功能高分子
功能高分子，英文名functional polymers。
在合成或天然高分子原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能（如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等）而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等，后者对生物活性功能的显示更为重要。
背景
功能高分子材料从20世纪50年代才初露端倪，到70年代方成为高分子学科
的一个分支，目前正处于成长时期。功能高分子材料从功能上大致可分为四类：第一类是化学功能，包括离子交换、催化、光聚合、光分解、光降解等；第二类是物理功能，包括导电、热电、压电、超导、磁化、光弹性等；第三类是介于化学、物理之间的功能，包括吸附、膜分离、高吸水、表面活性等；第四类是生理功能，包括生理组织适应性，血液适应性等。下面列举几种日常生活中可能遇到的功能高分子材料制品。
光敏高分子
经光照吸收光能后在结构上发生化学变化或物理变化的高分子。又称光敏树脂。它广泛用于印刷版、光刻胶，光敏油墨、光敏油漆等方面。有的高分子吸收不同波长的光后能使结构发生可逆的变化而引起吸收光谱的变化，这类高分子称光致变色高分子。
电学功能高分子
有些共轭双键体系的高分子如聚乙炔等，具有半导体性质，称为高分子半导体，如在电子非定域化的分子间分子轨道相互作用很强，则由于载流子的生成和转移容易进行，会表现出很强的电学性能，这称为导电高分子；光照后能产生光生伏打效应的，称为光导高分子（聚乙烯咔唑／三硝基芴酮）；聚偏氟乙烯及其共聚物在热及压力作用下能产生热电及压电效应的，称为热电及压电高分子。
催化功能高分子
酶是天然高分子催化剂，模仿天然酶、参照酶的活性中心，并与高分子效应结合而合成的高活性、高选择性催化剂叫模拟酶，如高分子催化剂及高分子金属催化剂；为克服酶的水溶性缺点，将酶用高分子限定在一定空间内，称固定化酶。将细菌等生物活性物质固定化，以代替化学反应器内的传统催化剂，称生物反应器。
选择分离功能高分子
离子交换树脂是有分离、提纯、净化功能的高分子，但其选择分离性能不高，螯合树脂的选择性能较高；另一类大孔树脂，其表面积有上百平方米，可用作高分子吸附剂，能从水中吸附以ppb计的微量杂质；选择性分离膜被广泛地用于分离、提纯和医疗上。
医用高分子
主要包括:用于制造人工组织和人工器官的高分子生物材料；作为载体、助剂或药理活性物质，用于提高药物制剂的安全性、长效性及专一性的药用高分子，其中具有药理活性的高分子化合物称高分子药物；以及用来制造医疗过程中各种体外用的器具和用品。⑥其他功能高分子还有：将化学能转为机械能的人工肌肉；信息传递功能高分子及减阻功能高分子等都在探索开发中。
离子交换树脂
一般家庭用水壶烧水，隔不久，水壶底上覆盖了一层水垢，那是因为
在自来水中的钙、镁离子，在高温下会生成碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁和硅酸镁等难溶化合物，并沉积在壶底而形成水垢。同样，在工业锅炉中也存在这种结垢现象。所以进入锅炉的原水必须除去钙、镁离子，这个过程称为水的软化。原水软化是采用钠型离子交换树脂，它是在聚苯乙烯树脂的苯环上引入磺酸基团制成的，此种树脂具有交换钙、镁离子的功能，也就是一种功能高分子材料。当原水经过离子交换树脂层时，水中的钙、镁离子和树脂上的钠离子进行交换，这样水中的钙、镁离子就被除去了，使水质得到软化。被钙、镁离子饱和的树脂再经氯化钠溶液再生，钠离子把树脂上的钙、镁离子交换下去，树脂就可以反复使用了。
感光性高分子材料
感光性高分子材料是指吸收光能后可导致体系内或分子间产生化学或物理变化并由此带来可利用的特定功能的塑料，如在光线照射下液态变成不溶性的固态，称为光固化或光交联；如在光线照射下，其导电性会起变化的，称为光导性；
光线照射会使高分子结构中的链段降解的，称为光降解等。感光塑料广泛用于照相、印刷、静电复印、电子工业等。
在印刷行业中，采用光聚合型感光性树脂，经光固化、显影后可制成凸版印刷的材料。它们的成像原理均是光聚板在紫外线的照射下，受光部分的高分子基材成为不溶或难溶部分，而未受光部分仍保持其原有的溶解度，然后用一定的溶剂或碱水冲洗去，留下受光部分即成为浮雕型印刷版。
医用高分子材料
现代医学的发展对材料的性能提出了复杂、严格、多功能的要求，这对于大多数金属和无机材料来说是难以满足的。合成材料虽然不是万能的，但它们与生物体有着极其相似的化学结构，因此可以制造出化学性质和物理性质类似的物体，部分或全部替代生物体的有关组织或器官，如人工心脏、人工血管、人工皮肤、人工晶体等。[1]
功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10％以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50％。
功能高分子材料发展现状及展望 一、引言 功能高分子材料是指具有特殊性能的高分子材料，如导电、阻燃、自修复等。随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高，功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。本文将从功能高分子材料的定义、发展历程、应用领域以及未来展望等方面进行探讨。 二、功能高分子材料的定义 功能高分子材料是指在普通高分子材料中加入一些特殊成分或经过改性后，使其具有某种特殊性能的新型高分子材料。这些特殊性能可以是导电、阻燃、自修复、形状记忆等。这些新型高分子材料不仅具有传统高分子材料的优点，如重量轻、耐腐蚀等，还具有更多的优势。 三、功能高分子材料的发展历程 1. 20世纪50年代至60年代初期：以聚氯乙烯为主要原料生产出各种塑胶制品。 2. 60年代中期至70年代初期：出现了聚碳酸酯、聚酰亚胺等新型高分子材料。 3. 70年代中期至80年代初期：出现了聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物等新型高分子材料。
