第六章高聚物的分子运动

第六章 高聚物的分子运动

1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：n

M M f f A +=∞ 式中A 为常数；下标M 或∞分别指分子量为M 或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化温度（g T ）与分子量的经验关系式M

K T T g g -=∞)( 解：据自由体积理论，温度T 时的自由体积分数为：

)(g f g T T T f f -+=α

设g f （g T 时的自由体积分数）和f α（g T 转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同理，对于分子量分别为M 和∞的则有：

)()(M g f g M T T f f -+=α )()(∞∞-+=g f g T T f f α

代回原式：

n

g f g M g f g M T T f T T f A +-+=-+∞)()()()(αα 经整理后得：

n

f g M g M T T 1)()(?A

-=∞α 对于确定的聚合物，在一定温度下，f α=常数，并令f α/A =K （常数），则得出： n

g g M K T T -=∞)(

2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式：

)()()1()2()

1(2g g g g g g T T T T K T T W -+--=

式中，)1()2(/f f K αα??=，而g r f ααα-=?；2W 为组分2的重量分数；g T 、)1(g T 和)2(g T 分别为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。

解：由自由体积理论：)(g f g T T f f -+=α

对组分1：)()1()1()1(1g f g T T f f -?+=α

组分2：)()2()2()2(2g f g T T f f -?+=α

因线形加和性，则共聚物有：

2211φφf f f +=，其中121=+φφ

将1f 和2f 分别代入上式得：

[][]

2)2()2()2(1)1()1()1()()(φαφαg f g g f g T T f T T f f -?++-?+= 由自由体积理论，当g T T =时有：g g g f f f f ===)2()1(

则前式可化为：

2)2()2(2)1()1(21)()1)(()(φαφαφφg f g f g T T T T f f -?+--?++=

或写作：

2)2()2(2)1()1()()1)((0φαφαg f g f g T T T T f f -?+--?==-

)()()2()

1()2()1()1(2g g f f g g g T T T T T T -??---=∴ααφ )()()2()1()

1(g g g g g T T K T T T T -+--=

设二组分的重量、密度和体积分别为212121V V W W 、，、，、ρρ。 则有：22

1222φρρ=+?V V V 而设ρρ≈

2（ρ为共聚物密度），则上式为： 22

122φρρ=+?V V V 或2212W W W W =+ 即得：

)()()2()1()

1(2g g g g g g T T K T T T T W -+--=

或

22)1()2()1()1(1)(W K W T KT T T g g g g -+-+=

3

（1） 解释下列聚合物g T 温度高低次序的原因： Si O CH 3

CH 3，CH 2C CH 3CH 3，CH 2C Cl Cl ，CH 2O

C T g 120:- C T g 70:- C T g 17:- C T g 50:-

（2） 预计下列聚合物g T 温度高低的次序：

CH 2CH

CH 3，

CH 2CH Cl ，CH 2CH

，CH 2CH CN ， C CH 3CH 3O O C O ，O CH 3CH 3

，

解：（1）主要从链的柔顺性次序考虑，其次序是：

Si —O > C —O > C —C

聚甲醛和偏氯乙烯，因为链间分别有极性力（后者大于前者），所以g T 值均较聚异丁烯的高。

（2）从侧基的极性和大分子主链上有芳杂环影响链的内旋转运动这两种因素考虑，上述几种聚合物的g T 高低次序应是：PP

4指出下列聚合物力学转变图形的错误，并写出正确的答案来。

（1）加外力后不同时间测定的形变-温度曲线[图a]

（2）同一品种的聚合物，在晶态和非晶态时测定的形变-温度曲线[图b]

（3）加入不同数量增塑剂的某种聚合物试样的形变-温度曲线[图c]

（缺图）

解：（1）外力频率高者，应有较高的g T ，因此应将三条曲线的时间次序自左至右标为t 1、t 2、t 3；

（2）绝大多数聚合物的g m T T >，因此应将图上的m T 曲线移至g T 曲线之后；

（3）增塑剂量越大，g T 温度越低。因此应将各曲线上标出的增塑剂量的次序全部颠倒过来，即自左至右依次为40%、30%、10%、5%。

5试判别在半晶态聚合物中，发生下列转变时，熵值如何改变？并解释其原因：

（1）g T 转变；

（2）m T 转变； （3）形成晶体； （4）拉伸取向。

解：（1）g T 转变时熵值增大，因链段运动使大分子链的构象数增加；

（2） m T 转变时熵值增大，理由同（1）；另外晶格破坏也使分子的混乱度增加；

（3） 形成晶体时熵值减小，因大分子链规整排列，构象数减少；

（4） 拉伸取向时熵值减小，理由同（3）。

6 大分子链长对结晶聚合物熔点的影响，可用下式表示：

n

u m m M H RM T T ?+=00211 已知涤纶树脂的熔点0m T =540K ，摩尔单元融化热133.24-?=?mol kJ H u ，试预计涤纶树脂平均分

子量从12000增大到20000时，其熔点升高多少？

解： C C

OCH 2CH 2O O 1920=M

利用关系式 3)

1(10862.1120002433019231.8254011

-?=???+=m T K T m 537)1(=∴

3)

2(10857.1200002433019231.8254011

-?=???+=m T K T m 539)2(=∴

可见随着分子量增大，m T 增高，但增高得不多。

7 绘图说明结晶聚合物与非晶相聚合物的力学状态与其分子量、温度的关系；说明“皮革态”对聚合物在加工和使用上有何影响？

解：聚合物的力学状态随分子量和温度而变化的示意图如图a 和b 。

（缺图）

“皮革态”使聚合物加工困难（因树脂流动性差），但赋予材料以韧性，使塑料在T g —T m 范围内为韧性塑料，抗冲击性好。

8 把下列各项排列成序：

（1）PE 、PVC 、PVDC 结晶能力的大小；

（2）PA-6、PA-66、PA-1010回潮率和抗张强度的大小；

（3）T g 转变、T m 转变、T f 转变的活化能高低。

解：（1）结晶能力：PE > PVDC > PVC

（2）回潮率大小：PA-6 > PA-66 > PA-1010

抗张强度：PA-6 > PA-66 > PA-1010

（3）转变能量高低：E(T f ) > E(T m ) > E(T g )

