功能高分子材料

1、二、功能高分子的設計與制備1、材料的功能：向材料輸入某種能量或刺激，經(jīng)過材料的傳輸和轉換，再作為輸出或反饋提供給外界環(huán)境的一種作用。一次功能：當向材料輸入的能量和從材料輸出的能量屬同種形式，材料只能起到能量傳送部件的作用，這種功能稱為一次功能。（如導電、導熱）。二次功能：當向材料輸入的能量和輸出的能量是不同形式時，材料起能量轉換部件的作用，這種功能稱為二次功能。（如壓電功能）2、功能高分子材料的制備可歸納為以下四種類型：功能性小分子材料的高分子化；已有高分子材料的功能化；多功能材料的復合; 已有功能高分子材料的功能擴展。3、活性聚合：不存在任何使聚合鏈增長反應停止或不可逆轉移副反應的聚合反應。

2、活性聚合最典型的特征是引發(fā)速度遠遠大于增長速度，并且在特定條件下不存在鏈終止反應和鏈轉移反應，亦即活性中心不會自己消失?；钚跃酆蠈Ω叻肿釉O計的意義：1）通過控制單體與引發(fā)劑濃度之比，合成指定分子量的聚合物。分子質量可控,相對分子質量分布很窄。2）按順序加入不同單體，合成指定結構的嵌段共聚物。3）利用活性端基制備含有特殊官能團的高分子材料。 4、可控聚合：雖存在鏈轉移反應和鏈終止反應但宏觀上類似于活性聚合的聚合反應為“可控聚合”。5、陰離子活性聚合基本特點：（P28-30）1）聚合反應速度極快，通常在幾分鐘內即告完成；2）單體對引發(fā)劑有強烈的選擇性；3）無鏈終止反應； 4）多種活性種共存；5）相

3、對分子質量分布很窄，目前已知通過陰離子活性聚合得到的最窄相對分子質量分布指數(shù)為1.04。6、高分子的化學反應的定義：聚合物分子鏈上或分子鏈間官能團相互轉化的化學反應過程。7、高分子化學反應的類型（根據(jù)聚合度和基團的變化）：1）聚合物基團反應：聚合度及總體結構基本不變的反應，只是側基和端基變化，也稱之為相似轉變。許多功能高分子也可歸屬基團反應。2）聚合度增大的反應：如交聯(lián)、接枝、嵌段、擴鏈等3）聚合度變小的反應：如降解，解聚8、將聚醋酸乙烯酯轉變?yōu)榫垡蚁┐嫉姆磻郾揭蚁┑南嗨妻D變可用于在聚乙烯醇結構中引入活性基團的反應9、聚氯乙烯的功能化改性三、高分子分離材料1、離子交換樹脂的定義：離子交換樹脂

4、是一類帶有功能基的網(wǎng)狀結構的高分子化合物，它由不溶性的三維空間網(wǎng)狀骨架、連接在骨架上的功能基團和功能基團上帶有相反電荷的可交換離子三部分構成。離子交換樹脂由三部分組成：1）交聯(lián)的具有三維空間結構的網(wǎng)絡骨架2）在骨架上連接由許多功能基團3）功能基團上吸附著可進行交換的離子2、離子交換樹脂按樹脂的物理結構分類：凝膠型離子交換樹脂、大孔型離子交換樹脂、載體型離子交換樹脂3、1）凝膠型離子交換樹脂：凡外觀透明、具有均相高分子凝膠結構的離子交換樹脂統(tǒng)稱為凝膠型離子交換樹脂。不足:在無水狀態(tài)下，凝膠型離子交換樹脂的分子鏈緊縮，體積縮小，無機小分子無法通過。所以，這類離子交換樹脂在干燥條件下或油類中將喪失離

