功能高分子復(fù)習(xí)題

1、功能高分子復(fù)習(xí)題考試方式開卷考試考試時(shí)間：7月9日（下周四）晚7：00-9：00 考試地點(diǎn)：上課教室1試述離子交換樹脂的主要用途及如何再生？離子交換樹脂是帶有官能團(tuán)（有交換離子的活性基團(tuán)）、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物。應(yīng)用領(lǐng)域: 1）水處理, 水處理領(lǐng)域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產(chǎn)量的90%，用于水中的各種陰陽離子的去除。2）食品工業(yè), 離子交換樹脂可用于制糖、味精、酒的精制、生物制品等工業(yè)裝置上。離子交換樹脂在食品工業(yè)中的消耗量?jī)H次于水處理。3）制藥行業(yè),制藥工業(yè)離子交換樹脂對(duì)發(fā)展新一代的抗菌素及對(duì)原有抗菌素的質(zhì)量改良具有重要作用。鏈霉素的開發(fā)成功即是突出的例子。近年

2、還在中藥提成等方面有所研究。4）合成化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè),在有機(jī)合成中常用酸和堿作催化劑進(jìn)行酯化、水解、酯交換、水合等反應(yīng)。用離子交換樹脂代替無機(jī)酸、堿，同樣可進(jìn)行上述反應(yīng)，且優(yōu)點(diǎn)更多。5）環(huán)境保護(hù),離子交換樹脂已應(yīng)用在許多非常受關(guān)注的環(huán)境保護(hù)問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質(zhì)，這些可用樹脂進(jìn)行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質(zhì)等。6）濕法冶金及其他,離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。常規(guī)的再生處理,用化學(xué)藥劑將樹脂所吸附的離子和其他雜質(zhì)洗脫除去，使之恢復(fù)原來的組成和性能。再生劑的種類應(yīng)根據(jù)樹脂的離子類型

3、來選用，并適當(dāng)?shù)剡x擇價(jià)格較低的酸、堿或鹽。特殊的再生處理, 污染較嚴(yán)重的樹脂，可用酸或堿性食鹽溶液反復(fù)處理.如上述處理的效果未達(dá)要求，可用氧化法處理。即用水洗滌樹脂后，通入濃度為0.5% 的次氯酸鈉溶液，控制流速24BV/h，通過量1020BV，隨即用水洗滌，再用鹽水處理.2什么樣的高分子可以形成液晶（結(jié)構(gòu)特征以及典型結(jié)構(gòu)）？溶致型液晶高分子和熱致型液晶高分子有哪些主要區(qū)別？在常見的液晶中，致晶單元通常由苯環(huán)、脂肪環(huán)、芳香雜環(huán)等通過一剛性連接單元（X，又稱中心橋鍵）連接組成。構(gòu)成這個(gè)剛性連接單元常見的化學(xué)結(jié)構(gòu)包括亞氨基（C=N）、反式偶氮基（N=N）、氧化偶氮（NO=N）、酯基（CO

4、O）和反式乙烯基（C=C）等。在致晶單元的端部通常還有一個(gè)柔軟、易彎曲的基團(tuán)R，這個(gè)端基單元是各種極性的或非極性的基團(tuán)，對(duì)形成的液晶具有一定穩(wěn)定作用，因此也是構(gòu)成液晶分子不可缺少的結(jié)構(gòu)因素。常見的R包括R、 OR、 COOR、 CN、 OOCR、COR、 CH=CHCOOR、 Cl、 Br、NO2等。區(qū)別：1.形成條件不同：熱致型液晶是依靠溫度的變化， 在某一溫度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)。 多數(shù)液晶是熱致型液晶。溶致型液晶是因加入溶劑（在某一濃度范圍內(nèi)）而呈現(xiàn)液晶態(tài) 的物質(zhì)。 2.形成溶致型高分子液晶的分子結(jié)構(gòu)必須符合兩個(gè)條件： 分子應(yīng)具有足夠的剛性和相 當(dāng)?shù)娜芙庑?。主要?yīng)用在高強(qiáng)度、高模量纖維和

5、薄膜的制備方面。 3.從結(jié)構(gòu)上看， 熱致型液晶高分子相當(dāng)于在剛性的線型分子鏈中， 嵌段地或無規(guī)地接 入柔性間隔基團(tuán)。這類液晶具有高結(jié)合度和高熔點(diǎn)，不能在熱分解溫度以上生成液晶相。（小末找）區(qū)別：（熱致液晶是指由單一化合物或由少數(shù)化合物的均勻混合物形成的液晶。通常在一定溫度范圍內(nèi)才顯現(xiàn)液晶相的物質(zhì)。典型的長(zhǎng)棒形熱致液晶的分子量一般在200500g/mol左右。分子的長(zhǎng)度比大約在4到8之間。按照棒形分子排列方式把熱致晶體分為三種：向列相液晶，近晶相液晶，膽甾相液晶。溶致液晶：是一種包含溶劑化合物在內(nèi)的兩種或多種化合物形成的液晶。是在溶液中溶質(zhì)分子濃度處于一定范圍內(nèi)時(shí)出現(xiàn)液晶相。它的溶劑主要是水或其