9 下图为共聚和增塑对聚合物熔点和玻璃化温度的影响，试以分子运动观点来解释这种变化规律，并指出这些规律在选择塑料品种时有何参考价值？

解：增塑剂的存在，使大分子运动的自由体积增大，从而T g 降低；由于共聚作用破坏了晶格，使之易于熔化，T m 降低明显。

例如做塑料雨衣使用的塑料，希望材料既要柔软又不产生很大的蠕变，这样可选用增塑的PVC ；而做塑料地板使用时，材料的蠕变对其使用并无多大防碍，然而若能降低其熔点，增加其流动性，则对加工成型非常有利，为此常选用VC-VA 共聚物。

10 在相同温度下，用旋转粘度计测得三种高分子流体在不同切变速率下的切变应力数据如下表。试做出切应力（σ）—切变速率（γ）关系图，并判别它们各为何种类型流体？

由图可见，PVC ，增塑糊和甲基硅油的σ—γ为直线关系，近似Newwton 流体；聚丙烯酰胺的σ—γ为非线形关系，且在n

K γσ=关系中，流动行为指数n<1，为假塑体。

11 已知某种流体，其粘度（η）与切应力（σ）的关系为：

n n

C B A σ

ση++=11，并符合n m dt d σγ= 式中，n 为流动行为指数；A 、B 、C 、m 均为常数。若已知C > B ，问此流体属何种类型？ 解：由于C > B 和m=常数，当dt d /γ增大时，即n σ增大，则原式中n

n B C σσ+>+11，

A 、

B 、

C 又为常数，所以η减小，这意味着流动行为指数n<1，故为假塑性流体。

12 实验测定不同分子量的天然橡胶的流动活化能分别为25.08、40.13、53.50、53.9、54.3kJ . mol -1(单元)，而单体异戊二烯的蒸发热为25.08kJ . mol -1，试求：

(1)上述五种情况下高分子流动时链段各为多长（链段所含的碳原子数）？

(2)天然橡胶大分子链段至少应包括几个链节？链段分子量约为多大？

解：已知烃类的流动活化能（ηE ?）与蒸发热（v H ?）有如下关系式： v H E ?=?βη， 4131-=β 理论上若每个链节为独立运动单元时，则流动活化能应为127.608.254

1-?=?≈?mol kJ E η。现实际测定值ηE ?分别是25.08、40.13、53.50、53.90、54.30 kJ . mol -1，所以链节数分别是4、6.4、

8.5、8.6、8.65，可见独立运动的链段长度为4355.8≈?个碳原子。

异戊二烯结构单元 CH 2CH C CH 3CH 2

M 0=67,即链段分子量为570675.8≈?。

13 一种高分子材料在加工中劣化，其重均分子量由6101?降低至5

108?。问这种高分子材料加工前后熔体粘度之比为多少？

解：由Fox-Flory 经验方程 )(log log )

(log log )2(2)1(1T K X A T K X A w w -=-=ηη

式中，1η、2η分别为加工前后的熔体粘度，)1(w X 、)2(w X 分别为加工前后高分子的重均聚合度；K(T)为常数，在此分子量范围内A=3.4，

)

2()1()2()1(21log log log w w w w M M A X X A ==∴ηη

3295.0108101log 4.35

6

=??= 21/ηη∴=2.14（倍）

，即加工前为加工后粘度的2.14倍。

14 设某种聚合物（T g =320K ，0ρ=1?103kg . m -3）在400K 时测得其粘度为105Pa . s 。今用足够量的丙二醇（T g =160K ，1ρ=1?103kg . m -3）充分溶胀，使聚合物的体积分数占溶胀体的0.70。则此增塑聚合物在同一温度（400K ）下的粘度为多大？设聚合物与增塑剂的自由体积有线形加和性。 解：设高分子体积分数为： 3.0,7.0==+=d d p p

p V V V φφ

由自由体积理论)(g f g T T f f -+=α则分别可以写出：

纯聚合物)(025.0gp fp p T T f -+=α

丙二醇 )(025.0gd fd d T T f -+=α

下标p 和d 分别代表聚合物和增塑剂。

已知fp α=4.8?10-4/度，fd α=10-3/度，10ρρ≈=1?103kg . m -3

，根据自由体积线形加和性有：d d p p T f f f φφ+=

d gd fd p gp fp T T T T φαφα)](025.0[)](025.0[-++-+= fd p gd p gp fp T T T T αφφα)1)(()(025.0--+-=

设加丙二醇前后的粘度分别为0η和1η，根据粘度与自由体积分数的Doolittle 半经验公式：

T

p p T T p f f f f f f ?-=-=??11ln 40041ηρηρ

/)]}()()[1{(gp fp gd fd p T T T T ----=ααφ

)]}1)(()(025.0)][(025.0{[p gd fd p gp fp gp fp T T T T T T φαφαα--+?-+-+ 05.7=

463.405.710ln ln 5=-=∴η

s Pa ?=74.86η

15 已知PE 和PMMA 流动活化能ηE ?分别为41.8kJ . mol -1和192.3 kJ . mol -1，PE 在473K 时的粘度s Pa ?=91)473(η；而PMMA 在513K 时的粘度s Pa ?=200)513(η。试求：

