功能高分子01- 详解.ppt

目录 第一章 绪论 第二章 吸附分离高分子材料 第三章 高分子分离膜 第四章 电功能高分子材料 第五章 光功能高分子材料 第六章 环境降解高分子材料 第七章 生物医用高分子材料 第八章 智能高分子材料 第九章 液晶高分子 第十章 高分子纳米复合材料 第十一章 超支化聚合物 第十二章 固-固相转变高分子材料 第一章绪 论 内容提纲 1. 高分子材料简史 30年代，一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PS（1934～1937），LDPE（1939）。自由基聚合发展。1935年发明了离子交换树脂，可以看作最早开发的功能高分子材料。 高分子溶液理论在30年代建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory为此获得诺贝尔奖。 40年代，二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1943），ABS（1947），涤纶树脂（1940～1950）。 50年代，Ziegler和Natta发明配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。这一阶段，美国人开发了感光高分子用于印刷工业，后来又发展到电子工业和微电子工业。1957年发现了聚乙烯基咔唑的光电导性，打破了多年来认为高分子材料只能是绝缘体的观念。 1956年，美国人Szwarc发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。 50年后期至60年代，大量高分子工程材料问世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。 60年代以后，特种高分子和功能高分子得到发展。 特种高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝缘、半导体等。 功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜 等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。 1966年little提出了超导高分子模型，预计了高分子材料超导和高温超导的可能性，随后在1975年发现了聚氮化硫的超导性。 2.功能高分子基本概念 特种高分子是相对于通用高分子而言的。 通用高分子材料：应用面广量大，价格较低。根据其性质和用途可分为五大类：化学纤维、塑料、橡胶、油漆涂料、粘合剂。 特种高分子材料：带有特殊物理、力学、化学性质和功能的高分子材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料的范畴。 特种高分子可细分为功能高分子和高性能高分子。 2.1 功能高分子分类 日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为，功能高分子可从以下几个方面分类。 力学功能材料 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材料等； 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 化学功能材料 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、高分子络合物等； 反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 物理化学功能材料 耐高温高分子，高分子液晶等； 电学功能材料，如导电性高分子、超导高分子，感电子性高分子等； 光学功能材料，如感光高分子、导光性高分子，光敏性高分子等； 能量转换功能材料，如压电性高分子、热电性高分子等。 生物化学功能材料 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子药物、高分子农药等； 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 国内一般采用按其性质、功能或实际用途来划分特种高分子材料，具体可划分为8种类型。 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。 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。 电性能高分子材料，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。 高分子分离材料，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。 高分子吸附材料，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。 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。 医药用高分子材料，包括医用高分子材料、药用高分子材料和医药用辅助材料等。 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。 这一分类，实际上包括了高性能高分子材料，与特种高分子材料概念相当。 3.功能高分子制备方法 特种高分子材料的特点在于他们特殊的“性能”和“功能”，因此在制备这些高分子材料的时候，分子设计成为十分关键的研究内容。 设计一种能满足一定需要的特种高分子材料是高分子化学研究的一项