕。当温度上升时，电导力量下降，即电阻值上升，具备这种性质的材料称为正温度系数导电材料，包括金属和复合型高分子导电材料。4、复合型导电材料的应用、复合型导电塑料：电磁屏蔽材料、抗静电材料。橡胶：外科手术橡胶制品、抗高压电缆电晕放电的电线保持套。涂料：加热漆、抗静电涂料。黏合剂：5、电子导电型聚合物的构造、载流体、影响电导率的因素〔温度〕、电子导电型聚合物的构造、载流体、影响电导率的因素〔温度〕。构造特点：构造特点：具有共轭π键，其本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。本征导电中的载流子是电子和空穴。本征导电中的载流子是电导率的影响因素：电导率的影响因素：a)掺杂量：掺杂率小时，电导率随着掺杂率的增加而快速增加；当到达肯定值后，随掺杂率增加的变化电导率变化很小，b)c)i.温度TT上升电子能量增大易转移。ii.iii.电子导电高分子材料表现出负温度系数效应〔NTC〕d)共轭连长度：线性共轭导电聚合物的电导率随着共轭链长度的增加而呈指数快速增加。制备方法：制备方法：1)直接法：利用某些单体直2)合反响生成聚合物，再通过一步或多步化学反响形成线性共轭结构的导电聚合物的方法称为间接合成法。3)进展聚合反响并直接生成导电聚合物膜。应用：二次电池电极材料、微薄吸波材料。6、离子导电性聚合物的特点、种类、及简洁应用。、离子导电性聚合物的特点、种类、及简洁应用。1)离子的体积远比电子大，移动比电子困难2)常见的电解质是无机小分子化合物，在溶液或者熔融状态下可以导电3)离子导电高分子主要应用于锂电池，作用：一是作为固体电解质；二是作为电极间隔膜应用：应用：碱性干电池、蓄电池、锂离子电池、聚合物电致发光电池。 聚合物电解质：聚合物电解质：1)全固态聚合物电解质：PEO-LiCF3SO3聚合物电解质2)凝胶聚合物电解质：3)多孔聚合物电解质：7、离子导电型聚合物的导电机理、离子导电聚合物的导电机理导电机理i.在肯定的温度下聚合物分子要发生肯定幅度的振动其振动能量足以抗衡来自四周的静压力,在分子四周建立起一个小的空间来满足分子振动的需要，这个小空间被称为自由体积。ii.离子的传输主要在无定型状态中受聚合物链段运动掌握时，离子就是通过热振动产生的自由体积而定向迁移。iii.?螺旋隧道模型?聚合物络合理论：聚合物电解质中物质的传输主要发生在无定形区。在阳离子的运动过程中，高分子链段和阳离子的络合、解离过程为主要打算过程。8、影响离子型电导率的因素、1)玻璃化转变温度：体系结晶度低，玻璃化转变温度越低，说明体系中聚合物链段的柔顺性越好，有助于聚合物电解质中离子的迁移。2)聚合物溶剂化能力：i.ii.增加分子中极性键的数目和强度‘中含有配位构造可与阳离子结合。3)其它因素：温度、压力、分子量大小、分子的聚合程度第四章1/阳极材料阴极Cathodeg合/llO、Al-Al2O3、PAni、FTO〔氟掺杂的氧化锡〕、AZO〔铝掺杂的氧化锌〕。阴极〔电子注入材料其主要功能是向电致发光材料中注入负电荷好的导电力量，适宜的功函参数，良好的物理和化学稳定性，保证能将施加的驱动电压均匀、有效地传递到有机材料面，并抑制界面、势垒，将电子有效注入有几层内，同时保证在使用过程中不发生化学变化和物理损坏。阳极〔空穴注入材料〕使所放射的可见光透过发出，注入空穴要抑制的能垒主要由电极材料的功函和有机材料的1、高分子液晶的分类、特征。、高分子液晶的分类、特征。1)依据高分子链中致晶单元的排列形式和有序性的不同向列型——最接近晶体的特性、粘度存在各向异性，二位有序胆甾醇型—具有很高的旋光性，可以使白色光发生色散，有彩虹般的颜色2)依据产生液晶的条件：致型液晶、热致型液晶、压致型液晶、流致型液晶3)依据液晶高分子链特点：主链型、侧链型4)据液晶分子的构造特征分类主反梳型、平行型液晶组合型液晶：混合性、网状、双曲线型液晶5)据高分子液晶的形成过2〔结构特征以及典型构造〕、什么样的高分子可以形成液晶〔构造特征以及典型构造〕。争论晶单元通常呈现近似棒状或片状的形态，这样有利于分子的有序堆砌。这是液晶分子在液态下维持某种有序排列所必需的构造因素。在高分子液晶中这些致晶单元被柔性链以各种方式连接在一起。