（1）PE 在483K 和463K 时的粘度，PMMA 在523K 和503K 时的粘度；

（2）说明链结构对聚合物粘度的影响；

（3）说明温度对不同结构聚合物粘度的影响。

解：（1）由文献查得T g(PE)=193K ， T g(PMMA)=378K ，现求的粘度均在（T g +373）K 以上，故用Arrhenius 公式：

RT E Ae /ηη?= 或)11(log 303.2212

1T T R E T T -?=ηηη PE ： )473

14831(31.8108.4191log 303.23)483(-?=η s Pa ?=∴71)483(η

)473

14631(31.8108.4191log 303.23)463(-?=η s Pa ?=∴114)483(η

PMMA ：)513

15231(31.8103.192200log 303.23)523(-?=η s Pa ?=∴84)523(η

)513

15031(31.8103.192200log 303.23)503(-?=η s Pa ?=∴490)503(η

（2）刚性链（PMMA ）比柔性链（PE ）的粘度大；

（3）刚性链的粘度比柔性链的粘度，受温度的影响大。

16 已知增塑PVC 的T g 为338K ，T f 为418K ，流动活化能1

31.8-?=?mol kJ E η，433K 时的粘度为

5Pa . s 。求此增塑PVC 在338K 和473K 时的粘度各为多大？ 解：在C T T g g 100+-范围内，用WLF 经验方程计算，即

3015.11)338433(6.51)338433(44.17log 433-=-+--=g

T ηη 004.123015.115log log =+=g T η

s Pa g T ?=∴1210η

又因为473K>T f ，故用Arrhenius 公式计算，即

RT E e

/0ηηη?= 或 8226.0)433

31.81031.8exp()47331.81031.8exp(3

3)433()

473(=????=ηη s Pa ?=?=∴1.48226.05)473(η

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强，重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要：由于当今材料科学技术的快速更迭，高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天，光敏高分子材料的研究力度大大提升，逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括，以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索，高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中，都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下，太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下，光敏高分子材料的研究力度渐渐增加，也得到了许多理想的科研成果， 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料，是材料科学里一类主要的功能高分子材料，所触及范畴也较为普遍，如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能，可以分成如下四类：感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类，对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能，可以利用光交联反应或光聚合反应，使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后，光敏涂料会快速固化，获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂，从而降低了排放，提高了材料利用，保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联，使图层交联度更好，机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物，在紫外光的处理下，给电冰箱表面上漆，能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物，与光引发剂等结合后形成的混合型涂料，其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶（光致抗蚀剂） 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中，通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影，改变了其溶解性，其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质，氧化层表面留下不溶部分，从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解，被显影液所消融；而与之相反，在光照后，负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补，即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像，而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融，。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长，还可将其分为深紫外(i-线，g-线)光刻胶，远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

第六章------功能高分子材料及新技术研究

第六章功能高分子材料及新技术研究 功能材料的概念最早由美国贝尔实验室J. A. Morton博士提出，主要指具有声、光、电、磁、热、化学、生物学等功能及转换功能的一类材料。功能高分子是功能材料中的新军，由于高分子材料具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点，功能高分子材料的研究和发展十分迅速，成为近年来高分子科学最活跃的研究领域。功能高分子及有关新技术研究的前沿领域包括：电子功能聚合物及信息技术研究（光电磁功能高分子、高分子液晶显示技术、电致发光技术、塑料高密度电池、分子器件、非线性光学材料、高密度记录材料等）、医药功能高分子及卫生保健技术研究（高分子药物、控制药物释放材料、医用材料、医疗诊断材料、人体组织修复材料等）、信息高分子的合成及应用技术等。此外，通用高分子的改性技术、天然高分子的利用及改性、聚合物生物降解材料及聚合物资源的再利用技术等，也归属于这一领域。本章重点选择电子功能高分子及电光技术、医药功能高分子及卫生保健技术、环境友好高分子材料——完全生物降解高分子材料的应用予以介绍。 第一节电子功能高分子及电光技术研究 电子功能材料具体指那些具有电特性的材料，如电阻材料、导电材料、介电材料、超导材料、电光转换材料、电热转换材料等。电子功能材料在微电子技术、激光技术，特别是近年来迅速发展的信息技术方面发挥着越来越重要的作用。 一、结构型导电高分子（π共轭高分子） （一）典型共轭高分子的合成 有机高分子一直是以电绝缘性著称的，广泛被用作电器开关、闸刀、电线电缆外绝缘层等。直到1977年日本的白川英树发现掺杂聚乙炔具有与传统的金属，如铜、铝接近的电导率时，结构导电高分子才被认识。经过二十几年的发展，导电高分子已成为化学及物理学的重要研究领域，不仅提出了孤子理论（SSH理论）解释聚乙炔的导电行为，还相继合成了聚对苯、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚苯硫醚等多种结构导电高分子，产生了导电高分子这门新兴的学科。导电高分子的三位发明人黑格教授、麦克迪尔米德教授和白川英树教授也被授予2000年诺贝尔化学奖。 表6-1 几种典型导电高分子的结构和室温电导率 名称结构式电导率/s·cm-1

功能高分子材料第四章《光敏高分子材料》预习题(一)

1. 哪些结构或基团具有光敏活性？ (1)具有光敏活性的结构有：PN 结、羰?那烯-2,3-?腈?架、树脂等； (2)具有光敏活性的基团有：偶氮基、重氮基、叠氮基、烯基、?桂酰基、?桂叉?酰基、苄叉苯?酮基、苯?烯基吡啶基、α-苯基?来酰亚胺基、丙烯酸酯基、卟啉类低聚物（?如?卟啉、原卟啉、铁卟啉等）、呫吨类染料（?如荧光素、曙红、藻红、玫瑰红等）、?些特定的醌类化合物（?如苝醌类 PQP）等。 2. 光化学反应包括哪些反应？ 光化学反应范围很?，分为化合、分解、氧化、还原等化学反应，主要有光合作?和光解作?两种，其次还有光交联、光聚合、光氧化还原、光?聚、光分解、光异构化反应等。 (1)有机合成中的光化学反应 有机合成中常?的光化学反应有光氧化反应、光还原反应、光聚合反应和光取代反应等。 ①光氧化反应是在光照射、光敏剂作?下，有机物分?与氧繁盛的加成反应。 ②光还原反应是在光催化下，有机物分?从供氧体中抽取氢分??发?的还原反应。 ③光聚合反应是单体分?借光的引发（或?光敏剂）活化成?由基?进?的连锁聚合。 ④光取代反应常?的是脂肪烃的光滤代制氯代烃。 (2)环境化学中的光化学反应 环境化学中的光化学反应主要有光氧化反应、光降解反应和光氧-微?物降解反应。 ①光氧化降解反应是在光作?下，氧化将有机物分?如芳醛、芳醇和芳烃氧化为氢过氧化物。 ②光氧-微?物降解反应需要具有光敏基团或易与微?物作?的结构。 3. 感光?分?应具备哪些性能？ (1)图像特性：感光度，分光感光度，解像?，反差，显影性，S/N ?，光照时空?的影响； (2)涂层特性：粘着性，膜厚均?性，尺?稳定性，柔软性，?孔，易成膜性，耐药品性，耐电镀性，耐热性，耐?候性，耐刷性，印刷油墨粘附性 ； (3)化学特性：保存稳定性，组成均?性，不纯物含量，?味，安全性，易得性，可加?性，经济性?分含量，废料处理简单。