4. 80年代中期至90年代初期：出现了聚丙烯、聚乙烯等新型高分子 材料。 5. 21世纪以来：功能高分子材料得到了广泛应用，如导电高分子材料、阻燃高分子材料、自修复高分子材料等。 四、功能高分子材料的应用领域 1. 导电高分子材料：主要应用于电池、太阳能电池板等领域。 2. 阻燃高分子材料：主要应用于建筑材料、电器设备等领域。 3. 自修复高分子材料：主要应用于汽车制造、飞机制造等领域。 4. 形状记忆高分子材料：主要应用于医学器械、智能纺织品等领域。 五、功能高分子材料的未来展望 1. 研发更多的功能性高分子材料，满足不同领域的需求。 2. 提高功能高分子材料的性能，使其更加适合实际应用。 3. 推广功能高分子材料的应用，促进产业升级和经济发展。 4. 加强对功能高分子材料的研究和开发，为未来的科技进步提供支持。 六、结论 随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高， 功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。未来，随着技术的不断 提升和需求的不断增加，功能高分子材料将会有更广阔的发展前景。
1.与通用高分子比较，功能高分子具有特殊的（物理化学）和（生物）性能。 2.反应性高分子主要有（高分子化学反应试剂）以及（高分子催化剂）两种。 3.报据导电聚合物中的载流子的不同导电高分子分为（电子），（离子）以及（空穴）高分子三种。 4.膜分离过程需要在外力的作用下进行的非自发过程。外力主要包括（浓度梯度驱动），（电场力驱动）和（压力驱动）三种。 5.光化学反应有（光降解反应），（光交联反应）和（光异构化反应）等三种反应类型。 6.电子导电聚合物导电过程中的载流子是（电子）或（空穴）。 7.根据液晶形成条件，高分子液晶可以分为（热融型）以及（溶液型）两种． 8.功能高分子材料的性质主要取决于所含的（官能团）。 9.主要的高分子氧化试剂有（高分子过氧酸和高分子硒试剂）。 10.膜分离过程，依据分离机理可分为（过筛分离，溶解扩散，选择性吸附）。 11.吸水树脂的分子结构主要由（亲水官能团），（离子化基团）两部分组成。 12.反应性高分子主要有（高分子试剂）以及（高分子催化剂）两种。 13.固化酶：在不减少或少减少酶的活性的前提下使酶不溶于水。 14.n-掺杂：在高分子材料的导电带中加入一个电子，形成半充满能带（产生自由电子），与还原反应过程类似，也称还原型掺杂。 15.液晶：在物理性质上呈现各向异性，形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态。 16.光敏剂：当吸收光能发生光物理过程至某一激发态后，发生分子间能量转移，将能量转移给另一个分子，使其发生化学反应，产生自由基作为聚合反应的活性种。 17.纳米复合材料：材料结构组元中至少有一相的一维尺寸少于100nm。 18.简述导电聚合物掺杂后导电率显著提高原因？ 在掺杂过程中掺杂剂分子插入聚合物分子链间，通过两者之间氧化还原反应完成电子转移过程使聚合物分子轨道电子占有情况发生变化。根据共轭聚合物分子结构分析，当进行p-型掺杂时，掺杂剂从聚合物的π成键轨道中拉走一个电子，使其呈现半充满状态，分子轨道能量升高。而当进行n-型掺杂时，掺杂剂将电子加入聚合物的π空轨道中，同样形成半充满状态，分子轨道能量下降。这些处在半充满状态的电子构成导电过程中的载流子，与此同时聚合物能带结构本身也发生变化，出现了能量居中的亚能带。其结果是能带间的能量差减小，电子的移动阻力降低，使线型共轭导电聚合物的导电性能从半导体进入类金属导电范围。 19.简述聚合物液晶的典型结构特点？ 能够形成液晶的物质通常在分子结构中具有刚性部分。从外形上看，刚性部分通常呈现近似棒状或片状，这样有得分子有序堆砌。这是液晶分子在流言蜚语下维持某种有序排列所必须的结构因素。在高分子液晶中这些刚性部分被柔性链以各种方式连接在一起。在常见的液晶中，这种刚性结构通常由两个苯环，或者脂肪环，或者芳香杂环，通过一个刚性结构X连接组成，这个刚性结构能够阻止两个环的旋转。构成这个刚性连接部件常见的化学结构包括亚氨基，反式偶氮基，氧化偶氮基，酯基和反式乙烯基等，刚性体的端基R可以是各种极性或非极性基团，对形成的液晶具有一定的稳定作用。20.简述浓度梯度驱动膜的分离过程？ 气体、液体膜分离过程：在浓度梯度驱 动分离过程中，被分离的主要是气态和液 态物质，溶液中的固体微粒虽然也能用浓 度驱动力进行分离，但实践中较少使用。 透析过程：透析是一个扩散控制，浓度梯 度驱动过程，主要用于溶液中某些溶质的 分离，在这一过程中被分离物质从高浓度 溶液一侧，穿过分离膜，进入低浓度溶液。 其特征为两侧均为同种溶剂组成的溶液。 控制释放装置：在现实生活中我们经常碰 到需要将某些有特定效用的物质在一定时 期内均衡不断地释放出来，以延长作用时 间和作用效果。利用分离膜的控制透过作 用即可以制成具有缓释功能的控制释放装 置。 21.简述吸附型树脂的分类？ 非离子型吸附树脂：这种树脂中不含有 特殊的离子和官能团，吸附主要依靠分子 间的范德华力。吸水性高分子吸附剂：这 种高分子材料具有亲水性网状分子结构， 并可以被水以较大倍数溶胀，因此具有较 大吸收和保持水分的能力。金属阳离子配 位型吸附树脂：这种高分子材料的骨架上 带有配位原子或者配位基团，能够对特定 金属离子进行络合反应，两者间生成配位 键而结合，因此对多种过渡金属离子有吸 附和富集作用。离子型吸附树脂：这种高 分子材料的骨架中含有某些酸性或者碱性 基团，在溶液中解离后分别具有与阳离子 或者阴离子相互以静电引力生成盐而结合 的趋势。 22.试述功能高分子、特种高分子、精细高 分子之间的区别和联系? 功能高分子材料是指那些具有独特物理 特性〔如光、电、磁）或化学特性〔如反 应、催化等）的新型高分子村料。特种高 分子——有特定的性能（如耐高温，绝缘 性能等）。精细高分子——产量小、产值 高，制造工艺复杂．功能高分子是其重要 部分．精细高分子是相对于通用高分子来 定义。功能高分子——具有某些特殊功能。 性能：材料对外部作用或外部刺激（力， 光、热）的抵杭性能。功能：从外部向材 料输入信号时，材料的内部发生的质和量 的变化或这些变化输出的信号。 23.官能团的作用有哪几方面？高分子效 应包括哪儿方面？各举一例说明？ 一个化合物表现出来的物理化学性质主 要决定于化合物中官能团的种类和性能。 A.