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功能高分子材料 北京林业大学材料学院 张力平 第1章 绪论 第1章 绪论 功能高分子材料是指除了具有一定力学性质之外，还具有某些特定功能（如化学性、导电性、磁性、光敏性、生物活性等）的高分子材料。 定义为： 对物质、能量和信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料称为功能高分子材料,通常也可简称为功能高分子,有时也称为精细高分子或特种高分子(包括高性能高分子)。 将材料的功能进一步分为一次功能和二次功能。 第1章 绪论 一次功能：材料起着能量和信息传递的作用 声学功能、热学功能、电磁学功能、光学功能、化学功能。 力学功能也属于一次功能，但不包括在功能性中。 二次功能：材料起着能量转换的作用 机械能与其他形式能量交换、电能与其他形式能量转换、磁能与其他形式能量转换、热能与其他形式能量转换、光能与其他形式能量转换。 第1章 绪论 目前开展的研究工作 1 功能高分子的分子结构、二次结构及高次结构的设计；以及这些层次的结构与聚合物的功能与性能之间的关系； 2 功能高分子材料的合成原理与制备方法 3 功能高分子材料的应用 第1章 绪论 1.2 功能高分子材料的分类和特点 按照功能高分子材料的组成及结构 结构型功能高分子材料 复合型功能高分子材料 按照功能高分子材料的来源 天然功能高分子材料 半合成功能高分子材料 合成功能高分子材料 第1章 绪论 第1章 绪论 第1章 绪论 磁 导磁 塑料磁石、磁性橡胶、光磁材料显示、记录、储存、中子 吸收 热 热变形 热收缩塑料、形状记忆高分子医疗、玩具 绝热 耐烧蚀材料火箭、宇宙飞船 热光 热释光塑料测量 声 吸音 吸音防震材料建筑 声电 声电换能材料、超声波发振材料音响设备 机械 传质 分离膜、高分子减阻剂化工、输油 力电 压电高分子、压敏导电橡胶开关材料、机器人触感材料 生物 身体适应性 医用高分子外科材料、人工脏器 药性 高分子医药 医疗、计划生育、治癌 仿生 仿生高分子、智能高分子生物医学工程 第1章 绪论 1.3 功能高分子材料的功能与结构的关系 结构中所含的功能基团，以及承载官能基团的高分子骨架有至关重要的地位；还有凝聚态结构和宏观形态也影响高分子材料的功能性。 1.3.1 高分子骨架与高分材料功能性的关系 高分子骨架（承载官能团） 化学结构 分子链结构 聚集态结构 改性 宏观形态 第1章 绪论 离子交换树脂：在结构中存在微孔，以便于被交换的离子通过，并且其分子链应当是部分交联的，以免在某些溶剂中溶解。 高分子分离膜：要求膜有微孔结构，或者具有与被分离物质的亲和作用，以利于扩散功能，满足选择性透过的功能。 导电高分子材料：在化学结构中要存在共轭结构以利于电子形成通路，但要考虑其他性能，要对高分子骨架进行一定的改性。 第1章 绪论 高分子材料根据化学形态分为： 线性高分子：呈线性，没有分支 支化高分子：支链分为长支链、短支链 交联高分子：相互交联、形成网状 树形高分子：规整的支化结构、端基结构 第1章 绪论 功能性高分子与功能性小分子 区别在于：高分子骨架 带有同样功能基团的高分子化合物的物理化学性能不同于其小分子，这种由于引入高分子骨架后产生的性能差异被定义为高分子效应。 高分子效应：骨架作用使其溶解度下降、稳定性提高、对扩散有阻碍作用等物理作用；又有在化学反应中所起的机械支撑作用（无限稀释和无限浓缩） 第1章 绪论 1.3.2 官能团与功能高分子材料功能性的关系 （1）官能团的性质对高分子的功能起主要作用 （2）聚合物与官能团协同作用 (3) 聚合物骨架作用 （4）官能团起辅助作用 第1章 绪论 1.4 功能高分子的制备技术 功能高分子与通用高分子本质上不同的是分子 上往往