高分子材料簡(jiǎn)介

PolymerMaterials

高分子材料匯報(bào)人：龔珊珊

l 我國(guó)高分子研究起步于50年代初，唐敖慶于1951年，發(fā)表了首篇

高分子科學(xué)論文。

l 長(zhǎng)春應(yīng)化所1950年開(kāi)始合成橡膠工作（王佛松，沈之荃）；

l 馮新德50年代在北京大學(xué)開(kāi)設(shè)高分子化學(xué)專業(yè)。

l 何炳林50年代中期在南開(kāi)大學(xué)開(kāi)展了離子交換樹(shù)脂的研究。

l 錢(qián)人元于1952年在應(yīng)化所建立了高分子物理研究組，開(kāi)展了

高分子溶液性質(zhì)研究。

l 錢(qián)保功50年代初在應(yīng)化所開(kāi)始了高聚物粘彈性和輻射化學(xué)的研究。

l 徐僖先生50年初成都工學(xué)院（四川大學(xué)）開(kāi)創(chuàng)了塑料工程專業(yè)。

l 王葆仁先生1952年上海有機(jī)所建立了PMMA、PA6研究組。

我國(guó)高分子科學(xué)的發(fā)展功能高分子功能高分子材料的發(fā)展功能高分子材料于20世紀(jì)60年代末開(kāi)始得到發(fā)展。功能高分子是指具有化學(xué)反應(yīng)活性、催化性、光敏性、導(dǎo)電性、磁性、生物相容性、藥理性、選擇分離性，或具有轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用等功能的高分子及其復(fù)合材料。目前已達(dá)到或即將實(shí)用化的功能高分子有：離子交換樹(shù)脂、分離功能膜、光刻膠、感光樹(shù)脂、高分子緩釋藥物、人工臟器、高分子敏感元件、高導(dǎo)電高分子、高分辨能力分離膜、高感光性高分子、高分子太陽(yáng)能電池等等。高吸水性樹(shù)脂高吸水性樹(shù)脂具有優(yōu)異的吸水、保水功能，可吸收自身重量幾百倍、上千倍，被冠予“超級(jí)吸附劑”的桂冠。主要類型有聚丙烯酸酯類、聚乙烯醇類、醋酸乙烯共聚物類、聚氨酯類、淀粉接校共聚物類等。高分子膜是指那些由具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜（如醋酸纖維素分離膜），能有選擇地分離物質(zhì)。目前應(yīng)用于海水淡化、反滲透、膜萃取、膜蒸餾等技術(shù)領(lǐng)域。高分子分離膜光敏高分子材料以光敏樹(shù)脂為代表，主要用于照相、印刷制版、印刷集成電路等。光敏高分子材料

1950年人們逐漸開(kāi)始配戴材質(zhì)是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的隱形眼鏡，具有優(yōu)越的光學(xué)特性，又能矯正角膜性散光。1960年捷克學(xué)者利用十年的時(shí)間發(fā)明了軟性隱形眼鏡的材料，就是一直延用至今的聚甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）。功能高分子材料－隱形眼鏡在塑料中加入蓄光型發(fā)光材料經(jīng)加工就可制成發(fā)光塑料。發(fā)光塑料是近年來(lái)興起的一種高附加值新型功能材料。其產(chǎn)品如：交通領(lǐng)域通道標(biāo)識(shí)、樓梯標(biāo)識(shí)、標(biāo)志線；發(fā)光涂料、發(fā)光開(kāi)光、發(fā)光壁紙、工藝品、玩具、體育休閑用品。功能高分子材料－－發(fā)光材料導(dǎo)電高分子自發(fā)現(xiàn)之日起就成為材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前，它已成為一門(mén)新型的多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，并在世界范圍內(nèi)吸引了一大批材料設(shè)計(jì)專家。功能高分子材料－導(dǎo)電高分子材料人造心臟人造關(guān)節(jié)人工腎生物材料玻璃鋼復(fù)合材料碳纖維復(fù)合材料別具特色的復(fù)合材料高分子材料與課題組關(guān)系PEDOT/PSSPEDOT：聚3，4-乙烯二氧噻吩，是一種導(dǎo)電高分子材料，不溶性聚合物PEDOT優(yōu)點(diǎn)：(1)導(dǎo)電率高(2)氧化狀態(tài)下具有很高的穩(wěn)定性(3)氧化狀態(tài)下，PEDOT的薄層幾乎是透明的（電子器件）

PEDOT一般與水溶性的高分子電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸鹽PSS配合使用，可提高一些電學(xué)方面的性能。PEDOT/PSS膜具有高電導(dǎo)率、高機(jī)械強(qiáng)度、高可見(jiàn)光透射率和優(yōu)越的穩(wěn)定性。

PEDOT/PSS中文名稱：聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)英文名稱：Poly(3,4ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonate)PEDOT/PSSPEDOTFIGURE1.SketchofMnO2/CNTs/PEDOT-PSSternarycomposite.fFWNTs：highsurface、theelectricalconductivity、themechanicalstabilityPEDOT-PSS：effectivedispersant、bindermaterialThehighlyporousMnO2nanospheresprovidehighsurfaceareaforimprovedspecificcapacitances.

Thesecomponentsassembleintoamesoporous,interpenetratingnetworkstructureoffersthecompositewithhighspecificcapacitance,excellentratecapability,andlongcyclinglifestability.FIGURE2.(A)TEMimageoffFWNTs,(B)TEMimageofdirectmixingofMnO2

nanosphereswithfFWNTs,and(C)TEMand(D)SEMimagesof

PEDOT-PSSdispersedMnO2nanospheresinsitugrownonfFWNTs.FIGURE3.(A)CV(50mV/sscannedfrom0-1V

in

1MNa2SO4)(B)GCDcurve(atcurrent

density

of

5mA/cm2)of

MnO2film(black),MnO2/PEDOT-PSScomposite(red),andMnO2/fFWNT/PEDOT-PSSternarycomposite(blue).(C)Typicalgalvanostatic

charge/dischargecyclecurvesofternarycompositeelectrodesobtainedatcurrentdensityofmA/cm2.(D)Charge-discharge

cycletest.FIGURE4.Specificcapacitanceof

MnO2/fFWNT/PEDOT-PSSternarycomposite(blue),MnO2/PEDOT-PSScomposite(red),andMnO2film(black)atdifferentcharge/dischargecurrentdensities.二十一世紀(jì)高分子材料發(fā)展趨勢(shì)

“在人類歷史上，幾乎沒(méi)有什么科學(xué)技術(shù)象高分子科學(xué)這樣對(duì)人類社會(huì)做出如此巨大的貢獻(xiàn)”。在二十一世紀(jì)，高分子科學(xué)及其相關(guān)技術(shù)面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)的一些領(lǐng)域：1.催化過(guò)程和新的聚合方法2.非線性結(jié)構(gòu)聚合物3.超分子組裝和高度自組織的大分子4.聚合物結(jié)晶和形態(tài)工程5.刺激