5、子交換功能。2）大孔型離子交換樹脂：大孔型離子交換樹脂外觀不透明，表面粗糙，為非均相凝膠結構。即使在干燥狀態(tài)，內部也存在不同尺寸的毛細孔，因此可在非水體系中起離子交換和吸附作用。4、1）強酸型陽離子交換樹脂的制備絕大多數(shù)為聚苯乙烯系骨架，通常采用懸浮聚合法合成樹脂，獲得的球狀共聚物稱為“白球”。將干燥的白球用二氯乙烷或四氯乙烷、甲苯等有機溶劑溶脹，然后用濃硫酸或氯磺酸等磺化。通常稱磺化后的球狀共聚物為“黃球”。含有SO3H氫型陽離子交換樹脂，其中H+為可自由活動的離子。由于它們的貯存穩(wěn)定性不好，且有較強的腐蝕性，因此常將它們與NaOH反應而轉化為Na型離子交換樹脂。Na型樹脂有較好的貯存穩(wěn)定性

6、。2）弱酸型陽離子交換樹脂的制備：弱酸型陽離子交換樹脂大多為聚丙烯酸系骨架，因此可用帶有功能基的單體直接聚合而成。其中，COOH即為交換基團3）強堿型陰離子交換樹脂的制備： 5、離子交換樹脂和吸附樹脂的功能：離子交換功能、吸附功能、脫水功能、催化功能6、離子交換樹脂的應用水處理包括水質的軟化、水的脫鹽和高純水的制備等。7、1）膜是指能以特定形式限制和傳遞各種物質的分隔兩相界面。膜在生產和研究中的使用技術被稱為膜技術。2）膜分離技術：利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能的差異來實現(xiàn)分離、提純、和濃縮的新型分離技術。典型的膜分離技術有微孔過濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、滲

7、析(D)、電滲析(ED)、液膜(LM)及滲透蒸發(fā)( PV)等。3）膜分離法的特點：過程無相變（滲透蒸發(fā)膜除外）；低能耗、低污染、低成本；一般常溫進行；尤其適用于對高溫敏感的物質（如生化試劑）；裝置簡單，操作容易，制造方便，應用范圍廣，無二次污染。4）膜分離過程的推動力：混合物的分離過程是自發(fā)混合過程的逆過程，不能自發(fā)完成，需外界推動力：濃度差（滲透壓，化學能）、壓力差（機械能）、溫度差（熱能）、電位差（電能）5）對膜的要求：(1)分離效率高，分離速度快；(2)抗微生物；(3)柔韌性好、足夠的機械強度；(4)抗污染、使用壽命長、適用pH范圍廣；(5)運行操作壓力低；(6)制備簡單；(7)耐壓致密

8、性好，化學穩(wěn)定，能在較高溫度下應用。6）按膜的分離原理及適用范圍分類：微孔膜、超過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜8、滲透與反滲透：把相同體積的稀溶液（如淡水）和濃液（如海水或鹽水）分別置于一容器的兩側，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜，向濃溶液側流動，濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個壓力差，達到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。反滲透：反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。電滲析：直流電場作用下，由于離子交換膜的阻隔作用，實現(xiàn)溶液的淡化和濃縮，推動力是靜電引力

9、。四、導電高分子材料1、導電高分子的定義：導電高分子是由具有共軛鍵的高分子經(jīng)化學或電化學“摻雜”使其由絕緣體轉變?yōu)閷w的一類高分子材料。2、材料的導電性是由于物質內部存在的帶電粒子的移動引起的。這些帶電粒子可以是正、負離子，也可以是電子或空穴，統(tǒng)稱為載流子。載流子在外加電場作用下沿電場方向運動，就形成電流?？梢姡牧蠈щ娦缘暮脡?，與物質所含的載流子數(shù)目及其運動速度有關。材料電導率 /-1·cm-1典 型 代 表絕緣體10-10石英、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯半導體10-10102硅、鍺、聚乙炔導 體102108汞、銀、銅、石墨超導體108鈮(9.2 K)、鈮鋁鍺合金(23.3K)、

10、聚氮硫(0.26 K)3、導電高分子的類型：按照材料的結構與組成，可將導電高分子分成兩大類。一類是結構型（本征型）導電高分子，另一類是復合型導電高分子。1）結構型導電高分子：高分子本身具備傳輸電荷的能力。這類聚合物經(jīng)摻雜后，電導率可大幅度提高，其中有些甚至可達到金屬的導電水平。2）復合型導電高分子：復合型導電高分子是在本身不具備導電性的高分子材料中摻混入大量導電物質，如炭黑、金屬粉、箔等，通過分散復合、層積復合、表面復合等方法構成的復合材料，其中以分散復合最為常用。4、結構型導電高分子：一般認為，四類聚合物具有導電性：高分子電解質、共軛體系聚合物、電荷轉移絡合物和金屬有機螯合物。其中除高分子電