功能高分子材料的性质主要取决于所含 的官能团，如高分子氧化剂的氧化性能产 生于所含的过氧羧基；B.功能高分子的性 质取决于聚合物骨架与功能团的协同作 用。如固相合成试剂（聚对氯甲基苯乙烯） C.官能团与骨架不能区分，官能团是骨架 的一部分。如主涟型聚合物液晶和导电聚 合物，如聚乙炔和芳香烃及芳香杂环聚合 物。D.官能团在高分子材料中仅起辅助作 用。如引入官能团改善溶解性能，降低玻 璃化温度，改变润湿性和提高机械强度等。 24.功能高分子包括哪几种类型？ 按照功能的性质划分：A.物理功能高分 子，导电高分子、光导高分子、热电高分 子、磁性高分子B.化学功能高分子：反应 性高分子、离子交换树脂C.生物高分子及 医用高分子D.其他：膜分离功能高分子， 吸附性树脂。按照性质和功能划分：E.反 应型高分子材料，包括高分子试剂和高分 子催化剂．特别是高分子固相合成试剂和 固化酶试剂等。F.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科等．G. 电活性高分子材料，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 料以及其他电敏材料。H.膜型高分子材料， 包括各种分离膜，缓释膜和其他半透性膜 材料．I.吸附型高分子材料，包括高分子 吸附型树脂，离子交换型树脂、高分子整 合剂、高分子絮凝剂和吸水性高分子吸附 剂等．J.高性能工程材料，如高分子液晶 材料、功能纤维材料等．K.高分子智能材 料，包括高分子记忆材料、信息存储材料 和光、电、磁、pH、压力感应材料等．按 实际用途划分：医药用高分子、分离用高 分子、高分子化学反应试剂、高分子染料 等。 25.试述膜分离的两个最重要指标？ 作为分离用膜．两个最重要的指标是透 过性和选择性。透过性是指物质单位时间 透过单位面积分离膜的绝对量，标志膜的 分离速度。选择性是指在同等条件下测定 物质透过量与参考物透过量之比，标志膜 的分离质量。 26.膜分离机制包括哪些？膜分离过程驱 动力包括哪些？ 膜分离机制：过筛分离机制；溶解扩散 机制；选择性吸附机制。膜分离过程的驱 动力:浓度差驱动力；压力差驱动力；电场 驱动力 ；化学势驱动力。 27.电导型聚合物的结构特征及常见的几 种聚合物结构？ 线性共轭电子体系（共轭卜键）。碳·氮， 碳·硫、氮·硫共轭体系．聚乙炔，聚苯 胶、聚毗咯、聚噻吩，聚苯硫醚、聚苯、 聚苯亚乙烯。 28.捧杂的涵义及机制？ 掺杂是指在纯净的无机半导体材料中， 加入少量不同价态的第二种物质，改变半 导休材料中空穴和自由电子的分布状态。 在聚合物空轨道中加入电子或从占有轨道 中拉出电子，改变现有派电子能带的能级， 出现能量居中的半充满能带，减小能带间 的能能差，使自由电子和空穴迁移时的阻 碍减小。导电高分子在‘掺杂’之后其链 结构上存在着离子自由基，又称偶极子或 孤子，这类偶极子（孤子）的存在与跃迁 使其具有了导电性。电荷转移络合物机制： 掺杂时，高分子链给出或接受电子，掺杂 剂将被还原或氧化，所形成的掺杂剂离子 与高分子链形成合物以保持电中性。质子 酸机制：高分子链与掺杂剂之间并无电子 的迁移．而是掺杂剂的质子附加于主链的 碳原子上，而质子所带电荷在一般共轭链 上延展开来。 29.导电复合材料的导电机理及常见性 质？ 导电机制：粒子导电从通过接触的导体 粒子链来导电．粒子之间的接触电阻与接 触数是决定导电的关键。隧道导电机制把 非常薄的非导体夹在导体中时，电场作用 下电子仅需越过非常低的势垒而移动的现 象。开关效应电压与电流的关系急剧发生 变化的现象。表现：在一定温度下增加电 压．在某一电压时由非导体剧变为导体； 在一定电压下升温．在某一温度区域由良 导体变为绝缘体。压敏、拉敏效应在外场 压力作用下．复合材料由高阻态转变为低 阻态．称为压敏效应．反之在拉力作用下， 由低阻态转变为高阻态，则为拉敏效应．目 前具有两种效应的导电复合材料的基体多 限于弹性体。热敏效应电阻率随温度的升 高而增加或降低可分为：正温度系数（PTC） 材料和负温度系数（NTC）材料。
浅谈：功能高分子材料分类与性能应 用 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 通常，人们对特种和功能高分子的划分普遍采用按其性质、功能或实际用途划分的方法，可以将其分为八种类型。 1、反应性高分子材料包括高分子试剂、高分子催化剂、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。 2、光敏性高分子材料包括各种光稳定剂、光刻胶、感光材料、非线性光学材料、光电材料及光致变色材料等。 3、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及其他电敏感性材料。
4、高分子分离材料包括各种分离膜、缓释膜和其他半透明膜材料、离子交换树脂、高分子絮凝剂、高分子螯合剂等。 5、高分子吸附材料包括高分子吸附树脂、吸水性高分子等。 6、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值、压力感应材料等。 7、医用高分子材料包括医用高分子材料、药用高分子材料和医用辅助材料等。 8、高性能工程材料如高分子液晶材料、耐高温高分子材料、高强度高模量高分子材料、阻燃性高分子材料、生物可降解高分子和功能纤维材料等。 常见的几种功能高分子材料 离子交换树脂 它是最早工业化的功能高分子材料。经过各种官能化的聚苯乙烯树脂，含有H 离子结构，能交换各种阳离子的称为阳离子交换树脂，含有OH-离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。它们主要用于水的处理。离子交换膜还可以用于饮用水处理、海水炎化、废水处理、甘露醇、柠檬酸糖液的钝化、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收以及作为电解隔膜和电池隔膜。