6、它極性分子液劑。溶致液晶中的長(zhǎng)棒形溶質(zhì)分子的長(zhǎng)寬比大約在15 左右。這種液晶中引起分子排列長(zhǎng)程有序的主要原因是溶質(zhì)與溶劑分子之間的相互作用，而溶質(zhì)分子之間的相互作用是次要的溶致液晶是一種包含溶劑化合物在內(nèi)的兩種或多種化合物形成的液晶。生物膜具有溶質(zhì)液晶的特征。）3環(huán)境可降解高分子材料可以分幾類？請(qǐng)舉例說明。按降解機(jī)理不同，可分為全生物降解高分子材料(Biodegradablepolymers)和生物破壞型高分子材料(Biodestructiblepolymers)。1)全生物降解高分子材料包括：天然高分子材料及其衍生物，如纖維素及其衍生物、甲殼素和殼聚糖、熱塑性淀粉；合成高分子材料，如脂肪族聚

7、酯、聚乙烯醇及其衍生物、聚乙二醇及其衍生物、聚氨酯及其改性物；微生物合成高分子材料，如脂肪族聚酯、聚乳酸等生物聚酯、其他微生物合成高分子。2)生物破壞型高分子材料包括：淀粉與生物惰性高分子的共混物、合成脂肪族聚酯與生物惰性高分子的共混物、天然礦物粉、合成脂肪族聚酯與生物惰性高分子的共混物。4生物降解性材料的特征結(jié)構(gòu)？生物降解性材料是指在適當(dāng)和可表明期限的自然環(huán)境條件下，能夠被微生物（如細(xì)菌、真菌和藻類等）完全分解變成低分子化合物的材料。含有易被水解的酯鍵、醚鍵、氨酯鍵、酰胺鍵等合成高分子。生物降解高分子材料具有以下特點(diǎn)：易吸附水、含有敏感的化學(xué)基團(tuán)、結(jié)晶度低、低相對(duì)分子質(zhì)量、分子鏈線性化程度高

8、和較大的比表面積等。合成（化學(xué)合成或生物合成）生物降解塑料是通過化學(xué)或生物手段合成的降解材料。這類材料有：微生物聚酯，是由微生物通過各種碳源發(fā)酵合成的種種不同結(jié)構(gòu)的脂肪族共聚物。其中有英國(guó)ICI公司開發(fā)的Biopol，其主要成分是3羥基丁酸酯（3HB）和3羥基戊酸酯（3HV）的共聚物（PHBV），可用現(xiàn)有塑料設(shè)備加工，柔韌性很好，已用于醫(yī)用縫合線及置換人工器件；日本昭和高分子公司開發(fā)的脂肪族聚酯Bionolle，由乙二醇和脂肪族二元酸縮聚合成，產(chǎn)品的特點(diǎn)是既具有類似PE的性能，又有完全生物降解性；美國(guó)V.C.C公司開發(fā)的Tone Polymers，主要成分是聚己內(nèi)酯（PCL）；聚乳酸

9、，是由玉米經(jīng)聚乳酸菌發(fā)酵得到L-乳酸經(jīng)聚合后再加工成薄膜和纖維,其最大的特點(diǎn)是在微生物的作用下可以完全分解成二氧化碳和水。美國(guó)Kogill公司于1994年投資800萬美元建立了年產(chǎn)5000噸的聚乳酸工廠；日本津島制作所也建成了年產(chǎn)100噸聚乳酸的批量生產(chǎn)廠：還有聚酰胺共聚物（CPAE）、聚氨基酸、脂肪族聚酯與芳香族聚酯的共聚物（CPE）等。5高吸水性樹脂的結(jié)構(gòu)特征？吸水原理？常見的高吸水性樹脂有哪些？高吸水性樹脂也稱超強(qiáng)吸水性聚合物簡(jiǎn)寫為SAP.它是一種含有等強(qiáng)親水性基團(tuán)并具有一定交聯(lián)度的水溶脹型的高分子聚合物,不溶于水也不溶于有機(jī)溶劑,能夠吸收自身重量的幾百倍甚至上千倍的水,且吸水膨脹后生成