11、解質是以離子傳導為主外，其余三類聚合物都是以電子傳導為主的。1）共軛聚合物的電子導電具有本征導電性的共軛體系必須具備兩條件：第一，分子軌道能強烈離域； 第二，分子軌道能互相重疊實踐證明：導電高分子都具有交替的單鍵、雙鍵共軛結構共同特征。在共軛聚合物中，電子離域的難易程度，取決于共軛鏈中電子數(shù)和電子活化能的關系。理論與實踐都表明，共軛聚合物的分子鏈越長，電子數(shù)越多，則電子活化能越低，亦即電子越易離域，則其導電性越好。2）共軛體系的導電機理：在有機共軛分子中，鍵是定域鍵，構成分子骨架；而垂直于分子平面的p軌道組合成離域鍵，所有電子在整個分子骨架內運動。離域鍵的形成，增大了電子活動范圍，使體系能級降

12、低、能級間隔變小，增加物質的導電性能。具有本征導電性的共軛體系必須具備兩條件：第一，分子軌道能強烈離域； 第二，分子軌道能互相重疊。滿足這兩個條件的共軛體系聚合物，便能通過自身的載流子產生和輸送電流。5、摻雜的作用：在聚合物的空軌道中加入電子，或從占有軌道中拉出電子，進而改變現(xiàn)有 電子能帶的能級，出現(xiàn)能量居中的半充滿能帶，減小能帶間的能量差，使得自由電子或空穴移動的阻礙力減小因而導電能力大大提高。摻雜的定義：因添加了電子受體或電子給體而提高電導率的方法稱為“摻雜”。6、復合型導電高分子的定義：以普通的絕緣聚合物為主要基質（成型物質），并在其中摻入較大量的導電填料配制而成的。組成：聚合物的基料、

13、導電的填料與本征導電高分子的區(qū)別：基料本身不導電，主要起粘合劑作用高分子的作用：將導電顆粒牢固地粘結在一起，使導電高分子有穩(wěn)定的導電性，同時它還賦予材料加工型。7、復合型導電高分子的導電機理：當導電填料濃度較低時，填料顆粒分散在聚合物中，互相接觸很少，故導電性很低。隨著填料濃度增加，填料顆粒相互接觸機會增多，電導率逐步上升。當填料濃度達到某一臨界值時，體系內的填料顆粒相互接觸形成無限網(wǎng)鏈-導電鏈。這個網(wǎng)鏈就像金屬網(wǎng)貫穿于聚合物中，形成導電通道，故電導率急劇上升，從而使聚合物變成了導體。顯然，此時若再增加導電填料的濃度，對聚合物的導電性并不會再有更多的貢獻了，故電導率變化趨于平緩。在此，電導率發(fā)

14、生突變的導電填料濃度稱為“滲濾閾值”。目前用作復合型導電高分子基料的主要有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、環(huán)氧樹脂、丙烯酸酯樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、聚氨酯、聚酰亞胺、有機硅樹脂等。此外，丁基橡膠、丁苯橡膠、丁腈橡膠和天然橡膠也常用作導電橡膠的基質。常用的導電填料有金粉、銀粉、銅粉、鎳粉、鈀粉、鉬粉、鋁粉、鈷粉、鍍銀二氧化硅粉、鍍銀玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化鎢、碳化鎳 8、影響含炭黑聚合物導電性的因素（1）導電性對電場強度的依賴性含炭黑聚合物的導電性對外電場強度有強烈依賴性。炭黑填充聚乙烯在低電場強度下（E104V/cm），電導率符合歐姆定律，而在高電場強度下（E104V/cm