常见液晶中，这种刚性构造通常由两个苯环或者脂肪环、芳香杂环，通过一个刚型构造X连接，刚好能够组织俩个环的旋转常见有亚氨基〔-C=N-〕、反式偶氮基〔-N=N-〕、氧化偶氮基(-NO=N-)、酯基(-COO-)、反式乙烯基(-C=C-)3、典型的高分子液晶1)〔PBA〕和聚对苯二甲酰对苯二胺聚酰胺酰肼：PABH(对氨基苯甲酰肼与对苯二甲酰氯的缩聚物)聚苯并噻〔PBT〕〔PBO〕纤维素类：羟丙基纤维素2)溶致侧链：聚甲基丙烯酸季铵盐〔B型〕溶致侧链：3)热致侧链：聚酯热致侧链：4)热致主链：聚酯、聚硫醚热致主链：4、如何降低主链型高分子熔点？、如何降低主链型高分子熔点？主链型高分子熔点根本思路：利用共聚的方法降低熔融温度或增加溶解性1)共聚〔在空间构造，从而减小分子间力，既降低熔点，又不破坏液晶形成过程〕：承受多环芳烃替代2)在聚合物刚性连3)单体之间进展非线性连接，降低聚合物规整度，减小分子间力5、简洁应用。、简洁应用。作为高性能工程材料的应用、在图形显示方面的应用、在温度和化学敏感器件制作方面的应用、作为信息储存介质、作为色谱分别材料第六章1、高分子功能膜的最重要指标？、高分子功能膜的最重要指标？透过性同等条件下测定物质透过量与参考物质透过量之比，标志膜分别质量。2、高分子分别膜水处理方面的应用。、高分子分别膜水处理方面的应用。3、膜分别各过程的驱动力。、膜分别4分别过程。膜过程推动力传递机理微滤超滤透过物截留物膜类型纤维多孔膜压力差颗粒大小外形水、溶剂溶解物悬浮物颗粒胶体和超过截分子特性大小压力差水、溶剂小分子留分子量的分非对称性膜外形子压力差离子大小及电水、一价离合膜非对称性膜纳滤反渗透压力差渗析浓度差溶质的集中传低分子量物、离溶乳状液膜、支撑液膜气体分气体和蒸汽的气体或蒸汽压力差集中渗透离渗透蒸压力差选择传递发液膜分反响促进和浓度差离集中传递易渗溶质或溶难渗透性溶剂质或溶剂杂质溶剂第七章1UV胶，UV涂料，UV离子，从而引发聚合反响。凡经光照能产生自由基并进一步引发聚合的物质统称光引发剂。光敏剂：光敏剂：又称增感剂，敏化剂。在光化学反响中，把光能转移到一些对可见光不敏感的反应物上以提高或扩大其感光性能的物质。光敏高分子材料：光敏高分子材2的高分子材料具有感光性？、什么样的高分子材料具有感光性？1)带感光基团：聚乙烯醇肉桂酸脂及类似聚合物、带重氮基和叠氮基的高分子、光降解高分子、带其他感光基团高分子2)光聚合型：单独光聚合物、光聚合性单体+高分子化合物3)+++高分子4)感电子束和X苯乙烯基吡啶基、叠氮基、重氮基3、高分子光化学反响的类型。、高分子光化学反响的类型。光交联反响：光交联反响：反响物是线性聚合物，在光引发下高分子链之间发生交联反响的过程，形成的化学键，生成三维构造的网状聚合物，分子量增大并失去溶解力量光聚合反响：光聚合反响：类似光交联，但反响物的分子量较低，生成线性聚合物光涂料的根本组成除了预聚物为主要成分之外，一般还包括交联剂、稀释剂、光敏剂或者光敏涂料的根本组成光引发剂、热阻聚剂和调色颜料。其中预聚物经聚合或交联反响后称为涂光敏剂和光引发剂能够提高光固化速度，调整感光范围；添加热阻聚剂的目的是防止涂料体系发生热聚合或热教练反响；调色颜料用来转变涂层外观。4、光敏涂料组成与性能的关系、光敏涂料组成与性能的关系1)流平性能：〔外表张力，润湿度〕稀释剂、外表活性剂2)〔3)化学稳定性：〔涂料化学成分的不同4)〔降低〕提高外表张力可提高光滑度5)5、1)A〔二丙烯酸双酚A二缩水甘油醚酯〕。2)不饱和聚酯型：在分子侧基中或分子末端上含有不饱和基的聚酯，是一类极其重要的感光材料，可以由1,2-丙二醇、邻苯二甲酸酐和马来酸酐经过缩聚而成。3)4)聚氨酯：一般通过含羟基的丙烯酸或甲基丙烯酸与多元异氰酸酯反响制备，其中分子中的丙烯酸构造作为光聚合的活性点。例如，可由己二酸和己二醇反响得到有羟基的聚酯，再5)聚醚：一般有环氧化合物与6)其他：含有可反响性基团的聚酰胺、聚丙烯酸、硅酮树脂等都可与不饱和单体反响，形成感光性预聚体。6、光致抗蚀剂两类反响(降解反响以及交联反响的差异。、光致抗蚀剂两类反响降解反响以及交联反响的差异。降解反响以及交联反响)的差异负性：发生聚合或交联反响，生成聚合物溶解度大大下降，显影时不被溶解而保存在被保护层外表。主要包括分子链中含有不饱和键或可聚合活性点的可溶性聚合物。