功能高分子材料 —阳离子聚丙烯酰胺 一概述： 功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。功能高分子材料是上世纪60年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后开发涌现出的新材料。近年来，功能高分子材料的年增长率一般都在10%以上，其中高分子分离膜和生物医用高分子的增长率高达50%。 下面以阳离子聚丙烯酰胺来说明一：阳离子聚丙烯酰胺的功能： 1、澄清净化作用； 2、沉降促进作用； 3、过滤促进作用； 4、增稠作用与其他作用； 二：阳离子聚丙烯酰胺主要用途： 1)聚丙烯酰胺用于污泥脱水根据污泥性质可选用本产品的相应牌号，可有效在污泥进入压滤之前进行污泥脱水，聚丙烯酰胺脱
水时，产生絮团大，不粘滤布，压滤时不散，流泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。 2)聚丙烯酰胺用于生活污水和有机废水的处理，本产品在配性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。聚丙烯酰胺如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高废水，饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子聚丙烯酰胺要比用阴离子，非离子聚丙烯酰胺或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。 3)聚丙烯酰胺用于以江河水作水源的自来水的处理絮凝剂，用量少，效果好，成本低，特别是和无机絮凝剂复合使用效果更好，它将成为治长江、黄河及其它流域的自来水厂的高效絮凝剂。 4)聚丙烯酰胺造纸用增强剂及其它助剂。 5)聚丙烯酰胺用于油田经学助剂，如粘土防膨剂，油田酸化用稠化剂。 三：形态 阳离子聚丙烯酰胺按照形态的不同可以分为固体颗料及乳液两种形态，目前市场上应用最广泛的是固体颗料状，而阳离子聚丙烯酰胺乳液作为一种新形态产品市场应用较少。 主要介绍其在污水处理方面的应用； 1．有机废水中常使用粉状阳离子聚丙烯酰胺：通常是让污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀。根据对絮凝装置中阳
功能高分子材料 ▲1、什么是功能高分子什么是特种高分子两者的区别和关系如何 （1）功能高分子：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应输出的高分子材料。 功能高分子材料是指既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。 （2）特种高分子材料：是指带有特殊物理、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。 （3）功能高分子属于特种高分子材料的范畴。特种高分子材料可细分为功能高分子和高性能高分子两类。 ▲2、功能和性能有什么区别功能高分子和高性能高分子有什么不同 （1）性能：材料对外部作用的抵抗特性。（2）功能：指从外部向材料输入信号时，材料内部发生质和量的变化而产生输出的特性。 （3）功能高分子：是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出相应输出的高分子材料。 （4）高性能高分子：是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 （从实用的角度看，对功能材料来说，人们着眼于它们所具有的独特的功能；而对高性能材料，人们关心的是它与通用材 料在性能上的差异。） 3B、功能高分子材料的类型 （1）力学功能材料：①强化功能材料，② 弹性功能材料。 （2）化学功能材料：①分离功能材料，② 反应功能材料，③生物功能材料。 （3）物理化学功能材料：①耐高温高分子， ②电学功能材料，③光学功能材料，④能量 转换功能材料。 （4）生物化学功能材料：①人工脏器用材 料，②高分子药物，③生物分解材料。 这一分类，实际上包括了所有特种高分子材 料。国内一般采用按其性质、功能或实际用 途划分为8种类型。 （1）反应性高分子材料，（2）光敏型高分 子，（3）电性能高分子材料，（4）高分子分 离材料，（5）高分子吸附材料，（6）高分子 智能材料，（7）医药用高分子材料，（8）高 性能工程材料。 ▲1、什么是活性聚合阴离子活性聚合的特 征是什么 （1）活性聚合：是指引发速度远远大于增 长速度，并且在特定条件下不存在链终止反 应和链转移反应，亦即活性中心不会自己消 失的反应。二氯乙基氯/乙酸乙酯引发 （2）阴离子活性聚合的基本特点：①聚合 反应速度极快；②单体对引发剂有强烈的选 择性；③无链终止反应；④多种活性种共存； ⑤相对分子质量分布很窄。 ▲2、通过哪些途径可实现阳离子活性聚合 哪些单体适合进行阳离子活性聚合 （1）途径①设计匹配性亲核反离子，如 采用HI/I2引发体系引发烷基乙烯基醚进 行阴离子活性聚合②适当的lewis酸碱配 对引发，如采用二氯乙基铝/乙酸乙酯引发 （2）目前，烷基乙烯基醚、异丁烯、苯乙 烯及其衍生物、1, 3 —戊二烯、茚和α- 蒎烯等都已经实现了阳离子活性聚合。 ▲3、为什么基团转移聚合也属于活性聚合 范畴 基团转移聚合与阴离子型聚合一样，属“活 性聚合”范畴。基团转移聚合是以不饱和酯、 酮、酰胺和腈类等化合物为单体，以带有硅、 锗、锡烷基等基团的化合物为引发剂，用阴 离子型或路易士酸型化合物作催化剂，选用 适当的有机物为溶剂，通过催化剂与引发剂 之间的配位，激发硅、锗、锡等原子与单体 羰基上的氧原子结合成共价键，单体中的双 键与引发剂中的双键完成加成反应，硅、锗、 锡烷基团移至末端形成“活性”化合物的 过程。 包括①链引发反应，②链增长反应，③链终 止反应。 ▲4、自由基活性可控聚合有哪几类 阴离子活性聚合、阳离子可控聚合、基团转 移聚合、原子转移自由基聚合、活性开环聚 合、活性开环歧化聚合等 ▲5、什么是高分子的化学反应他们与小分