10、的凝膠具有良好的保水性和耐候性,一旦吸水膨脹成水凝膠,即使加壓也難以將水分離出來.同時(shí),高吸水性樹脂可循環(huán)使用.SAP與傳統(tǒng)的吸水材料不同,它可以吸收比自身重幾百倍甚至幾千倍的水.在處于吸水狀態(tài)時(shí)其保水性好,在壓力下水也不會(huì)從中溢出.而傳統(tǒng)的吸水材料只能吸收自身重量的20倍的水.樹脂的高吸水性主要與它的化學(xué)結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)中極性基團(tuán)的分散狀態(tài)有關(guān),它具有低交聯(lián)度親水性的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu).它是由化學(xué)交聯(lián)和聚合物分子鏈間的相互纏繞物理交聯(lián)構(gòu)成.吸水前,高分子鏈相互纏繞在一起,彼此交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),從而達(dá)到整體上的緊固度;吸水后,聚合物可以看成是高分子電解質(zhì)組成的離子網(wǎng)絡(luò)和水的構(gòu)成物.在這種離子網(wǎng)絡(luò)中存在

11、可移動(dòng)離子對(duì),它們是由高分子電解質(zhì)離子組成的。SAP的吸水機(jī)理 關(guān)于SAP的吸水機(jī)理存在不同的說法.其中有兩種占主要地位,金益芬等認(rèn)為SAR吸水有3個(gè)原動(dòng)力:水潤(rùn)濕,毛細(xì)管效應(yīng)和滲透壓.高吸水能力主要由這3個(gè)方面的因素決定.水潤(rùn)濕是所有物質(zhì)吸水的必要條件,聚合物對(duì)水的親和力大,必須含有多個(gè)親水基團(tuán);毛細(xì)管效應(yīng)的作用則是讓水容易迅速地?cái)U(kuò)散到聚合物中去;滲透壓可以使水通過毛細(xì)管擴(kuò)散,滲透到聚合物內(nèi)部或者滲透壓以水連續(xù)向稀釋聚合物固有的電解質(zhì)濃度方向發(fā)動(dòng).劉廷棟等2則認(rèn)為當(dāng)水與高分子表面接觸時(shí)主要有 3 種相互作用:一是水分子與高分子電負(fù)性強(qiáng)的氧原子形成氫鍵;二是水分子與疏水基團(tuán)

12、相互作用;三是水分子與親水基團(tuán)的相互作用.上述兩種理論雖然表述不相同,但二者的理論都是建立在高吸水聚合物的主體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上的,實(shí)質(zhì)是相同的。高吸水性樹脂從原料來源來分,有三大系列,分別是淀粉系,纖維素系,合成聚合物系高吸水性樹脂從親水化方法來分 ,有四大系列.分別是:1. 親水性單體的聚合物(如聚丙烯酸鹽,聚丙烯酰胺,醋酸乙烯/ 順丁烯二酸酐共聚物,丙烯酸/丙烯酰胺的共聚物等); 2. 疏水性聚合物的羧甲基化反應(yīng)物(如纖維素羧甲基化反應(yīng),淀粉羧甲基化反應(yīng),聚乙烯醇/順丁烯二酸酐的反應(yīng)等);3 疏水性聚合物接枝聚合親水性單體共聚物(

13、如淀粉/丙烯酸/丙烯酰胺/順酐接枝共聚物,聚乙烯醇接枝丙烯酸鹽,纖維素接枝丙烯酰胺,纖維素接枝丙烯酸鹽,淀粉接枝丙烯酸鹽,淀粉接枝丙烯酰胺等);4. 含腈基,酯基,酰胺基的高分子水解反應(yīng)物(如 聚丙烯酰胺的水解物,纖維素接枝丙烯腈的水解物,淀粉接枝丙烯腈的水解物,丙烯酸酯/醋酸乙烯酯共聚物的水解等). 6概述醫(yī)用高分子，對(duì)醫(yī)用高分子材料的基本要求。醫(yī)用高分子材料是指用以制造人體內(nèi)臟、體外器官、藥物劑型及醫(yī)療器械的聚合物材料，其來源包括天然生物高分子材料和合成生物高分子材料。天然醫(yī)用高分子材料來源于自然，包括纖維素、甲殼素、透明質(zhì)酸、膠原蛋白、明膠及海藻酸鈉等；合成

14、醫(yī)用高分子材料是通過化學(xué)方法，人工合成的用于醫(yī)用的高分子材料，目前常用的有聚氨酯、硅橡膠、聚酯纖維、聚乙烯基吡咯烷酮、聚醚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯等。一般對(duì)其性能的要求是：安全性：必須無毒或副作用極少。這就要求聚合物純度高，生產(chǎn)環(huán)境非常清潔，聚合助劑的殘留少，雜質(zhì)含量為 ppm級(jí)，確保無病、無毒傳播條件。同時(shí)其高分子化合物本身以及單體雜質(zhì)、降解或磨損產(chǎn)物不對(duì)身體產(chǎn)生不良影響。物理、化學(xué)和機(jī)械性能需滿足醫(yī)用所需設(shè)計(jì)和功能的要求。如硬度、彈性、機(jī)械強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、蠕變、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和體內(nèi)老化性等。此外，還要求便于滅菌消毒，能耐受濕熱消毒(120140