高分子材料的结构特点和性能精选. - 副本

高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 高分子材料的性能是其内部结构和分子运动的具体反映。掌握高分子材料的结构与性能的关系，为正确选择、合理使用高分子材料，改善现有高分子材料的性能，合成具有指定性能的高分子材料提供可靠 的依据。 高分子材料的高分子链通常是由103~105个结构单元组成，高分子链结构和许许多多高分子链聚在一起的聚集态结构形成了高分子材料的特殊结构。因而高分子材料除具有低分子化合物所具有的结构特征(如同分异构体、几何结构、旋转异构)外，还具有许多特殊的结构特点。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。聚集态结构是指高聚物材料整体的内部结构，包括晶体结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构等有关高聚物材料中分子的堆积情况，统称为三级结构。 1. 近程结构 (1) 高分子链的组成 高分子是链状结构，高分子链是由单体通过加聚或缩聚反应连接而成的链状分子。高分子链的组成是指构成大分子链的化学成分、结构单元的排列顺序、分子链的几何形状、高聚物分子质量及其分布。 高分子链的化学成份及端基的化学性质对聚合物的性质都有影响。通常主要是指有机高分子化合物，它是由碳-碳主链或由碳与氧、氮或硫等元素形成主链的高聚物，即均链高聚物或杂链高聚物。 高密度聚乙烯(HDPE)结构为－[CH2CH2]n－，是高分子中分子结构最为简单的一种，它的单体是乙烯，重复单元即结构单元为CH2CH2 ，称为链节，n为链节数，亦为聚合度。聚合物为链节相同，集合度不同的混合物，这种现象叫做聚合物分子量的多分散性。 聚合物中高分子链以何种方式相连接对聚合物的性能有比较明显的影响。对于结构完全对称的单体(如乙烯、四氟乙烯)，只有一种连接方式，然而对于CH2=CHX或CH2=CHX2类单体，由于其结构不对称，形成高分子链时可能有三种不同键接方式：头-头连接，尾-尾连接，头-尾连接。如下所示： 头-头(尾-尾)连接为： 头-尾连接为： 这种由于结构单元之间连接方式的不同而产生的异构体称为顺序异构体。一般情况下，自由基或离子型聚合的产物中，以头-尾连接为主。用来作为纤维的高聚物，一般要求分子链中单体单元排列规整，使 聚合物结晶性能较好，强度高，便于抽丝和拉伸。 (2) 高分子链的形态 如果在缩聚过程中有三个或三个以上的官能度的单体存在，或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生，

功能高分子材料知识点

第一章1、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别、什么是功能高分子材料？与普通高分子材料的区别? 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。区别：区别：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，通常表现为难以形成完整晶体，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殊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。第二章1、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。、高分子试剂与普通试剂相比的优缺点。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应的机械化和自动化程度。e) 提高化学反应的选择性。f) 可以提供在均相反应条件下难以达到的反应环境。缺点：a) 增加实试剂生产的成本。b) 降低化学反应速度。2、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）、常用试剂的辨认（种类、判断官能团）。高分子氧化剂（高分子过氧酸）：稳定性好，贮存、运输、使用方便高分子还原剂（高分子锡还原试剂）：稳定性好、无气味、低毒性、还原某些羰基化合物、选择性还原二醛中的一个、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、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些、常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：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。4、高分子氧化还原试剂——特点：能够在不同情况下表现出不同的反应活性。——特点、高分子氧化还原试剂——特点：高分子氧化还原试剂具有可逆的氧化还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，与本征型的区别。、复合型导电高分子材料的定义、构成，与本征型的区别。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、表面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：提供载流子的作用，它的形态、性质和用量直接决定材料的导电性。2.聚合物基体材料：将导电颗粒牢固地粘结在一起，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。区别：与结构型导电高分子不同，在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，区别：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) 微观量子力学的隧道效应用来解释粒子间隙很大时导电现象。该理论认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) 场致发射效应为相邻的导电粒子存在电位差，在电场作用下发生电子发射，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）。当温度升高时，电导能力下降，即电阻值升高，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结构、载流体、影响电导率的因素（温度）、电子导电型聚合物的结构、载流体、影响电导率的因素（温度）。结构特点：结构特点：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

第六章 高聚物的分子运动

第六章 高聚物的分子运动 1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：n M M f f A +=∞ 式中A 为常数；下标M 或∞分别指分子量为M 或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化温度（g T ）与分子量的经验关系式M K T T g g -=∞)( 解：据自由体积理论，温度T 时的自由体积分数为： )(g f g T T T f f -+=α 设g f （g T 时的自由体积分数）和f α（g T 转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同理，对于分子量分别为M 和∞的则有： )()(M g f g M T T f f -+=α )()(∞∞-+=g f g T T f f α 代回原式： n g f g M g f g M T T f T T f A +-+=-+∞)()()()(αα 经整理后得： n f g M g M T T 1)()(?A -=∞α 对于确定的聚合物，在一定温度下，f α=常数，并令f α/A =K （常数），则得出： n g g M K T T -=∞)( 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式： )()()1()2() 1(2g g g g g g T T T T K T T W -+--= 式中，)1()2(/f f K αα??=，而g r f ααα-=?；2W 为组分2的重量分数；g T 、)1(g T 和)2(g T 分别为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。 解：由自由体积理论：)(g f g T T f f -+=α