功能高分子材料 近30年来，高分子化学与高分子材料工业发展迅猛，功能高分子材料也得到了蓬勃发展。所谓功能小是指这类高分子除了机械特性外，另有其他功能。例如：光、电、磁性能，对特定金属离子的选择螯合性，以及生物活性等，这些都与高分子材料中具有特殊结构的官能团密切相关。功能高分子的独特性使其在诸多领域得到了广泛应用，并具有巨大的发展潜力，引起了人们广泛注意。 一、功能高分子材料简介 功能高分子是60年代末迅速发展起来的新型高分子材料。功能高分子的内容丰富、品种繁多、发展迅速，已成为新技术革命必不可少的关键材料，必将对21世纪人类社会生活产生巨大影响。 1、功能高分子材料的定义 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) 【1】。 2、功能高分子材料的分类 功能高分子材料分为两类：一类是在原来高分子材料的基础上，使其成为具有更高性能和功能的高分子材料，另一类是具有新型功能的高分子。
二、功能高分子材料发展现状 1、具有光、电、磁功能的高分子材料 （1）光功能高分子材料所谓光功能材料就是指在外场如力、声、热、电、磁、光等场的作用下, 其光学性质会发生改变的材料。主要包括磁光、声光、电光、压光及激光材料。有人说21世纪将是人类的信息社会。实际上传递、记录、储存信息的媒介和实体大多是光功能材料。因此, 可以说光功能材料是21世纪的材料, 它将改变整个信息社会。【2】第一，光导纤维目前以20 的年增长率迅速发展，今后的发展重点是开发低光损耗、长距离光传输的光纤制品； 第二，光导高分子在光照时能引起电阻率的明显下降，已取代硒鼓，成为复印机、激光打印中的关键材料； 第三，功能高分子在太阳能转换中的应用是当前国际上的研究热点，研究方向包括光热转换、光化学转换和光电转换三个方面。 （2）电功能高分子材料 电功能高分子材料包括：导电、压电、超导材料，可用于输电、电池、IC电路、精密机器、武器制造等尖端技术领域“。导电功能高分子材料可分为两大类：一类是复合型导电材料，另一类是分子结构本身具有导电的功能高分子。某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用变形时,内部会产生极化现象,同时在某些表面上产生电荷,当外力去掉后,电介质表面又重新回到不带电的状态, 这种现象称为正压电效应。反之,在电介质极化方向上施加电场,它会产生机械形变,当去掉外加电场后,电介质变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。【3】导电功能高分子材料在半导体材料、防静电材料、导电性材料、超导功能材料等许多领域中应用。目前研究较多的导电高分子有聚乙炔(PAC)、聚苯胺(PAN)、聚吡咯(PPY)、聚噻吩(PTH)、聚对苯撑(PPP)、聚苯基乙炔(PPV)等。
一绪论 1 功能高分子的基本概念 （1）功能高分子：在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。 （2）功能高分子材料学：以功能高分子材料为研究对象，探讨其结构组成、制备方法、功能特性的科学。研究功能高分子材料的功能基团、分子组成和材料结构与性能之间的联系（3）高分子的发展方向：通用高分子的高性能化和高分子的多功能化 2功能高分子的分类 按其性质、功能或实际用途 反应性高分子材料；光敏型高分子；电性能高分子材料；高分子分离材料；高分子吸附材料；高分子智能材料；医药用高分子材料；高性能工程材料。 二化学功能高分子材料 1 高分子试剂和固相合成 （1）高分子试剂 ①高分子试剂研究的主要内容：通过功能基化的方法把有机合成反应中的试剂、反应底物键合到聚合物上，然后用这种聚合物承载的试剂或反应底物进行合成反应。 ②高分子试剂制备方法：通过小分子化学试剂的功能化方法制备，经过高分子化的化学反应试剂，保持原有试剂性能外，还具有一些其他功能。 ③与相应小分子试剂相比，高分子试剂的特点：易于分离回收，操作过程简便；稳定性和安全性好，毒臭燃爆性降低；可利用高分子效应，提高反应选择性；可利用高分子效应，控制反应微环境；由于骨架的空阻，反应活性往往降低；由于制备复杂，试剂成本往往增加；耐热性差，不利于高温反应。 ④主要包括：氧化-还原树脂；高分子氧化剂；高分子还原剂；高分子传递性试剂；其它：高分子缩合剂、高分子农药/药物等。 (2)高分子载体上的固相合成 概念：高分子载体上的固相合成：采用不溶于反应体系的低交联度高分子材料作为载体，将反应试剂通过与高分子上活性基的反应固定于其上。反应过程中中间产物始终与载体相连，从而使有机合成在固相上进行。反应完成后再将产物从载体上脱下。 特点：分离纯化步骤简化；反应总产率高；合成方法可程序化、自动化进行；可进行分子设计，合成有特定序列的高分子。 应用领域：有机合成；生物活性大分子蛋白质、低聚核苷酸（多肽）、酶、寡糖等的定向合成；手性不对称合成及消旋体的析离 2 高分子催化剂和固定化酶 (1)高分子催化剂 ①特点：易于分离回收，不污染产物；稳定性增加（对水、空气），易于操作；反应选择性提高；反应速率快、产率高、反应条件温和；腐蚀性低；反应活性往往比相应低分子催化剂降低。 ②种类：天然高分子催化剂—酶；半天然高分子催化剂—固定化酶（含金属的酶不含金属的酶）；合成高分子催化剂《高分子酸碱催化剂（离子交换树脂）；高分子配位化合物（金属络合物）催化剂；高分子相转移催化剂（高分子冠醚）；高分子胶体保护的金属簇催化剂》（2）固定化酶 固定化酶的含义：将生物活性酶用人工方法固定于载体上，使之不溶于水，同时仍具有催化功能。 固定化酶的特点：易分离回收，可反复使用；不污染产物；可采用柱层法，或制成膜、
1．何谓功能高分子材料？ 答：与常规聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的聚合物大分子（主要指全人工和半人工合成的聚合物）。而以这些材料为研究对象，研究它们的结构组成、构效关系、制备方法、以及开发应用的科学，称为功能高分子材料化学。 2．论述功能高分子的各种结构层次与性能的关系，并举例说明？ 答：1构成材料分子的元素组成，例，高分子材料的阻燃性与材料分子中是否含有磷，硫和溴等阻燃元素以及它们的相对含量有关。2材料分子中的官能团结构，例，官能团的结构决定了分子大部分化学性质，酸碱性质，亲电亲核性质和配位性质等。3聚合物的链段结构，例，一般来说无支链结构的结晶性能好，分子间力大，溶解性大，相反有支链结构的分子间力小，结晶度低，溶解性能好4高分子的微观构象结构，例微观结构直接影响材料的渗透性，机械强度，结晶度，溶液粘度等。5材料的超分子结构和聚集态，例，该结构直接影响材料的物理性质，如，吸附性，透光性，机械强度等。6材料的宏观结构，例许多由功能材料制备的各种光电子器件，功能器件的功能都与其宏观结果密切相关。