15、），電導率符合冪定律。研究發(fā)現(xiàn)，材料導電性對電場強度的這種依賴性規(guī)律，是由它們在不同外電場作用下不同的導電機理所決定的。 （2）導電性對溫度的依賴性 p147 在低電場強度時，電導率隨溫度降低而降低，而在高電場強度時，電導率隨溫度降低而增大。原因？導電機理不同。低電場強度下的導電是由界面極化導致的離子導電引起的。溫度降低使載流子動能降低，導致電導率降低。反之，高電場強度下的導電是自由電子的躍遷，相當于金屬導電，溫度降低有利于自由電子的定向運動，故電導率增大。（3）加工方法對導電性的影響分析原因：在高剪切速率作用下，無限網(wǎng)鏈破壞。而聚合物的高粘度使得這種破壞不能很快恢復，因此導電性下降。經(jīng)粉碎再

16、生后，無限網(wǎng)鏈重新建立，電導率得以恢復。 五、感光性高分子1、感光性高分子的定義：感光性高分子是指在吸收了光能后，能在分子內或分子間產生化學、物理變化的一類功能高分子材料。2、光致抗蝕高分子材料經(jīng)光照輻射后，分子結構從線型可溶性轉變?yōu)榫W(wǎng)狀不可溶性，產生了對溶劑的抗蝕能力。（負膠）光致誘蝕高分子材料受光照輻射后，感光部分發(fā)生光分解反應，從而變?yōu)榭扇苄?。（正膠）3、感光性高分子材料，應具有一些基本的性能:對光的敏感性、成像性、顯影性、膜的物理化學性能等。4、光化學定律 第一定律：只有被吸收的光才能有效地引起化學反應。 第二定律：一個分子只有吸收了一個光量子之后， 才能發(fā)生光化學反應。（吸收了一個光

17、量子的能量，只可活化一個分子，使之成為激發(fā)態(tài)）5、一個激發(fā)態(tài)分子回到基態(tài)的途徑： (a) 電子狀態(tài)之間的非輻射轉變，放出熱能； (b) 電子狀態(tài)之間輻射轉變，放出熒光或磷光； (c) 分子之間的能量傳遞。(d) 化學反應。 6、光增感：光化學反應由分子或原子吸收光而引起的，但是有些化合物自身不能直接吸收光子，此時可在體系中加入一種化合物，它可直接吸收光能，然后將能量轉移給感光性高分子，使后者發(fā)生反應，這種現(xiàn)象就叫光增高。7、增感劑：在光化學反應中，把光能轉移到一些對可見光不敏感的反應物上以提高或擴大其感光性能的物質。8、感光基團的種類基團名稱結 構 式吸收波長 /nm烯 基 200肉

18、桂?；?#160;300肉桂叉乙?；?00400芐叉苯乙酮基250400苯乙烯基吡啶基視R而定-苯基馬來酰亞胺基200400疊氮基260470重氮基3004009、具有感光基團的高分子的合成方法通過高分子反應在聚合物主鏈上接上感光基團，聚乙烯醇用肉桂酰氯酯化，生成聚乙烯醇肉桂酸酯(感光性高分子)。 通過帶有感光基團的單體進行聚合反應而成。10、肉桂酰氯 與含羥基聚合物的反應11、（1）重鉻酸鹽+聚乙烯醇光固化過程光引發(fā)光固化（2）雙重氮鹽+聚乙烯醇光固化過程光引發(fā) 光固化（3）芳香族雙疊氮化合物+含不飽和雙鍵聚合物光固化過程光引發(fā)光固化12、感光性高分子的分類方法：（1）根據(jù)光反應的類型：光交

19、聯(lián)型，光聚合型，光分解型等。（2）根據(jù)感光基團的種類：重氮型，疊氮型，肉桂酰型，丙烯酸酯型等。（3）根據(jù)物理變化：光致不溶型，光致溶化型，光降解型，光導電型，光致變色型等。（4）根據(jù)骨架聚合物種類： PVA系，聚酯系，尼龍系，丙烯酸酯系，環(huán)氧系，氨基甲酸酯（聚氨酯）系等。（5）根據(jù)聚合物的形態(tài)和組成：感光性化合物（增感劑）+ 高分子型，帶感光基團的聚合物型，光聚合型等。 六、醫(yī)用高分子材料1、醫(yī)用高分子材料定義廣義醫(yī)用高分子材料：涵蓋所有在醫(yī)療活動中使用的高分子材料，包括藥劑包裝用高分子材料、醫(yī)療器械用高分子材料、醫(yī)用一次性高分子材料以及高分子藥物。狹義醫(yī)用高分子材料：符合特殊醫(yī)用要求，在醫(yī)學