例如，聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯、聚亚苯基二丙烯酸酯、聚乙烯醇肉桂亚醋酸酯、聚乙烯醇氨基甲酸酯-肉桂亚醋酸酯。正性：发生光降解或其他反响，胶的溶解性能提升或属性转变，从而使曝光局部被除去。可用水溶液代替有机溶剂，但对工艺要求高，材料本钱高，同时溶解度变化不如负1分子材料的分类、1)-活性炭脱色2)按吸附机理分：化学吸附—螯合剂物理吸附——3)按性质分：非离子型吸附树脂——有疏水构造，吸附有机小分子4)离子交换树脂——带阴阳离子基团，吸附有机无机离子高吸水性树脂——带亲水性官能团，被水溶胀吸水高分子螯合剂——附金属离子2非离子型树脂的骨架是什么？如何调整其吸附特性？主要用于吸附什么？是什么骨架主要有聚苯乙烯，聚丙烯酸。聚苯乙烯型附树脂使用最多的交联剂为二乙烯基苯。一般来说，交联度低，树脂溶胀后的孔径较大，可吸附较大的分子，吸附量上升，但树脂的体积密度和机械强度下降。假设增大交联度，机械强度增加，但溶胀程度下降，吸附量下降。微孔型〔凝胶型〕主要在溶胀条件下使用，大孔型可在非溶胀和溶胀条件下使用，但以前者为主。用途：聚苯乙烯和二乙烯基苯共聚得到未经改造的树脂为非技术树脂，用于水溶液或空气中有机成分的吸附和富集。引入极性基团改性后，可用于在非极性溶液型树脂吸附性适中，能从水溶液中吸附亲脂性物质，也可在有机溶剂中吸附亲水性物质。3、离子型高分子吸附材料的骨架有哪些、离子型高分子吸附材料的骨架有哪些常用聚合物缩醛、聚氯乙烯4〕〕吸附树脂〔作用条件：作用条件：强酸性〔含磺酸基〕在较宽pH范围内作用弱酸性〔含羧基〕只在中性或碱性起作用参加适量二乙烯基合成：凝胶型聚苯乙烯强酸性阳离子交换65~95度进展反响，在苯环上引入磺酸基，得质子型产品聚丙烯酸型弱酸性阳离子交换树脂的制备：以〔羧酸脂为主要原料，参加适量交联剂——种不参与聚合反响的物质作为成孔剂应用：应用：脱除阳离子，进展离子交换，在酸催化方面当催化剂阳离子交换树脂制备方法苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚烯：CH=CH2CH=CH2+CH=CH2CH-CH2CH-CH2CH-CH2CH-CH2-CH-CH2CH-CH2nCH-CH2CH-CH2CH-CH2CH-CH2交联苯乙烯将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸P+H2SO4(发烟)PSO3H+H2O交联苯乙烯5、阴离子型吸附树脂：构造式〕、阴离子型吸附树脂：构造式〕〔强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂作用条件：作用条件：强碱性〔脂肪型聚铵盐〕在较宽pH范围内作用弱碱性〔骨架中含脂肪、芳香性伯仲叔氨基团〕中酸性与适量二乙烯苯交联剂进展合成：聚苯乙烯强碱性因离子交换树脂是以苯乙烯为主要原料，合成：悬碱催化反响阴离子交换树脂的制备方法阴离子交换树脂的制备方法子交换树脂在交联P交联苯乙烯HCHO，HClZnCl2NaOHPCH2ClN(CH3)3PCH2N+(CH3)3Cl-PCH2N+(CH3)3OH强碱性阴离子交换树脂水处理剂6、离子型高分子吸附材料如何再生，简洁应用〔水处理〕、离子型高分子吸附材〔水处理〕NaOHHCl溶液再生，以便连续使用。PCH2N+(CH3)3Cl-NaOH再生PCH2N+(CH3)3OH-+Cl阴离子交换树脂PSO3NaHCl再生PSO3H+Na+阳离子交换树脂离子型高分子树脂的应用水处理——重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备。7、高吸水性高分子材料的构造特征，、高吸水性高分子材料的构造特征，1)树脂分子中具有强亲水性基团，如羟基羧基。能够与水形成氢键，亲水性强，与水接触后可快速吸取并被溶胀2)树脂具有交联3)聚合物内部应当具有较高浓度离子性基团，可以保证体系内部具有较高浓度，从而在体系内外形成较高渗透压。4)聚合物应当有较高分子量，分子量增加，吸水后机械强度增加，吸水力量提高。8、吸水原理与各基团作用、阶段1：树脂内亲水基团亲水基团与水分子形成氢键，产生强相互作用进入树脂内部将其溶胀，并在亲水