3，简述功能高分子中聚合物骨架带来的“溶解度下降效应”，“无限稀释效应”,“邻位效应”“模板效应”等高分子效应？答：“溶解度下降效应”---高分子骨架的引入，由于分子量的增大，分子间的增强，最直接的作用是使其溶解性大大的下降，特别是引入交联型的聚合物，使其在溶剂中只能溶胀，不能溶解。“无限稀释效应”----在相对刚性的高分子骨架上稀疏的连接功能基制成的高分子试剂具有类似合成反应中的“无限稀疏”作用。“邻位效应”----在聚合物骨架上相对密集地连接功能基团，可以得到由官能团相互作用而产生的所谓的高度浓缩状态，产生明显的邻位效应，即相邻基团参与反应的进行。“模板效应”---指利用高分子的骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供一个类似工业上浇筑过程中使用的模板的作用这种作用与酶催化反应有相近的效应。 4．简述聚合物的溶解溶胀过程？ 答：线性聚合物的溶解时一个缓慢的过程，溶剂分子通过扩散进入聚合物中，溶剂与聚合物分子间作用力与聚合物法分子间的作用力相互竞争，当聚合物分子与溶剂间分子力大与聚合物间分子间力时，聚合物分子通过溶剂化被溶剂分子所包围，形成分子型溶液。对于交联聚合物不能形成分子型溶液，溶剂分子扩散进入聚合物分子内部，通过溶剂化作用使
1. 功能高分子: 功能高分子是指具有某些特定功能的高分子材料。 2. 高分子效应:功能高分子在参与化学反应时所表现出来的与小分子性能差别的特殊效应。 3. 高分子试剂：由起骨架作用的聚合物与起化学反应作用的化合物或活性基团相结合，吸取双方优点而发展起来的一类化学试剂。 4. 固相合成：使用不溶性高聚物为载体，通过其活性基团将反应物之一固定在高分子载体上，使有机合成在固相上进行的方法。 5. 相转移催化剂：用于反应物从一相向另外一相的转移，使实体与底物发生化学反应的试剂。 6. 光导高分子：指那些在受光照射前本身电导率不高，但是在光子激发下可以产生某种载流子，并且在外电场作用下可以传输载流子，从而可以大大提高其电导率的材料。 7.派尔斯相变：派尔斯相变是一种由晶格畸变引起的导体一一半导体(或绝缘体)转变. 8. 热致型液晶：指由单一化合物或由少数化合物的均匀混合物形成的液晶。通常在一定温度范围内才显现液晶相的物质。 9. 正性光刻胶：曝光部分发生光化学反应溶于显影液，而未曝光部分不溶于显影液，仍留在衬底上，将与掩膜上相同的图形复制到衬底上。 10. 超晶格：固溶体发生有序化转变后不同种原子在晶格中呈有秩序排列的晶体结构。 物两大类。 15. 组织工程：是指利用生物活性物质，通过体外培养或构建的方法，再造或者修复器官及组织的技术 16. 高分子胶束：利用两亲性高分子材料的亲、疏水链段的相互作用形成的核-壳结构。 二、简答题 1. 功能高分子有哪些结构层次？ 1）功能高分子的元素组成。2）功能高分子材料的官能团组成。3）功能高分子链结构的分子结构。4）功能高分子的微观构象和聚集状态。5）功能高分子的宏观构象。 2. 与小分子反应试剂相比，高分子试剂有那些优点？ 1）是产物分离纯化过程简化。2）提高反应的专一性。3）提高反应选择性。4）利于合成反应的自动化。 3. 高分子固相合成中对载体有和要求？ 1）在体系中不溶解。2）高比表面积或一定溶胀性。3）高度功能化。4）可以简易再生。 5. 激发态的耗散方式有哪几种？ 1）振动弛豫 2）传能、焠灭 3）辐射跃迁 4）无辐射跃迁 6. 三阶非线性光学材料所具有的三次效应包括哪些效应？ 1）光学克尔效应、2）受激布里渊散射、简并四波混频及光学位相复共轭效应、3）光学双稳态效应 7. 非线性光学材料有何结构要求？ 1）有较大的非线性极化率 2）有合适的透明程度及足够的光学均匀性 3）能以一定方式实现位相匹配 4）材料的损伤阈值较高 5）有合适的响应时间 8. 从分子结构上看，为何Kevlar这一类液晶材料具有异常高的强度？ 高度的取向度和结晶度，并且其分子链几乎处于完全伸直的状态，链缠结很少。
功能高分子材料的分类 按照性质和功能分为7种： 反应型高分子材料：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。 电活性高分子材料：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。 膜型高分子材料：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。 吸附型高分子材料：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。 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 按用途分类：医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。 反应型高分子材料 高分子试剂：氧化还原型试剂，卤代试剂，酰化试剂，烷基化试剂，亲核试剂，亲电试剂，固相合成试剂。 高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。 特点：在反应体系中不溶解，易除去；立体选择性好；稳定性好；特殊应用，固相反应载体。 高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合，得到的具有催化活性的高分子物质。 反应型高分子试剂优点：不溶性；多孔性；高选择性；化学稳定性；可回收再利用。