20、領域應用到人體上，以醫(yī)療為目的，具有特殊要求的功能型高分子材料。2、醫(yī)用高分子的分類3、對醫(yī)用高分子材料的基本要求力學性能 長期植入體內不會減小機械強度4、生物相容性是指植入生物體內的材料與肌體之間的適應性。生物相容性又可分為組織相容性和血液相容性兩種組織相容性是指材料與人體組織，如骨骼、牙齒、內部器官、肌肉、肌腱、皮膚等的相互適應性。血液相容性則是指材料與血液接觸是不是會引起凝血、溶血等不良反應。5、血栓的形成：當人體的表皮受到損傷時，流出的血液會自動凝固，稱為血栓。 實際上，血液在受到下列因素影響時，都可能發(fā)生血栓： 血管壁特性與狀態(tài)發(fā)生變化； 血液的性質發(fā)生變化； 血液的流動狀態(tài)發(fā)生變化

21、。6、血栓的形成機理：一般認為，異物與血液接觸時，首先將吸附血漿內蛋白質，然后粘附血小板，繼而血小板崩壞，放出血小板因子，在異物表面凝血，產生血栓。7、影響血小板在材料表面粘附的因素 1) 血小板的粘附與材料表面能有關 結論:低表面能材料具有較好的抗血栓性。2) 血小板的粘附與材料的含水率有關 結論:高分子水凝膠，具有較好的抗血栓性。3) 血小板的粘附與材料表面疏水親水平衡有關結論:材料的抗血栓性，并不簡單決定于其是疏水性的還是親水性的，而是決定于它們的平衡值。4) 血小板的粘附與材料表面的電荷性質有關結論:對帶適當(電荷密度不能太大)負電荷的材料表面，血小板難于粘附，有利于材料的抗血栓性。

22、5) 血小板的粘附與材料表面的光滑程度有關結論:材料表面光滑，可以減少血小板、細胞成分在表面上的粘附和聚集，是減少血栓形成的有效措施之一。8、改善生物相容性的途徑9、高分子材料在體內最常見的降解反應為水解反應，包括酶催化水解和非酶催化水解。能夠通過酶專一性反應降解的高分子稱為酶催化降解高分子；而通過與水或體液接觸發(fā)生水解的高分子稱為非酶催化降解高分子。10、影響生物吸收性高分子材料吸收速度的因素有主鏈和側鏈的化學結構、疏水/親水平衡、相對分子量、凝聚態(tài)結構、結晶度、表面積、物理形狀等。其中，主鏈結構和聚集態(tài)結構對降解吸收速度的影響較大。七、藥用高分子1、藥用高分子的定義：藥品生產和制造加工過程

23、中使用的高分子材料。按應用目的不同分為：高分子藥物、藥用輔助材料2、藥用高分子應具備的基本性能:1) 材料本身及其分解物無毒，無致癌性2) 進入血液系統(tǒng)的藥物,不會引起血栓3) 材料能經(jīng)受消毒4) 具有適宜的載藥能力和釋藥能力5) 口服藥物用高分子可以是不被吸收的惰性材料或是生物降解材料6) 體內包埋及注射藥物高分子材料必須是水溶性的、生物可降解的、能被人體吸收或排出體外、具有抗凝血性并且不會引起血栓的，以及一定的持久性。3、高分子材料的毒性1) 單體殘留2) 高分子結構: 毒性來自化學結構、分子量大小和聚集狀態(tài)。如,聚乙烯醇雖然對動物體的毒性非常小，且能滲入血液循環(huán)，而后經(jīng)由腎臟排出。但它可

24、能積存在腎小球和腎小管中，導致變化。3) 合成和加工助劑 : 聚合反應所用催化劑殘留及加工過程中添加的各種助劑，也有可能對人體造成危害。4、高分子藥物：依靠連接在聚合物分子鏈上的藥理活性基團或高分子本身的藥理作用，從而產生醫(yī)療效果或預防性效果。按分子結構和制劑的形式,高分子藥物可分為三大類:1) 高分子化的低分子藥物，或稱高分子載體藥物。藥效部分是低分子藥物，以某種化學方式連接在高分子鏈上。2) 本身具有藥理活性的高分子藥物。3) 物理包埋的低分子藥物。5、高分子載體藥物有以下優(yōu)點： 能控制藥物緩慢釋放，使代謝減速、排泄減少、藥性持久、療效提高； 載體能把藥物有選擇地輸送到體內確定部位，并能識