15、6;C)、干熱消毒(160190°C)、輻射消毒或化學(xué)處理消毒，而不降低材料的性能。適應(yīng)性：包括與醫(yī)療用品中其他材料的適應(yīng)性，材料與人體生物相容性、血液相容性及組織的相容性。材料植入人體后,要求長(zhǎng)時(shí)期對(duì)體液無影響；與血液相容性好,對(duì)血液成分無損害，不凝血，不溶血，不形成血栓；無異物反應(yīng)，在人體內(nèi)不損傷組織，不致癌致畸，不會(huì)導(dǎo)致炎癥壞死、組織增生等。特殊功能：不同的應(yīng)用領(lǐng)域，要求材料分別具有一定的特殊功能。此外，醫(yī)用高分子材料還需要優(yōu)異的加工成型性，易加工成需要的復(fù)雜形狀的。7簡(jiǎn)述正性膠和負(fù)性膠的作用原理。光致抗蝕劑分為兩大類：正性光致抗蝕劑：受光照部分發(fā)生降解反應(yīng)而能為顯影液所溶解，

16、留下的非曝光部分的圖形與掩模版一致。正性抗蝕劑具有分辨率高、對(duì)駐波效應(yīng)不敏感、曝光容限大、針孔密度低和無毒性等優(yōu)點(diǎn)，適合于高集成度器件的生產(chǎn)。它主要包括：聚乙烯醇肉桂酸酯、聚乙烯氧肉桂酸乙酯、環(huán)氧樹脂、環(huán)化橡膠等等。  負(fù)性光致抗蝕劑：受光照部分產(chǎn)生交鏈反應(yīng)而成為不溶物，非曝光部分被顯影液溶解，獲得的圖形與掩模版圖形互補(bǔ)。負(fù)性抗蝕劑的附著力強(qiáng)、靈敏度高、顯影條件要求不嚴(yán)，適于低集成度的器件的生產(chǎn)。它主要包括：線性酚醛樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯等等。光的照射使涂層發(fā)生光降解反應(yīng)，導(dǎo)致溶解性提高，在顯影時(shí)被洗去，暗區(qū)的光刻膠被保留下來。這種光致抗蝕劑叫做正性膠負(fù)性膠對(duì)基材有良好的粘

17、附力、抗酸抗堿、感光速度快，但它在曝光區(qū)域發(fā)生交聯(lián)，溶解能力減弱，難溶于顯影液且顯影時(shí)容易變形和溶脹，從而限制了它的分辨率。8試述負(fù)性光致抗蝕劑在集成電路制造中的作用原理。利用感光樹脂涂在氧化層上作為抗腐蝕層， 用照相法改變抗腐蝕層性質(zhì)。 首先通過設(shè)計(jì)好的 圖案，通過掩膜曝光和顯影，負(fù)性光刻膠其感光高分子是屬光交聯(lián)型的，在紫外線作用下， 光刻膠中光照部分產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)，溶解度變小，用適當(dāng)溶劑即可把未曝光的部分顯影后除去， 在被加工表面上形成與曝光掩膜相反的副圖像。 用溶劑溶去可溶部分， 不溶部分留在氧化層 表面，在化學(xué)腐蝕階段對(duì)氧化層起保護(hù)作用。負(fù)性光刻膠：光照使涂層的溶解度下降，在溶解過程中（

18、也稱為顯影過程）被保留下來，在化學(xué)腐蝕過程中（也稱為刻蝕過程）保護(hù)氧化層。正性光刻膠的性能正好相反，感光膠被光照后溶解度增加，在顯影過程中被除去，其所覆蓋部分在刻蝕過程中被腐蝕掉。9從化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，聚苯胺為什么能夠成為高分子導(dǎo)體？主鏈上為P-共軛結(jié)構(gòu)，屬共軛聚合物，電子的非定域性，表現(xiàn)出一定的導(dǎo)電性。與其它導(dǎo)電高聚物一樣,它也是共軛高分子，在高分子主鏈上交替重復(fù)單雙鏈結(jié)構(gòu),具有的介電子云分布在分子內(nèi),相互作用形成能帶等。其結(jié)構(gòu)中的P電子雖具有離域能力,它并不是自由電子，分子中的共軛結(jié)構(gòu)使P電子體系增大,電子離域性增強(qiáng),可移動(dòng)范圍增大,當(dāng)共軛結(jié)構(gòu)達(dá)到足夠大時(shí),化合物即可提供自由電子,從而能夠?qū)щ?/p>