光敏高分子材料

光敏高分子材料 叶青 080712120 长春理工大学 130022 摘要：光敏高分子材料是光化学和光物理科学的重要组成部分，在光或射线作用下能迅速发生化学变化或物理变化的高分子材料。近年来发展迅速，并在各个领域中获得广泛应用，本文简述了光敏高分子材料的概述、分类及光致变色材料等。 关键词：光敏；材料；分类；光致变色 Abstract: photosensitive polymer materials is an important part of photochemical and photo physical science, under the action of light or rays can quickly polymer materials experiencing chemical or physical change. In recent years has developed rapidly, and used in various fields, this article tries to sketch an overview of the photosensitive polymer materials, classification and photochromic materials. Keywords: photosensitive; material; classification of photochromic 1 光敏高分子材料概述 敏高分子材料也称为光功能高分子材料，是指在光参量的作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料。如，吸收光能后发生化学变化的光敏高分子材料有：光致刻蚀剂和光敏涂料（发生光聚合、光交联、光降解反应等），光致变色高分子材料（发生互变异构反应，引起材料吸收波长的变化）；吸收光能后发生物理变化的光敏高分子材料有：光力学变化高分子材料（引起材料外观尺寸变化），光导电高分子材料（可增加载流子而导），非线性光学材料（发生超极化而显示非线性光学性质），荧光发射材料（将光能转换为另外一种光辐射形式发出）等。光敏高分子材料是光化学和光物理科学的重要组成部分，近年来发展迅速，并在各个领域中获得广泛应用。 1.1高分子光物理和光化学原理 许多物质吸收光子以后，可以从基态跃迁到激发态，处在激发态的分子容易发生各种变化。如果这种变化是化学的，如光聚合反应或者光降解反应，则研究这种现象的科学称为光化学；如果这种变化是物理的，如光致发光或者光导电现象，则研究这种 现象的科学称为光物理。研究在高分子中发生的这些过程的科学我们分别称其为高分 子光化学和高分子光物理。高分子光物理和光化学是研究光敏高分子材料的理论基础。激发能的耗散激发态分子的激发能，有三种可能转化方式。即：发生光化学反应；以发射光的形式耗散能量；通过其他方式转化成热能，后两种方式称为激发能的耗散。激发能耗散的方式有许多种。光引发剂和光敏剂光引发剂和光敏剂，均能促进光化学反应的进行。但是，光引发剂是吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于分子键断裂能量时，断键产生自由基，光引发剂则被消耗；而光敏剂是吸收光能后跃迁到激发态，然后发生分子内或

第五章 高聚物的分子运动习题答案

第五章 高聚物的分子运动 1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：n M M f f A +=∞ 式中A 为常数；下标M 或∞分别指分子量为M 或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化温度（g T ）与分子量的经验关系式M K T T g g -=∞)( 解：据自由体积理论，温度T 时的自由体积分数为： )(g f g T T T f f -+=α 设g f （g T 时的自由体积分数）和f α（g T 转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同理，对于分子量分别为M 和∞的则有： )()(M g f g M T T f f -+=α )()(∞∞-+=g f g T T f f α 代回原式： n g f g M g f g M T T f T T f A +-+=-+∞)()()()(αα 经整理后得： n f g M g M T T 1)()(?A -=∞α 对于确定的聚合物，在一定温度下，f α=常数，并令f α/A =K （常数），则得出： n g g M K T T -=∞)( 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式： )()()1()2() 1(2g g g g g g T T T T K T T W -+--= 式中，)1()2(/f f K αα??=，而g r f ααα-=?；2W 为组分2的重量分数；g T 、)1(g T 和)2(g T 分别为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。 解：由自由体积理论：)(g f g T T f f -+=α 对组分1：)()1()1()1(1g f g T T f f -?+=α

第八章 聚合物的分子运动

第二章（P255） 1．简述聚合物的分子运动特点。 答：聚合物的分子运动的特点是： 运动单元的多重性：聚合物的运动单元可以是侧基、支链、链节、链段和整个分子等。 高分子热运动是一个松弛过程：在一定的外界条件下，聚合物从一种平衡状态通过热运动达到与外界条件相适应的新的平衡态，这个过程不是瞬间完成的，需要一定的时间。 高分子热运动与温度有关：随着温度的升高，高分子热运动的松弛时间缩短。 2．试用自由体积理论解释聚合物的玻璃化转变。 答：根据自由体积理论，液体或固体物质的体积是由两部分组成的：一部分是被分子占据的体积，称为已占体积，另一部分是未被占据的以“孔穴”形式分散于整个物质之中的自由体积。正是由于自由体积的存在，分子链才可能通过转动和位移而调整构象。自由体积理论认为，当高聚物冷却时，起先自由体积逐渐减少，到某一温度时，自由体积将达到最低值，这时高聚物进入玻璃态。在玻璃态下，由于链段运动被冻结，自由体积也被冻结，并保持一恒定值。因此，对任何高聚物，玻璃化温度就是自由体积达到某一临界值时的温度，高聚物的玻璃态可视为等自由体积状态。 3．何谓玻璃化转变温度？简述一种测量聚合物玻璃化温度的方法。 答：聚合物玻璃态与高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度。 玻璃化转变温度可以用膨胀计法测定，即直接测量高聚物的体积或比容随温度的变化。从体积或比容对温度曲线两端的直线部分外推，其交点对应的温度作为； T g T也可以用差热分析测量，其基本原理是在等速升温的条件下，连续测定被测试g 样与惰性基准物之间的温度差△T，并以△T对试样T作图，即得差热曲线，曲线上出现一台阶，台阶处所对应的温度即为。 T g 4．试从分子运动的观点说明非晶聚合物的三种力学状态和两种转变。 答：在玻璃态下（T