25、別變異細胞； 穩(wěn)定性好； 載體高分子無毒，不會在體內長時間積累，可排出體外或水解后被人體吸收，副作用小。6、低分子藥物與高分子的結合方式高分子載體藥物包含四類基團：藥理活性基團、連接基團、輸送用基團和使整個高分子能溶解的基團。7、藥理活性高分于藥物是真正意義上的高分子藥物。與高分子載體藥物不同，后者是將低分子藥物作為化學基團連接在高分子鏈上，起療效作用的還是低分子藥物基團。而藥理活性高分子則不同，它們本身具有與人體生理組織作用的物理、化學性質，從而能克服機體的功能障礙，治愈人體組織的病變。8、微膠囊是指以高分子膜為外殼，在其中包有被保護或被密封的物質的微小膠囊。世界上第一個微膠囊專利就是魚肝油

26、微膠囊。9、藥物微膠囊的優(yōu)點：藥物被高分子膜包裹后，避免了藥物與人體的直接接觸，藥物只有通過對聚合物壁的滲透或聚合物膜在人體內被浸蝕、溶解后才能逐漸釋放出來。因此能夠延緩、控制藥物釋放速度，掩蔽藥物的刺激性、毒性、苦味等不良性質。此外，經(jīng)微膠囊化的藥物，與空氣隔絕，能有效防止藥物貯存過程中的氧化、吸潮、變色等不良反應，增加貯存穩(wěn)定性。10、藥用高分子輔助材料：在藥劑制品加工時所用的和為改善藥物使用性能而采用的高分子材料，如稀釋劑、潤滑劑、粘合劑、崩解劑、糖包衣、膠囊殼等。它們本身并不具有藥理作用,只是在藥品的制造和使用過程中起從屬或輔助的作用.11、高分子輔助材料在藥物制劑中的應用形式：（1）

27、填充材料（2）黏合劑和黏附材料（3）崩解性材料（4）包衣膜材料（5）保濕性材料（6）緩釋和控釋性材料八、高分子表面活性劑1、液體表面張力：作用在液體表面，使液體表面收縮到最小面積的力。表面：液體或固體與氣體的接觸面稱為液體或固體的表面。界面：液-液、固-固和液-固的接觸面稱為界面。表面分子不穩(wěn)定，它有向液體內部遷移的趨勢，即有縮小表面積的趨勢。這個力簡稱表面張力。2、荷葉上的露珠為什么是球形的？液體表面的最基本的特性是趨向于收縮.由于表面層分子的受力不均衡，液滴趨向于呈球形，荷葉上的水珠收縮為球形。3、某些物質能使溶劑的表面張力降低的性質稱為表面活性。具有表面活性的物質叫表面活性物質。4、表面

28、活性劑定義：加入很少量即能降低溶劑（一般為水）的表面張力，改變體系界面狀態(tài)，從而產生潤濕、乳化、增溶、起泡等一系列作用（或其反作用）,以達到實際應用要求的一類物質。表面活性劑通常含有親水的極性基團和憎水的非極性碳鏈或碳環(huán)有機化合物。高分子表面活性劑：相對分子質量在數(shù)千以上且具有表面活性的物質 5、1）高分子表面活性劑優(yōu)點:（1）溶液黏度高,成膜性好,在各種表面界面有很好的吸附作用,因而分散性、絮凝性和增溶性均優(yōu)于低分子表面活性劑。用量大時,還具有強的乳化、穩(wěn)泡、增稠、成膜和黏附作用。（2）高分子表面活性劑的毒性也相對較低。2）高分子表面活性劑缺點:在降低表面張力、界面張力、去污力、起泡力和滲透