19、。本征態(tài)的聚苯胺電導(dǎo)率很低，只有l(wèi)0-10SCM，通過質(zhì)子酸摻雜后，其電導(dǎo)率可提高12個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到5l0SCM。通過質(zhì)子酸摻雜和氨水反摻雜可實(shí)現(xiàn)聚苯胺在導(dǎo)體和絕緣體之間的可逆變化。聚苯胺的導(dǎo)電性受許多因素的影響，除分予鏈本身的結(jié)構(gòu)外，較重要的因素還有pH值和溫度。10什么是智能材料？智能材料的特點(diǎn)？智能材料（Intelligent material），又可以稱為敏感材料，智能材料就是指具有感知環(huán)境(包括內(nèi)環(huán)境和外環(huán)境)刺激，對(duì)之進(jìn)行分析、處理、判斷，并采取一定的措施進(jìn)行適度響應(yīng)的智能特征的材料。一般說來，智能材料有七大功能，即傳感功能、反饋功能、信息識(shí)別與積累功能、響應(yīng)功能、自診斷能力、自修

20、復(fù)能力和自適應(yīng)能力。具體來說，智能材料需具備以下內(nèi)涵：(1)具有感知功能，能夠檢測(cè)并且可以識(shí)別外界(或者內(nèi)部)的刺激強(qiáng)度，如電，光，熱，應(yīng)力，應(yīng)變，化學(xué)，核輻射等；(2)具有驅(qū)動(dòng)功能，能夠響應(yīng)外界變化；(3)能夠按照設(shè)定的方式選擇和控制響應(yīng)；(4)反應(yīng)比較靈敏,及時(shí)和恰當(dāng)；(5)當(dāng)外部刺激消除后,能夠迅速恢復(fù)到原始狀態(tài)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)智能材料的兩個(gè)指導(dǎo)思想是材料的多功能復(fù)合和材料的仿生設(shè)計(jì)，所以智能材料系統(tǒng)具有或部分具有如下的智能功能和生命特征：（1）傳感功能（Sensor），能夠感知外界或自身所處的環(huán)境條件，如負(fù)載、應(yīng)力、應(yīng)變、振動(dòng)、熱、光、電、磁、化學(xué)、核輻射等的強(qiáng)度及其變化。（2）反饋功能（F

21、eedback），可通過傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)輸入與輸出信息進(jìn)行對(duì)比，并將其結(jié)果提供給控制系統(tǒng)。（3）信息識(shí)別與積累功能，能夠識(shí)別傳感網(wǎng)絡(luò)得到的各類信息并將其積累起來。（4）響應(yīng)功能，能夠根據(jù)外界環(huán)境和內(nèi)部條件變化，適時(shí)動(dòng)態(tài)地作出相應(yīng)的反應(yīng)，并采取必要行動(dòng)。（5）自診斷能力（Self-diagnosis），能通過分析比較系統(tǒng)的狀況與過去的情況，對(duì)諸如系統(tǒng)故障與判斷失誤等問題進(jìn)行自診斷并予以校正。（6）自修復(fù)能力（Self-recovery），能通過自繁殖、自生長(zhǎng)、原位復(fù)合等再生機(jī)制，來修補(bǔ)某些局部損傷或破壞。（7）自調(diào)節(jié)能力（Self-adjusting），對(duì)不斷變化的外部環(huán)境和條件，能及時(shí)地自動(dòng)調(diào)

22、整自身結(jié)構(gòu)和功能，并相應(yīng)地改變自己的狀態(tài)和行為，從而使材料系統(tǒng)始終以一種優(yōu)化方式對(duì)外界變化作出恰如其分的響應(yīng)。11試分析影響高吸水性樹脂吸水能力的因素。一、交聯(lián)度：交聯(lián)度要適中，未經(jīng)交聯(lián)一般不具備吸水性，交聯(lián)度過高又會(huì)抑制吸水性。二、水解度：高吸水性樹脂的吸水率一般隨水解度的增加而增加，但水解度過高，交聯(lián)劑部分也將發(fā)生水解而斷裂，使樹脂的網(wǎng)格受到破壞，從而影響吸水性。三、PH值與鹽分：因?yàn)樗?、堿、鹽的存在，一方面影響親水的羧酸鹽基團(tuán)的解離，另方面由于鹽效應(yīng)而使原來在水中應(yīng)擴(kuò)張的網(wǎng)格收縮，與水分子的親和力降低。四、.受形狀所影響：樹脂的比表面積越大，吸水速率也越快。12功能高分子材料按其功能性可

23、以分為幾類？按照功能分類（1）化學(xué)功能：離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子，電子交換樹脂.（2）物理功能：導(dǎo)電性高分子（包括電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體）、高介電性高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等.（3）復(fù)合功能：高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等.（4）生物、醫(yī)用功能：抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等 按照功能特性分類1分離材料和化