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 1

第五章高聚物的分子运动习题答案

百度文库 第五章高聚物的分子运动 1假定聚合物的自由体积分数（f ）的分子量依赖性为：f M 式中A为常数；下标M或分别指分子量为M或极大值时的自由体积分数。由上式试导出玻璃化 K 温度（T g ）与分子量的经验关系式T g T g（） g才g g（） M g f (T T g) 设f g （T g时的自由体积分数）和 f （T g转变前后体积膨胀系数差）均与分子量无关。同 理，对 的则有: K T g T g() g g( )M n 2如果二元共聚物的自由体积分数是两组分自由体积分数的线形加和，试根据自由体积理论，导出共聚时对玻璃化温度影响的关系式： 式中，K W2 T g T g(1) K(T g (2) T g) (T g T g(G f (2) / f (1)，而 f r g ； W2为组分2的重量分数；T g、T g（i）和T g（2）分别 M n 解：据自由体积理论，温度T时的自由体积分数为: f(T T g (M )) f(T T g（）） 代回原式: f(T T g(M ))g f(T T g()) M n 经整理后得: T g(M) T g()— f M n 对于确定的聚合物，在一定温度下， f =常数，并令 / f=K （常数），则得出: 于分子量分别为M和

百度文库为共聚物、均聚物1和均聚物2的玻璃化温度。 解：由自由体积理论: f(T T g) 对组分1: f1g(i) f (1) (T 组分2 : f2T g(1)) g(2) f (2) (T T g (2)) 因线形加和性，则共聚物有: 1 1 f 2 2，其中 将f i和f2分别代入上式得: g(i) f（1） 仃 T g (1))g(2)f(2)(T T g(2)) 2 由自由体积理论，当T T g时有: g(i) g(2) 则前式可化为: f g( 1 f(1)(T T g(1))(12) f(2)仃T g (2) ) 2 或写作: f(1)(T T g(1))(12) f (2) (T T g(2)) 2 T T g⑴ (T g T g(1)) 竺(T g T g(2)) f(1) T T g(1) (T g T g(1)) K(T g(2) T g) 设二组分的重量、密度和体积分别为W、W2, 则有: ￡ _V2 2 V1 V21、2，V〔、V2。 而设 V2 V1 V22或W1 W2 为共聚物密度），则上式为: 即得:

浅析高分子材料性能与组成、结构的关系

浅析高分子材料性能与组成、结构的关系 一．概述 1．高分子材料及其分类： 相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。 按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。 2．决定高分子材料性能主要因素： （1）化学组成： 高分子材料都是通过单体聚合而成，不同单体，化学组成不同，性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成。由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。 （2）结构： 同样的单体即化学组成完全相同，由于合成工艺不同，生成的聚合物结构即链结构或取代基空间取向不同，性能也不同。如聚乙烯中的HDPE、LDPE和LLDPE，它们的化学组成完全一样，由于分子链结构不同即直链与支链，或支链长短不同，其性能也就不同。 （3）聚集态 高分子材料是由许许多多高分子即相同的或不相同的分子以不同的方式排列或堆砌而成的聚集体称之聚体态。同一种组成和相同链结构的聚合物，由于成型加工条件不同，导致其聚集态结构不同，其性能也大不相同。高分子材料最常见的聚集态是结晶态、非结晶态，又称玻璃态和橡胶态。聚丙烯是典型的结晶态聚合物，加工工艺不同，结晶度会发生变化，结晶度越高，硬度和强度越大，但透明降低。PP双向拉伸膜之所以透明性好，主要原因是由于双向拉伸后降低了结晶度，使聚集态发生了变化的结果。 （4）分子量与分子量分布（相对分子质量与相对分子质量分布）： 对于高分子材料来说，分子量大小将直接影响力学性能，如聚乙烯虽然都是由乙烯单体聚合而成，分子量不同，力学性能不同，分子量越大其硬度和强度也就越好。如PE蜡，分子量一般为500~5000之间，几乎无任何力学性能，只能用作分散剂或润滑剂。而超高分子量聚乙烯，其分子量一般为70~120万，其强度都超过普通的工程塑料。表-1列出LDPE性能与相对分子质量的关系。 ）的关系 × 高分子材料实际上是不同分子量的混合体，任何高分子材料都是由同一种组成而分子量却不相同的化合物构成。通常所说的分子量大小是指的平均分子量。分子量分布这一专用述语是用来表示该聚合物中各种分子量大小的跨度。分子量分布越窄即跨度越小，同样平均分子量的高分子材料其耐低温脆折性和韧性越好，而耐长期负荷变形和耐环境应力开裂性下降。 3．表征高分子材料性能常用的两个物理量： （1）密度： 单位体积物质的质量称之密度，其单位一般用g/cm3表示。对于高分子材料来说，密度大小表示高分子链之间接近的程度，或者说密堆积的程度。同一种高分子材料，密度大小将表示支链化的程度。支链化程度越小，密度越大，材料的硬度强度越好，而韧性降低。表-2列出聚乙烯性能与密度的关系。

第三章 高聚物的分子运动与力学状态

第三章高聚物的分子运动与力学状态 1定义下列术语： 1)松弛过程，松弛时间、松弛时间谱；2)高弹态；3)熔点与玻璃化转变温度，4)自 由体积；5)分段流动与化学流动；6)主转变与次级转变；7)反增塑。 2为什么可以认为“实际上高聚物总处于非平衡态”？ 3运动单元运动的松弛时间与哪些因素有关？ 4怎样区分塑料和橡胶？ 5 T和m T在本质上有什么差别？升温速率、外力作用速度、作用力的大小和流体静压力g 等如何影响Tg的测试值？ 6高聚物的比容、弹性模量、折光指数与介电系数在玻璃化转变前后如何变化？ ★7画出下列高聚物的1)形变-温度曲线；2)模量-温度曲线以及3) 比容-温度曲线示意图、标出特征温度和不同温度范围内的力学状态并示意当升温速率改变时上述曲线的变化趋势：1)无规立构聚苯乙烯，2) 全同立构聚丙烯，3) 硫化天然橡胶，4) 固化酚醛塑料， 5) SBS热塑弹体，6) ABS工程塑料。 8画出一组分子量不同的苯乙烯同系线形聚合物的模量-温度示意图，标出特征温度。 ※9画出一组分子量不同的同系线形聚乙烯的模量-温度示意图，标出特征温度。 ★10画出硫化橡胶与热固性环氧塑料的模量-温度曲线，标出特征温度和不同温度范围内的力学状态。 ★11 画出1)未增强尼龙6, 2)玻璃纤维增强尼龙6（% V）和3）碳纤维增强尼龙6 60 = f （% V）的模量-温度示意图，标出特征温度。其中f V为纤维的体积分数。 = 60 f 12Fox-Flory和Simha-Borer定义的自由体积有什么不同？根据这两个自由体积定义推出的非晶态高聚物在 T下的自由体积分数分别是多少？ g ※13为什么教材中表2-7中某些高聚物的 T有两个值？ g ※14 试用影响高分子链柔性的因素分析表2-7中各高聚物的 T。 g 15 交联密度怎样影响交联高聚物的 T？ g 16 为什么当分子量足够大时，高聚物的流动活化能与分子量无关？ 17 在热塑性塑料的模压成型、挤出成型、吹塑成型与注射成型中，以哪一种流动为主？在 橡胶素炼时，以哪一种流动为主。 ★18 现有3种ABS，每一种都有两个 T值： g 1) T＝-80℃ 2g T＝100℃ 1g 2) -40℃ 100℃ 3) 0℃ 100℃ 试估计这三种ABS在-20℃时的韧性大小。