催化反应按反应体系的外观特征分为两类：①均相催化反应：催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。②多相催化反应：与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。 高分子催化剂种类：高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物；高分子相转移催化剂；固定化酶。 固相反应 生物活性大分子一般合成很慢，Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。应用于化学、药学、免疫学、生物学和生理学。 固相合成——指那些在固体表面发生的合成反应。这些固体可能是所有反应物，也可能是反应物之一。通常固相合成包括无机和有机固相合成两部分。 无机固相合成反应——利用固相间反应制取固态化合物或固熔体粉料。利用无机固相合成法可以合成具有特定晶型的磷酸铝、铜钴氧化物等无机晶体，以及利用固相模板合成法制备锂离子电池电极材料等。 有机固相合成——指在合成过程中采用在反应体系中不溶的有机高分子材料作为载体进行的合成反应。 共轭聚合物的分子链长与其导电性 共轭聚合物的分子链越长，π电子数越多，则电子活化能越低，亦即电子越易离域，则其导电性越好 光刻胶 在半导体器件和集成电路制造中，要在硅片等材料上获得一定几何图形的抗蚀保护涂层，运用感光性树脂材料在控制光照(主要是UV光）下，短时间内发生化学反应，使得这类材料的溶解性、熔融性和附着力在曝光后发生明显的变化，这种作为抗蚀涂层用的感光性树脂组成物称为“光致抗蚀剂”光刻胶 感光涂料：涂料内含有光敏物质或结构，快速形成不溶性高分子涂料膜，从而 达到光固化的目的。 感光油墨：感光油墨是指对紫外线敏感，并且能通过紫外线固化的一种油墨 光致抗蚀：是指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。目前广泛使用的预涂感光版，就是将感光材料树脂预
第一章 1．什么是功能高分子或功能高分子材料？功能高分子的特点有哪些？ 与常规的聚合物的相比具有明显不同的物理化学性质，并且有某些特殊功能的聚合物大分子都应该属于功能高分子材料。 2．试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。 特种高分子：具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。 精细高分子：包括高分子化的精细化学品，和有特殊性能的功能高分子材料。 3．功能高分子材料应具有哪些功能？ 4．按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别？ 医药用高分子，分离用高分子，高分子化学反应试剂，高分子染料等 5．按照性质和功能划分，功能高分子材料可以分为哪些类型？ 反应性高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附性高分子、高性能功能材料、高分子智能材料 6．功能高分子材料的主要结构层次有哪些？ 构成材料分子的元素、材料分子中的官能团、聚合物的连段结构、高分子的微观构象结构、材料的超分子结构和聚集态、材料的宏观结构 7．在功能高分子中官能团所起的作用有哪些？ （1）性质主要依赖于结构中的官能团、（2）性质取决于聚合物的骨架与官能团协同作用、（3）官能团与聚合物骨架不区分、（4）官能团在聚合物中仅起辅助作用 8．在功能高分子中常见高分子效应有哪几种？ 溶解度下降效应；高分子骨架的机械支持作用；高分子骨架的模板效应；高分子骨架的稳定作用； 其他效应：不可吸附性；液晶中分子链直接参与液晶态的形成，稳定和支撑；高分子燃料中可利用其固定作用降低其有害性，还能减少染料的迁移性，提高着色牢度 9．举一例说明从已知结构和功能的化合物设计功能的高分子。 10．化学方法制备功能高分子时制备功能可聚合单体应该注意什么？ 可聚合基团的选择要根据在高分子化过程中使用的聚会方法，功能性小分子的结构特点、生成功能聚合物的使用条件和所需要的性能要求等多种因素综合考虑。需考虑可聚合基团与功能化基团之间不要相互干扰，必要时对敏感基团加以保护。 11．对通用高分子材料的功能化可以采用哪些途径来实现？ a化学功能化：利用接枝反应在主链上引入活性功能基，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能。 b物理方法：通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现 c功能高分子材料的多功能复合 d在同一种分子中引入多种功能基 第九章 医用高分子材料的分类方法有哪些？ a按照材料的性质：生物惰性高分子材料和可生物降解高分子材料 b按用途分：治疗用高分子材料，药用高分子材料，人造器官用高分子材料等 c来源：天然高分子医用材料，合成高分子医用材料，含高分子的复合医用材料 d按材料自身的功能和特点：生物相容性高分子材料，生物降解性，生物功能性
第一章 1.什么是材料的功能，什么是材料的性能，举例说明。第1页 材料的功能，从本质上来说是向材料输入某种能量和信息，经过材料的储存、传输或转换等过程，再向外输出的一种特性。如化学性、导电性、磁性、光敏性、生物活性等。 材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性，如对外里的抵抗表现为强度、模量，对热的抵抗表现为耐热性，对光、电、化学药品的抵抗表现为材料的耐光性、绝缘性、耐化学药品性等。 2.功能高分子材料的制备方法以及各自的特点。第4页 方法：（1）功能性小分子的高分子化，高分子化学反应引入预期的功能基团。 功能性小分子的高分子化主要优点在于可以使生成的功能高分子功能基团分布均匀，生成的聚合物结构可以通过小分子分析和聚合机理加以预测，产物的稳定性高，但这种方法需在功能性小分子中引入可聚单体，从而使反应较为复杂，同时在反应中反应条件对功能基团会产生一定的影响，需对功能集团加以保护，使材料的成本增加。例如，高吸水性树脂可以通过将亲水性基团的丙烯酸钠进行自由基聚合实现。 利用高分子化学反应制备功能高分子的主要优点在于合成或天然高分子骨架是现成的，可选择的高分子母体多，来源广，价格低廉。但是在进行高分子化学反应时，反应不可能100%完成，尤其是在多不得高分子化学反应中，制的的产物中含有未反应的官能团，即功能集团较少，功能基团在分子链上的分布也不均匀。例如聚苯乙烯、尼龙、淀粉都可以作为高分子母体。 （2）通过特殊加工赋予高分子的功能特性。 许多聚合物通过特定的加工方法和加工工艺，可以较精确地控制其聚集状态结构及宏观状态，从而使之体现出一定的功能性。例如，许多塑料可以经过适当的制膜工艺，制成具有分离功能的多孔膜和致密膜。 （3）通过普通聚合物与功能材料的复合，制成复合型功能高分子材料。 这种制备方法简便快速，不受场地和设备限制，不受聚合物和功能性化合物官能团反应活性的影响，适用范围宽，功能基团的分布较均匀。