24、學(xué)功能材料2電磁功能高分子材料3光功能高分子材料4生物醫(yī)用高分子材料13高分子試劑與普通試劑相比的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：a) 簡(jiǎn)化操作過程。高分子化的高分子反應(yīng)試劑和催化劑在反應(yīng)體系中僅能溶脹，不能溶解，這樣有利于使其與小分子的原料和產(chǎn)物分離。b) 有利于貴重試劑和催化劑的回收和再生。c) 可提高實(shí)際的穩(wěn)定性和安全性。d) 所謂的固相合成工藝可以提高化學(xué)反應(yīng)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度。e) 提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性。f) 可以提供在均相反應(yīng)條件下難以達(dá)到的反應(yīng)環(huán)境。缺點(diǎn)：a) 增加實(shí)試劑生產(chǎn)的成本。b) 降低化學(xué)反應(yīng)速度。14復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的定義、構(gòu)成，與本征型的區(qū)別。導(dǎo)電性復(fù)合高分子材料是由導(dǎo)電性材料與

25、非導(dǎo)電的高分子材料復(fù)合而成的。復(fù)合方法可以是在高分子材料內(nèi)部添加導(dǎo)電性材料粉末或者纖維等，也可以是在非導(dǎo)電基質(zhì)上形成導(dǎo)電表面層而構(gòu)成高分子導(dǎo)體。與本征型導(dǎo)電高分子不同，在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中，高分子材料本身并不具備導(dǎo)電性，只充當(dāng)了粘合劑的角色。導(dǎo)電性是通過混合在其中的導(dǎo)電性的物質(zhì)如炭黑、金屬粉末等獲得的。高分子材料本身具有導(dǎo)電能力的被稱為本征型導(dǎo)電高分子材料。本征型導(dǎo)電高分子材料內(nèi)部不含其它導(dǎo)電性物質(zhì)，完全由導(dǎo)電性高分子材料本身構(gòu)成。由于其高分子本身具備傳輸電荷的能力，導(dǎo)電性能和支撐作用均由高分子本身承擔(dān)，因此被稱為結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子材料。20復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理。復(fù)合型導(dǎo)電高分子是以普通的

26、絕緣聚合物為主要基料（成型物質(zhì)），并在其中摻入較大量的導(dǎo)電填料配制而成的。填料在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中起提供載流子的作用，它的形態(tài)、性質(zhì)和用量直接決定材料的導(dǎo)電性。 導(dǎo)電機(jī)理：粒子導(dǎo)電-從通過接觸的導(dǎo)體粒子鏈來導(dǎo)電，粒子之間的接觸電阻與接觸數(shù)是決定導(dǎo)電的關(guān)鍵隧道導(dǎo)電機(jī)制-把非常薄的非導(dǎo)體夾在導(dǎo)體中時(shí)，電場(chǎng)作用下電子僅需越過非常低的勢(shì)壘而移動(dòng)的現(xiàn)象15什么是摻雜？簡(jiǎn)述摻雜的涵義及機(jī)制，為什么摻雜后的共軛高聚物的電導(dǎo)率可大幅度提高？這種因添加了電子受體或電子給體而提高電導(dǎo)率的方法稱為“摻雜”?！皳诫s”一詞源于半導(dǎo)體化學(xué)，指在純凈的無機(jī)半導(dǎo)體材料中加入少量具有不同價(jià)態(tài)的第二種物質(zhì)，用以改變半導(dǎo)體材料中空

27、穴和自由電子的分布狀態(tài)。高聚物中因添加電子受體或電子給體而提高電導(dǎo)率的方法稱為“摻雜”。摻雜的結(jié)果是亞能帶間的能量差減小，電子的移動(dòng)阻力降低，使線性共軛導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性能從半導(dǎo)體進(jìn)入金屬導(dǎo)電范圍。16什么樣的高分子材料具有感光性？ 分子材料一般都是線性高分子聚合物，通常在主鏈或側(cè)鏈上帶有感光基團(tuán)。例如不飽和雙鍵，重氮基，疊氮基，羰基等。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的不同，可分為三類。1）光交聯(lián)型高分子，在光照下，分子鏈間能發(fā)生交聯(lián)偶合反應(yīng)的感光性高分子。這類反應(yīng)的典型代表是聚乙烯醇肉桂酸酯，它可溶于丙酮、丁酮、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑。在紫外光照射下，分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成的交聯(lián)產(chǎn)物不溶于有機(jī)溶劑。當(dāng)用適當(dāng)溶劑