高分子的分子运动特征

高分子的分子运动特征： 高聚物具有结构上的特殊性，这是高聚物具有特殊物理性能的物质基础，材料的宏观性能是建立在去微观结构的基础上的，他们之间的关系通过分子的运动而表现出来，不同结构的高聚物材料，由于它们的分子运动模式不同，性质不同，即使是同一结构的材料，在不同的条件下，由于分子有不同的运动而显示出不同的物理性能。 高聚物的结构是多层次的，具有相当的复杂性，这导致其分子运动的多重性和复杂性，与小分子相比，高分子运动具有一些不同的特点： 1、高分子运动单元的多重性：高分子运动单元可以是侧基、链节、链段和整个分子链，对高聚物的物理和力学性能起决定作用的最基本的运动单元为链段，是由于柔性主链上单键的内旋转产生的，链段运动是柔性高分子链特有的运动单元。链段运动本身也有多重性和相对性，运动单元为转变依赖于外场条件，改变外场条件就能改变分子运动状态，从而导致高聚物力学状态改变。 2、高分子运动的时间依赖性：在外场作用下，物体从一种平衡状态通过分子运动转变为与外场相适应的另一种平衡状态的过程，称为松弛过程。分子运动完成这个过程所需要时间称为松弛时间，松弛时间与分子尺寸有关，分子越大，运动速度越小，松弛时间越长。由于高分子运动单元的多重性，实际的高聚物的松弛时间不是单一的值，在一定范围内可以认为是一个连续的分布，常用松弛时间谱而表示。实际上高聚物总是处于非平衡态，这就是高聚物分子运动的基本属性。 3、高分子运动的温度依赖性：高分子的运动强烈的依赖于温度，升高温度能加速高分子运动。 非晶态高聚物的玻璃化转变，结晶高聚物的熔融称为主转变。在结晶态和玻璃态高聚物中，一些运动单元的尺寸比主转变的运动单元尺寸小，这些较小的运动单元的运动也是一种松弛过程，统称次级松弛或次级转变。 晶区的分子运动可能有：①晶区的链段运动；②晶型的转变;③晶区内部侧基和链段的运动；④晶区缺隙的局部运动。 对于非晶态高聚物，在玻璃态时虽然链段的运动被冻结，但仍然有小范围的主链运动和侧基或侧链的运动。

功能高分子材料

第一章功能高分子材料化学总论 1. 功能高分子材料的结构与性能之间有何关系？ 2. 功能高分子材料的制备方法有哪些？ 3. 有哪些功能高分子材料？请简述其功能。 第二章反应型功能高分子材料 1. 什么是高分子试剂和高分子催化剂？ 2. 主要高分子反应试剂有哪些？请简介。 3. 什么是固相合成？ 4. 载体需要具备哪些条件？ 5. 有哪些主要高分子催化剂？请简介。 第三章导电高分子材料 1．什么是导电高分子？其主要性质有哪些？ 2．什么是复合型导电高分子？其结构有哪些？ 3．什么是电子导电高分子？简述结构与导电机理的关系？ 4．电子导电聚合物的制备方法有哪些？ 5．什么是离子导电高分子？简述结构特征和性质与离子导电能力的关系？ 第五章液晶高分子材料 １．液晶高分子必备的结构特征 ２．高分子液晶的分类依据有哪三种？ ３．应用角度来考虑，高分子液晶材料具有哪一些特点？ ４．简要论述液晶形成的体积排斥理论。 ５．影响液晶形成的外部因素有哪一些？ ６．高分子液晶结构研究的方法有哪一些？ 第六章高分子功能膜材料习题 １．膜材料主要有哪几种分离方法？ ２．膜分离的机制有哪几种？

３．以宏观外形考虑，高分子分离膜有哪几种类型？ ４．列举一个浓差驱动膜的应用实例． ５．密度膜与中空纤维膜有什么区别？密度膜透过率与哪一些因素有关第九章医用高分子材料复习题 1. 医用高分子有哪些种类？作为医用高分子应满足哪些要求？ 2．医用高分子生物降要求是什么? 请解释生物相容性。 3．请简述生物惰性高分子材料的结构与性质, 应用。 第十章高分子纳米复合材料 1。什么叫做纳米材料, 纳米技术？纳米复合材料？ 2。什么是有哪些纳米效应？ 3。高分子纳米复合材料的制备技术有哪些? 第十一章 1．高分子表面活性剂有哪些部分组成？具有哪些功能？ 2．高分子表面活性剂分几类？举例说明。 3．根据疏水性部分高分子活性剂分哪几类？ 4．什么叫天然高分子表面活性剂？什么叫合成高分子表面活性剂？ 5．农用高分子材料包括哪些?高分子食品添加剂是什么？作为高分子食品添加剂应满足哪些条件？有哪些高分子食品添加剂？ 6．一般非阻燃聚合物在燃烧过程中产生哪些破坏作用？聚合物加入阻燃剂后，哪几个方面发挥阻燃作用？