29、力方面比較差。表面活性隨著相對分子量的提高而急劇下降。6、高分子表面活性劑的分類按離子類型:陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型。按來源:天然、天然改性、合成高分子表面活性劑。按結構特征：無規(guī)型、嵌段型和接技型按化學組成：碳氫型、碳氟型、硅氧烷、含金屬型7、高分子表面活性劑的作用：1）降低表面張力：因親水鏈段和疏水鏈段在表面或界面具有一定的取向性,所以具有降低表面張力和界面張力的能力.但高分子表面活性劑降低表面張力的能力往往比低分子表面活性低,而且隨相對分子質量增大,表面活性降低.2）乳化作用3）分散作用4）凝聚作用5）泡沫穩(wěn)定作用8、陰離子高分子表面活性劑(1)羧酸型 典型聚合物有聚丙烯

30、酸及其共聚物、丁烯酸及其共聚物、丙烯酸馬來酸酐共聚物以及它們的部分皂化物等。(2)硫酸酯型 典型的聚合物有 :(3)磺酸型 有部分磺化聚苯乙烯、苯磺酸甲醛縮合物、萘磺酸甲醛縮合物、磺化聚丁二烯等，木素磺酸鹽亦是一種磺酸型高分子表面活性劑。典型磺酸型高分子表面活性劑如：磺化聚丁二烯9、陽離子高分子表面活性劑 大部分都是含有季銨鹽的高分子 10、非離子型表面活性劑在水溶液中不電離。主要品種有烷基酚聚氧乙烯醚，另外有聚乙烯醇、聚乙二醇和聚丙烯酰胺等。烷基酚聚氧乙烯醚中最典型的代表為OP型表面活性劑。OP型表面活性劑是分子末端帶有一個辛烷基酚的聚氧乙烯醚，常用通式OP-X表示。其中，X代表聚氧乙烯醚的

31、聚合度。 OP-1011、高分子表面活性劑的應用1）在造紙工業(yè)中的應用 高分子表面活性劑具有良好的乳化、增溶和分散作用，在改進紙張性能，提高紙機效率等方面有著非常獨特的重要作用，在造紙工業(yè)中得到廣泛應用。2）在石油工業(yè)中的應用 通過加入流動性改進劑可以改善流動性。利用油溶性高分子表面活性劑的分散性可以進一步改善流動性改進劑，防止燃料油中的石蠟在運輸和儲藏過程中形成沉淀。 3）在制藥工業(yè)中的應用 由于嵌段型和接枝型高分子表面活性劑的優(yōu)良表面活性，使得它們在制藥工業(yè)中應用廣泛，可以用作藥物載體、藥物乳化劑和分散增溶劑、潤濕劑等。此外高分子表面活性劑在藥物合成中作為相轉移催化劑，在藥物分析中也有較廣

32、泛的應用。 4）在紡織印染工業(yè)中的應用 聚醚類高分子表面活性劑常被用作低泡洗滌劑、乳化劑、分散劑、消泡劑、抗靜電劑、潤濕劑、印染劑等；聚乙烯醇等高分子化合物作為增稠劑和保護膠體廣泛應用于乳液型印染助劑的制備中；羧甲基纖維素等纖維素衍生物被用于洗滌劑作為再沾污防止劑；木質素磺酸鹽、酚醛縮合物磺酸鹽等被用作不溶性染料的分散劑。 九、高吸水性樹脂1、高吸水性樹脂：也稱為超強吸水高分子材料(Super Absorbent Polymer簡稱SAP)、超強吸水劑、高吸水性聚合物，是一種具有優(yōu)異吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。 2、高吸水性樹脂：含有強親水性基團并通常具有一定交聯(lián)度的高分子材料。它

33、不溶于水和有機溶劑，吸水后立即溶脹為水凝膠，有優(yōu)良的保水性，即使受壓也不易擠出; 吸收了水的樹脂干燥后，吸水能力仍可恢復。3、高吸水性樹脂的優(yōu)點：吸水能力高，保水能力高4、高吸水性樹脂分類分 類 方 法類 別按原料來源分類a. 淀粉類；b. 纖維素類；c. 合成聚合物類按親水基團引入方式分類a. 親水單體直接聚合；b. 疏水性單體羧甲基化；c. 疏水性聚合物用親水單體接枝；d. 腈基、酯基水解。按交聯(lián)方法分類a. 交聯(lián)劑網(wǎng)狀化反應；b. 自身交聯(lián)網(wǎng)狀化反應；c. 輻射交聯(lián)；d. 在水溶性聚合物中引入疏水基團或結晶結構。按產品形狀分類a. 粉末狀 b .顆粒狀；c.薄片狀；d.纖維狀。5、合成的