28、（顯影液）沖洗時(shí)，未感光部分被沖洗下來，感光部分因不溶解而保留下來，結(jié)果得到與底片相反的圖像（負(fù)圖象）。這類光刻涂層材料稱負(fù)性光刻膠。2）光分解型高分子，在光照下側(cè)鏈上的有機(jī)化合物發(fā)生分解的一類高分子。典型代表是鄰重氮醌。鄰重氮醌不溶于稀堿液，經(jīng)光照后放出氮?dú)庾兂上┩夂罂缮婶然?，從而使高分子溶于稀堿中，正性光刻膠就屬于這一類。受光照的部分溶于顯影液（稀堿液），而未受光照部分則保持不變，顯出圖像，稱為正圖像。正負(fù)性光刻膠可以用于制造集成電路、照相底片、印刷、激光光盤等很多方面。3）光致變色高分子，這類分子在光照后化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，結(jié)構(gòu)變化前后對(duì)可見光的吸收波長(zhǎng)不同，因此光照能發(fā)生顏色變化

29、，停止光照后又恢復(fù)原來的顏色。這種用不同波長(zhǎng)光照射能顯示出不同顏色的高分子，稱光致變色高分子。利用這類感光高分子材料可制備各種光色太陽鏡、電焊鏡、護(hù)目鏡、各種窗玻璃、軍事用偽裝材料以及密寫信息材料等。17簡(jiǎn)述高分子光化學(xué)反應(yīng)的類型。感光材料的幾種主要的光化學(xué)反應(yīng)：1)光分解反應(yīng)，許多化合物分子吸收了光能量會(huì)發(fā)生分解, 這是由于在光的作用下, 分子中的某些鍵大大減弱所引起的。分解生成物有時(shí)是穩(wěn)定的化合物, 有時(shí)是不穩(wěn)定的化合物, 還有時(shí)是離子或自由基。在利用化合物作感光材料時(shí), 光解作用是非常重要的, 這是因?yàn)楣饨庾饔盟a(chǎn)生的自由基, 能繼續(xù)引起聚合反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng), 從而使分子變成巨大的或網(wǎng)狀的

30、結(jié)構(gòu),由此呈現(xiàn)出感光材料所需的特性。2)光聚合反應(yīng)，由于光的作用引起光活化單體小分子聚合成為大分子的反應(yīng)稱為光聚合反應(yīng)。這種過程通常需要光引發(fā)劑的參與, 通過光引發(fā)劑吸收光輻射, 形成能引發(fā)聚合的自由基、正離子或負(fù)離子。3)光交聯(lián)反應(yīng)，聚合物在光的照射下或同時(shí)有交聯(lián)劑、敏化劑參加作用下, 分子間以共價(jià)鍵或配位鍵相結(jié)合, 形成網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)的大分子, 這類反應(yīng)被稱為聚合物的光交聯(lián)反應(yīng)。在感光樹脂方面, 借助光的作用制作抗蝕圖像時(shí), 雖然利用了光分解反應(yīng)和光聚合反應(yīng)但光交聯(lián)反應(yīng)特別有效。其理由是交聯(lián)的結(jié)果, 產(chǎn)生凝膠或不溶物, 往往為聚合物提供了許多優(yōu)異性能, 如提高了聚合物的硬度、強(qiáng)度、彈性、形變

31、穩(wěn)定性等。1光聚合和光交聯(lián)反應(yīng)光聚合指化合物吸收光能而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成分子量較大產(chǎn)物。反應(yīng)物是小分子單體，或分子量較低的低聚物。當(dāng)反應(yīng)物為線性聚合物時(shí)，光化學(xué)反應(yīng)在高分子鏈之間發(fā)生交聯(lián)，生成網(wǎng)狀聚合物稱其為光交聯(lián)反應(yīng)。2光降解反應(yīng) 光降解指在光的作用下聚合物鏈發(fā)生斷裂，分子量降低的光化學(xué)過程。由于光降解反應(yīng)使高分子材料老化、力學(xué)性能變壞而失去使用價(jià)值。光氧化降解反應(yīng)是聚合物降解的主要方式，聚合物中加入光穩(wěn)定劑可以減低其降解速度，防止聚合物的老化，延長(zhǎng)其使用壽命。18電致發(fā)光高分子材料的結(jié)構(gòu)，原理及其應(yīng)用原理：電致發(fā)光是通過正負(fù)電極向發(fā)光層的最高占有軌道(HOMO)和最低空軌道(LUMO)分別