功能高分子材料复习题答案

1功能高分子材料的特点：?①产量小，产值高，制造工艺复杂? ②有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功 能? ③既可以单独使用，也可与其它材料复合制成构建，实现结构/ 功能一体化? 一次功能：向材料输入的信息能量与从材料输出的信息能量属于同一种形式，即材料仅起能量和信息传递作用时，称这种功能为一次功能? 二次功能：材料输入和输出的能量具有不同形式，材料其能量转化作用，这种功能称二次功能 2功能材料的分类：①按功能分类：物理功能高分子，化学功能高分子，生物功能和医用高 分子，其它功能高分子? ②按性质和功能分类：反应型高分子材料，光敏型高分子材料，电活性 高分子材料，膜型高分子材料，吸附性高分子材料，高性能工程材料， 医用高分子材料，其他功能高分子材料? 3制备：化学法：?①功能型小分子高分子化②已有通用高分子材料功能化????????? 物理法：①聚合物包埋法? ②已有通用高分子材料的功能化的物理方法：小分子高分子共混等??③功 能高分子在读功能化的物理方法? 表征途径：红外，X射线衍射，透射电镜，扫描电镜 第二章 1离子交换树脂功能：离子交换功能，催化功能，吸附功能，脱水功能，脱色功能 应用：水处理，环境保护，海洋资源利用，冶金工业，原子能工业，食品工 业，化学合成 2絮凝剂特点：用量少，ph适用范围广，受盐类及环境影响较小，污泥量少，处理高效，应用广，天然絮凝剂基本元素，易老化降解，不造成二次污染 作用原理：①带电絮凝剂可与带反电荷的微粒使电荷中和，降低双电层厚度使碰撞增加 ②一个分散微粒可以同时吸附两个以上的高分子链，在高分子链间起吸附架桥 作用，由高分子链包覆使微粒变大，加速沉降 ③一个高分子链也可同时吸附两个以上微粒，高分子乐意在多出与微粒结合 一同下降 影响因素：①分子链结构的影响 ②悬浮体系的性质：固体微粒种类、粒径、电量、含量，介质ph值，温度 ③使用方法影响 3高吸水性树脂吸水机理：因为其具有天然或合成的高分子电解质三维交联结构，首先由于 树脂中亲水基团与水形成氢键，产生相互作用，水进入树脂而使 其溶胀，但交联构成的三维结构又阻止树脂的溶解，此后，吸水 后高分子中电解质形成离子相互排斥而导致分子扩展，同时产生 的由外向内的浓度差又使得更多的水进入树脂，是树脂的三维结 构扩展，但是交联结构又阻止其扩展继续，最后扩展和阻止扩展 力达到平衡，水不再进入树脂内，热吸附的水也被保持在书之内 构成了含有大量水的凝胶状物质。 吸水能力：与树脂交联密度，亲水性，电荷密度，离子交联密度等有关

医用高分子材料的结构与性能

目录 摘要 (1) 1 前言 (2) 2 医用高分子材料的分类 (2) 2.1 来源 (2) 2.2 降解性 (3) 2.3 应用方向 (4) 2.3.1 人工脏器 (4) 2.3.2 人工组织 (4) 2.3.3 护理和医疗用具相关的医用材料 (4) 2.3.4 药用高分子 (5) 3 医用高分子的性质 (5) 3.1 生物功能性 (5) 3.2 生物相容性 (5) 4 医用高分子的表面改性方法 (6) 4.1 物理方法 (6) 4.1.1 表面涂层 (6) 4.1.2 物理共混 (7) 4.2 化学方法——表面接枝法 (7) 4.2.1 表面接枝改性 (7) 4.2.2 等离子体表面改性 (8) 4.2.3 光化学固定法 (8)

4.3 表面仿生化改性 (9) 4.3.1 表面肝素化 (9) 4.3.2 表面磷脂化 (9) 4.3.3 表面内皮化——内皮细胞固定法 (9) 5 总结与展望 (10) 参考文献 (11)

摘要 由于其良好的生物相容性，医用高分子材料是现阶段最为安全的一类医用材料。同时，合成加工的简便，来源的广泛，使得医用高分子材料的功能性越来越多，应用范围也越来越广泛。但由于结构的限制，医用高分子材料在人体中的相容性还未达非常理想地到人们要求。因此，也就产生了以表面改性为主的一系列增进其相容性的改性方法。本文通过对医用高分子材料的定义、分类、性质以及表面改性方法的介绍，体现了医用高分子材料的优越和不足之处，同时也对医用高分子材料的未来进行了展望。 关键词：医用高分子；生物相容性；表面改性

1 前言 医用高分子材料（medical polymer）是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生，具有特殊功能作用的高分子材料，是生物医用材料的重要组成之一[1]。医用高分子材料需长期与人体体表、血液、体液接触，有的甚至要求永久性植入体内。因此，这类材料必须具有优良的生物体替代性（力学性能、功能性）和生物相容性[2]。 生物医用高分子材料需要满足的基本条件：在化学上是不活泼的，不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能，具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的复杂的形态[3]。 随着近代医学及材料科学的发展，对生物医用高分子材料的需求越来越大。目前全世界应用的有90多个品种，西方国家消耗的医用高分子材料每年以10%-20%的速度增长。以美国为例，每年有数以百万计的人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍，需进行800万次手术进行修复，年耗资超过400亿美元，器官衰竭和组织缺损所需治疗费占整个医疗费用的一半[4]。随着人民生活水平的提高和对生命质量的追求，我国对医用高分子材料的需求也会不断增加。 2 医用高分子材料的分类 2.1 来源 按照来源，可将医用高分子材料分为合成医用高分子材料和天然高分子材料。 常见的合成医用高分子材料包括PE（polyethylene，聚乙烯）、PP （polypropylene，聚丙烯）、PC（polycarbonate，聚碳酸酯）、PLA（polylactic acid，聚乳酸）及其衍生物、有机硅橡胶等。其优点是工艺成熟，机械性能相对较好，加工性能较好，能够同时表现多种功能性[5]。 常见的天然医用高分子材料包括壳聚糖、明胶、海藻酸盐类、纤维素等。天