34、高吸水性樹脂原則上可由任何水溶性高分子經(jīng)輕度或適度交聯(lián)而得。目前主要有四種類型： 聚丙烯酸鹽類 聚丙烯腈水解物 醋酸乙烯酯共聚物 改性聚乙烯醇類6、高吸水性樹脂的結構特征 樹脂分子中具有強親水性基團如-COONa，-SO3Na，-CONH2，-CH2-NH2，-CH2-OH，-CN，-CH2OCH2- 等。能夠與水形成氫鍵，親水性強，與水接觸后可迅速吸收并被溶脹。 樹脂具有交聯(lián)型結構 這樣才能在與水作用時不形成溶液。 聚合物內部應該具有較高濃度離子性基團 可以保證體系內部具有較高濃度，從而在體系內外形成較高滲透壓。 聚合物應該有較高分子量 分子量增加，吸水后機械強度增加，吸水能力提高。7、結構

35、對吸水性能的影響：1）樹脂骨架的立體結構對吸水性能影響未經(jīng)交聯(lián)的樹脂基本上沒有吸水能力，而少量交聯(lián)后，吸水率會成百上千倍地增加；但隨著交聯(lián)密度的增加，吸水率反而下降。據(jù)測定，當網(wǎng)格的有效鏈長為109108m時，樹脂具有最大的吸水性。網(wǎng)格太小，水分子不易滲入，網(wǎng)格太大，則不具備保水性。2）親水性基團的種類對吸水性能有很大的影響在普通水中，水分子是以氫鍵形式互相連結在一起的，運動受到一定限制。在親水性基團作用下，水分子易于擺脫氫鍵的作用而成為自由水分子，這就為網(wǎng)格的擴張和向網(wǎng)格內部的滲透創(chuàng)造了條件。水分子進入高分子網(wǎng)格后，由于網(wǎng)格的彈性束縛，水分子的熱運動受到限制，不易重新從網(wǎng)格中逸出，因此，具有

36、良好的保水性。親水基團吸水能力：-3>->-2>-3）親水基的數(shù)量和分布對吸水的影響親水基數(shù)量越多越好；分布越均勻越好。 8、高吸水性樹脂的吸水機理：SAP的吸水原理：高吸水性樹脂的吸水能力是由化學作用和物理作用共同貢獻的。階段一：物理吸附，速度較慢。通過毛細管吸附和分散作用吸水。階段二：水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團作用,親水基團離解, 離子進入交聯(lián)網(wǎng)格中，離子之間的靜電排斥力使樹脂的網(wǎng)絡擴張。網(wǎng)絡內外產生滲透壓,水份進一步滲入.階段三：隨著吸水量的增大，網(wǎng)絡內外的滲透壓差趨向于零；而網(wǎng)絡擴張的同時，其彈性收縮力也在增加，阻止水分子的進一步滲入，最終達到吸水平衡。9、高吸水

37、性樹脂的基本特性1）高吸水性考察和表征高吸水性樹脂吸水性的指標通常有兩個：吸水率、吸水速度（1）吸水率 物理意義為每克樹脂吸收的水的重量。單位為g水/g樹脂。影響樹脂吸水率的因素，產品本身的化學組成、產品的交聯(lián)度、水解度和被吸液體的性質。 交聯(lián)度對吸水性的影響高吸水性樹脂在未經(jīng)交聯(lián)前，一般是水溶性的，不具備吸水性或吸水性很低，因此通常需要進行交聯(lián)。實驗表明，交聯(lián)密度過高對吸水性并無好處。交聯(lián)密度過高，一方面，網(wǎng)格太小而影響水分子的滲透，另一方面，橡膠彈性的作用增大，也不利于水分子向網(wǎng)格內的滲透，因此造成吸水能力的降低。 水解度對吸水率的影響高吸水性樹脂的吸水率一般隨水解度的增加而增加。當水解度高于