32、注入空穴和電子,這些在電極附近生成的空間電荷相對(duì)遷移,在發(fā)光層內(nèi),電子和空穴相遇復(fù)合,形成激子,激子經(jīng)過輻射衰變而發(fā)射可見光,或者激發(fā)活性層中其他發(fā)射體分子而發(fā)光。1載流子的注入，從陰極和陽極注入；2載流子的遷移，電子和空穴分別向發(fā)光層遷移；3載流子的復(fù)合，空穴和遷移電子在發(fā)光層中相遇復(fù)合并產(chǎn)生激子；5電致發(fā)光，激發(fā)態(tài)能量通過輻射耗散釋放光能。應(yīng)用：PLED，圖像顯示，信息處理和通訊領(lǐng)域。19什么是藥用高分子材料？藥物緩釋的目的是什么？根據(jù)藥物作用機(jī)理可以把高分子靶向藥物分為哪幾種類藥用高分子材料包括直接用于治療目的的高分子藥物，控制藥物釋放的高分子制劑材料和藥物導(dǎo)向高分子材料等。藥物緩釋的目

33、標(biāo)是通過對(duì)藥物釋放劑量的有效控制，達(dá)到在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持有效藥物濃度，降低藥物的毒副作用，減少抗藥性，提高藥物有效利用率的目的。長(zhǎng)效制劑還可以減少服藥次數(shù)，減輕患者的痛苦，并且節(jié)省人力，物力和財(cái)力。根據(jù)藥物控制釋放機(jī)理，高分子藥物控制釋放體系可以分為四種，即擴(kuò)散控制體系、化學(xué)反應(yīng)控制體系、溶劑活化體系和磁控制體系藥用高分子材料：指藥物生產(chǎn)和加工過程中使用的高分子材料，藥用高分子材料包括作為藥物制劑成分之一的藥用輔料高分子藥物，以及藥物接觸的包裝貯運(yùn)高分子材料。藥物稀釋的目的：避免血漿中藥物濃度隨進(jìn)藥時(shí)間和病人攝入、吸收和排除藥物的能力而受影響，可以恒定速率釋放，或通過響應(yīng)環(huán)境變化(磁場(chǎng)、電

34、場(chǎng)、pH值、血糖等)以脈沖方式釋藥，保持血漿中藥物濃度不變;實(shí)現(xiàn)定位控釋，尤其對(duì)毒性大的藥物，利用生理活性、親和或外部物理因素(如磁場(chǎng)等)導(dǎo)向，使藥物集中于病變部位或器官釋放，減少對(duì)正常組織和器官的損傷，又提高施藥效率;實(shí)現(xiàn)藥物按需控釋，如對(duì)糖尿病治療的胰島素控釋，保證在血液中葡萄糖濃度超過一定閾值時(shí)釋放胰島素。在葡萄糖濃度恢復(fù)正常時(shí)就停止釋放; 對(duì)生物大分子藥物進(jìn)行控釋。多肽等多種大分子藥物是治療疑難病癥、健全機(jī)能和延長(zhǎng)壽命的重要藥物，但這類藥物在體內(nèi)的半衰期非常短(幾秒至幾小時(shí))，不宜口服、皮下注射和滴注，只能采用藥物緩釋系統(tǒng)。 種類：20簡(jiǎn)述由功能型小分子材料構(gòu)建功能

35、高分子策略。功能性小分子的高分子化可利用聚合反應(yīng)，如共聚、均聚等；也可將功能性小分子化合物通過化學(xué)鍵連接的化學(xué)方法與聚合物骨架連接，將高分子化合物作為載體；甚至可通過物理方法，如共混、吸附、包埋等作用將功能性小分子高分子化。21某公司專門從事功能高分子材料開發(fā)工作，現(xiàn)承接以下三個(gè)研究項(xiàng)目，你作為一名公司研究成員之一，請(qǐng)選擇其中一個(gè)項(xiàng)目，寫出你的設(shè)計(jì)方案。（1）欲開發(fā)一種用于溶液中分子氧脫除的功能高分子材料，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種可反復(fù)使用的除氧功能高分子材料。（2）交聯(lián)殼聚糖薄膜具有較好的透光性，請(qǐng)以該薄膜為基質(zhì)，設(shè)計(jì)制備一種透光性隨溫度變化的溫敏性傳感薄膜材料。（3）金納米粒子間距離變化時(shí)，顏色發(fā)生相應(yīng)變化。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種納米金粒子水凝膠薄膜復(fù)合材料，使該材料具有顏色隨pH變化功能。（2） .殼聚糖(CS)是由甲殼素在堿性條件下經(jīng)水解部分脫乙酰基而得, 具有無毒、成膜性好、可完全降解等優(yōu)異性能, 被認(rèn)為是一種極有潛力的制膜材料, 但其韌性較差。羥丙基甲基纖維素(HPMC)是一種非離子纖維素醚, 具有熱凝膠性質(zhì), 產(chǎn)品水溶液加熱后形成凝膠析出, 冷卻后又溶解, 且具有良好的成膜性和透明性。HPMC 與CS 通過分子間氫鍵的相互作用, 其大分子鏈的運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng),CS 膜的韌性得