但其共混体不稳定，在使用条件下（如溶胀、成膜等）功能聚合物易由于功能小分子的流失而逐步失去活性，如固定化酶。例如，将绝缘塑料和导电涂料共混制得导电塑料。 3.功能高分子材料功能与结构的关系。课本第2页 骨架与功能的关系：高分子骨架在功能高分子材料中起承载官能团的作用。线性聚合物呈现线状，在适宜的溶剂中可以形成分子分散溶液，某些线性聚合物玻璃化温度较低，小分子和离子在其中比较容易进行扩散和传导，但是这种易于溶解的性质在某些情况下会降低它的机械性能和稳定性。支化高分子由于支链的存在，其分子链的刚性及结构的规整性受到影响，因此其熔融性能溶液的黏度不同于线性高分子。交联聚合物在高温下不能熔融在溶剂中不能溶解，只能溶胀，交联度影响机械强度，物理、化学稳定性以及其他与材料功能相关的性质。交联聚合物机械强度得到提高，不易加工处理，不易对其进行结构和组成分析。树形高分子具有高度规整的支化结构，具有大量的端基结构，与相同分子量的线性高分子相比，具有较低的溶液粘度和熔体粘度，同时利用端基上的官能团，可以对其进行改性，引入不同的功能。官能团与功能的关系：(1)官能团的性质对高分子的功能其主要作用。如侧链聚合物液晶中的刚性侧链。（2）聚合物与官能团协同作用。如固相合成用高分子试剂。（3）聚合物骨架起作用，如主链型聚合物液晶。（4）官能团起辅助作用，如主链型液晶高分子的芳香环上引入
医用功能高分子 一功能高分子的简介 在合成或天然高分子原有力学性能的基础上，再赋予传统使用性能以外的各种特定功能（如化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分类性能等）而制得的一类高分子。一般在功能高分子的主链或侧链上具有显示某种功能的基团，其功能性的显示往往十分复杂，不仅决定于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、支化、立体结构等一级结构，还决定于高分子链的构象、高分子链在聚集时的高级结构等，后者对生物活性功能的显示更为重要。 二功能高分子的分类 功能高分子材料从功能上大致可分为四类： 第一类是化学功能，包括离子交换、催化、光聚合、光分解、光降解等； 第二类是物理功能，包括导电、热电、压电、超导、磁化、光弹性等； 第三类是介于化学、物理之间的功能，包括吸附、膜分离、高吸水、表面活性等； 第四类是生理功能，包括生理组织适应性，血液适应性等。用以制造人体内脏、体外器官、药物剂型及医疗器械的聚合物材料。20年来，用于这方面的高分子材料有聚氯乙烯、天然橡胶、聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯、聚苯乙烯、硅橡胶、聚酯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氨酯等。 三医用功能高分子 医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。它涉及到物理学、化学、生物化学、医学、病理学等多种边缘学科。医用高分子材料是生物材料的重要组成部分，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新型高技术合成高分子材料,是科学技术中的一个正在发展的新领域,不仅技术含量和经济价值高,而且对人类的健康生活和社会发展具有极其重大意义,它已渗入到医学和生命科学的各个部门并应用于临床的诊断与治疗。 1，性能要求 医用高分子材料多用于人体，直接关系到人的生命和健康，一般对其性能的要求是：
功能性高分子材料 功能性高分子材料是一类能够在特定条件下表现出特殊性能或功能 的材料。它们具有广泛的应用领域，包括能源存储与转换、生物医学、电子与光电子器件、环境保护等。这些材料通过在高分子基质中引入 特定的功能基团或改变其结构，使其具备特定的性能。本文将介绍几 种常见的功能性高分子材料及其应用。 一、聚合物电解质材料 聚合物电解质材料是一类重要的功能性高分子材料，在固态锂离子 电池和超级电容器等能源存储与转换领域得到广泛应用。它们具有良 好的离子导电性、机械强度和化学稳定性。聚合物电解质材料能够有 效解决传统液态电解质材料中存在的安全性和稳定性问题。例如，聚 合物电解质材料通过调控聚合物链的柔性与刚性，实现了高离子导电 性和较低的离子迁移能量。此外，聚合物电解质材料还具有较低的成 本和制备工艺简单等优点。 二、功能性高分子膜材料 功能性高分子膜材料广泛应用于水处理、气体分离和膜生物反应器 等领域。通过调控高分子膜的结构和组成，可以实现各种特定的分离 性能。例如，反渗透膜通过控制孔径和选择性拒绝性，实现了对水中 溶解物和离子的高效去除。气体分离膜则通过选择合适的高分子材料 和孔隙结构，实现了对不同气体的选择性分离。此外，功能性高分子 膜材料还可以用于催化反应和酶催化反应等生物反应器中，有助于提 高反应的效率和选择性。
三、形状记忆高分子材料 形状记忆高分子材料是一类具有特殊形状记忆性能的材料。它们可 以通过外界刺激，如温度、光、电场等，改变其形状，并在刺激消除 后恢复原来的形状。这种材料具有广泛的应用潜力，如医疗器械、纺 织品、自修复材料等。例如，形状记忆高分子可以用于制作具有自调 节功能的支架在外科手术中应用，以便术后退回原来的形状，减少患 者的痛苦。此外，它们还可以用于制作自带纹理的纺织品，实现服装 的缝合和折叠自动化。 四、电子打印材料 电子打印材料是一类用于印刷电子器件的功能性高分子材料。它们 具有良好的电子性能、机械柔韧性和化学稳定性。电子打印材料可以 通过喷墨、丝网印刷、柔性凸版印刷等技术制备高效且低成本的电子 器件。例如，有机太阳能电池的活性层材料可以通过喷墨印刷工艺精 确控制，实现了高效率的能量转化。此外，电子打印材料还可用于柔 性显示器、柔性电路板和传感器等领域，推动了柔性电子技术的发展。 总结起来，功能性高分子材料具有多样的应用领域和广阔的前景。 聚合物电解质材料在能源领域发挥了重要作用，功能性高分子膜材料 在环境保护和生物医学领域有广泛应用，形状记忆高分子材料在医疗 器械和纺织品方面具有巨大潜力，电子打印材料为柔性电子器件的制 备提供了便利。随着科学技术的不断进步，功能性高分子材料的研究 和应用将进一步拓展，为人类创造更多的福祉。