功能高分子材料习题集.doc

第一章 功能高分子材料概述 1.高性能高分子材料定义：对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 2.功能高分子材料定义：当受外部刺激时，能以化学或物理方式，表现出与常规高分子明显不同的物理化学性质并具有某些特殊功能的高分子。 3.功能高分子材料的构效关系：是指功能高分子材料结构变化与所引起性能变化之间的因果关系。 4.功能高分子中官能团的作用 ①功能取决于所含官能团 如：高分子氧化剂中的过氧酸基 N，N-二取代联吡啶的电致发光功能 季胺基、磺酸基的离子交换功能 ②官能团与聚合物骨架协同作用 固相合成试剂(聚对氯甲基苯乙烯) ③官能团与聚合物骨架不同区分 主链型聚合物液晶(致晶原在主链上) 导电高分子(具有线性共轭结构的聚乙炔、聚苯胺) ④官能团只起辅助作用 改善溶解性、降低Tg 5.功能高分子中聚合物骨架的作用 ①稳定作用、离子交换树脂中的三维网状高分子 ②机械支撑作用 ③模板作用,高分子骨架的空间限制 立体选择合成及光学异构体的合成 6. 聚乙烯醇的制备及与小分子化合物反应使其功能化的路线。 聚醋酸乙烯酯用甲醇醇解可制得聚乙烯醇。酸和碱都有催化作用。 聚乙烯醇的功能化 7. 功能高分子的制备技术 ① 功能性小分子的高分子化 功能性小分子的高分子化可利用聚合反应，如共聚、均聚等；也可将功能性小分子化合物通过化学键连接的化学方法与聚合物骨架连接，将高分子化合物作为载体；甚至可通过物理方法，如共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。 如：将小分子过氧酸引入高分子骨架后形成的高分子过氧酸，挥发性和溶解性下降，稳定性提高；N, N－二甲基联吡啶经过高分子化后，可将其修饰固化到电极表面，便可以成为固体显色剂和新型电显材料；将青霉素与乙烯醇－乙烯胺共聚物以酰胺键相结合，得到水溶性的药物高分子，这种高分子青霉素在人体内的停留时间为低分子青霉素的30～40倍。 ② 已有高分子材料的功能化 利用化学反应将活性功能基引入聚合物骨架，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。如，聚苯乙烯与氯甲醚反应可以得到聚对氯甲基苯乙烯，将这种氯甲基化的聚苯乙烯在二甲基亚砜中用碳酸氢钾处理，可形成聚对甲醛苯乙烯，进一步氧化则可得到高分子过氧酸。 ③ 多功能材料的复合及已有功能高分子的功能扩展。 如以微胶囊的形式将功能性小分子包埋在高分子材料中；又如在离子交换树脂中的离子取代基邻位引入氧化还原基团，如二茂铁基团，以该法制成的功能材料对电极表面进行修饰，修饰后的电极对测定离子的选择能力受电极电势的控制。 第二章 离子交换树脂和吸附树脂 1.离子交换树脂：是指具有离子交换基团的高分子化合物。它具有一般聚合物所没有的新功能离子交换功能，本质上属于反应性聚合物从离子交换树脂出发，还引申发展了一些很重要的功能高分子材料。如离子交换纤维、吸附树脂、螯合树脂、聚合物固载催化剂、高分子试剂、固定化酶等。.吸附树脂也是在离子交换树脂基础上发展起来的一类新型树脂，是指一类多孔性的、高度交联的高分子共聚物，又称为高分子吸附剂。这类高分子材料具有较大的比表面积和适当的孔径，可从气相或溶液中吸附某些物质。 离子交换树脂的结构离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状高分子材料外形一般为颗粒状 6. 阳离子交换树脂将能解离出阳离子、并能与外来阳离子进行交换的树脂称作阳离子交换树脂从酸碱性的角度看，可以认为阳离子交换树脂相当于高分子多元酸阴离子交换树脂将能解离出阴离子、并能与外来阴离子进行交换的树脂称作阴离子交换树脂从酸碱性的角度看，阴离子交换树脂相当于高分子多元碱。 离子交换树脂的分类 按交换基团的性质分类：阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。阳离子交换树脂有R—SO3H为强酸型、R—PO(OH)2为中酸型、R—COOH为弱酸型；阴离子交换树脂有R3—NCl为强碱型、R—NH2(伯胺)、R—NR’H(仲胺)、R—NR’’2、(叔胺)为弱碱型。 按树脂的物理结构分类：凝胶型、大孔型和载体型 凝胶型大孔型 9.吸附树脂的分类 吸附树脂目前尚无统一的分类方法，通常按其化学结构分为以下几类。 （1）非极性吸附树脂 指树脂中电荷分布均匀，在分子水平上不存在正负电荷相对集中的极性基团的树脂。代表性产品为由苯乙烯和二乙烯基苯聚合而成的吸附树脂。 (2)中极性吸附树脂 这类树脂的分子结构中存在酯基等极性基团，树脂具有一定的极性。 （3）极性吸附树脂 分子结构中含有酰胺基、亚砜基、腈基等极性基团，这些基团的极性大于酯基。 （4）强极性吸附树脂 强极性吸附树脂含有极性很强的基团，如吡啶、氨基等。 强酸型阳离子交换树脂的制备 强酸型阳离子交换树脂绝大多数为聚苯乙烯系骨架