功能高分子(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程名稱 功能高分子材料 一、填空（36分。每空2分）1. 功能高分子一般是指具有傳遞、轉(zhuǎn)換或貯存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合材料，或具體地指在原有力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，還具有特殊的 物理 、 化學(xué) 功能的高分子及其復(fù)合材料。這些功能包括 高強度 反應(yīng)催化 導(dǎo)電 生物降解 。（寫任意四個即可）2. 電子導(dǎo)電高分子材料的摻雜是一個 氧化還原 過程。4高分子?；噭┦且活愑猛緩V泛的高分子試劑， 它可以將羥基，氨基與羧基酰化，分別得到相應(yīng)的 酰胺 ， 酸酐 ， 酯類 。5世界上第一種導(dǎo)電聚合物是： 聚乙炔 ，寫出三種電子導(dǎo)電聚合物的結(jié)構(gòu)式 ， ， 。6. 芳綸14和芳

2、綸1414纖維具有高強度、高模量，在要求高強度、耐拉伸、抗撕裂的場合，具有不可替代的優(yōu)越性，分別寫出它們的結(jié)構(gòu)式： ， 。7. 與小分子氧化劑相比，高分子氧化劑的優(yōu)點有： 穩(wěn)定 ， 儲存、運輸、使用方便 。二、選擇題（12分）1. 下面高分子試劑可作為高分子氧化試劑的是 AABCD2. 可以解釋離子導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電現(xiàn)象的理論是 C DA 滲流理論 B 場致發(fā)射效應(yīng)理論 C 自由體積理論D 螺旋隧道模型理論3. 下面可形成主鏈熔融型液晶高分子的是AB A 聚芳香酰胺 B聚雙苯并噻唑 C 聚芳香酯D聚芳香內(nèi)酰胺4. 下面可作為電子導(dǎo)電高分子材料的是ACD5.可用于制備軟接觸性隱型眼鏡的高分子材料為

3、BA聚甲基丙烯酸甲酯 B聚甲基丙烯酸羥乙酯 C聚氰基丙烯酸酯 D聚甲基丙烯酸6. 下面具有PTC效應(yīng)的材料為 CDA 離子導(dǎo)電高分子材料 B 電子導(dǎo)電高分子材料 C 復(fù)合導(dǎo)電高分子材料D 金屬導(dǎo)電材料三、判斷（22分，每題2分）1. 導(dǎo)電高分子具有電致發(fā)光性，主要是電子從激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時發(fā)出的磷光的貢獻（F）2. 聚合物基體的結(jié)晶度越大，復(fù)合導(dǎo)電高分子材料的導(dǎo)電性越差（F）3. 純凈的電子導(dǎo)電聚合物本身導(dǎo)電率并不高，必須經(jīng)過摻雜才具備高的導(dǎo)電性（T）4. 堿金屬可作為電子導(dǎo)電高分子的正摻雜劑。（F）5. 主鏈型液晶大多數(shù)為高強度、高模量材料。（T）6. 可構(gòu)成液晶分子的剛性部件（F）7 是一種

4、陰離子交換樹脂，可以在PH=14的條件下使用（F）8. 聚乙烯可作為復(fù)合導(dǎo)電涂料的基體材料（T）9.電致發(fā)光器件的陰極一般采用高功函的堿土金屬材料以提高電子的注入效率（F）10.可以使白光發(fā)生色散的是膽甾醇型的液晶高分子（F）11. 近晶型液晶高分子最接近晶體的特性，熔融體或者溶液黏度最小（F）四、問答 (28分)（任做三題）1. 從化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，聚吡咯為什么能夠成為高分子導(dǎo)體？（6分）2. 設(shè)計一個實驗，制備強酸型或弱酸型陽離子交換樹脂。(8分)3. 復(fù)合導(dǎo)電高分子材料在不同的溫度區(qū)域會表現(xiàn)出不同的溫敏效應(yīng)，試以熱膨脹學(xué)說和晶區(qū)破壞學(xué)說加以解釋。（8分）4. 液晶高分子有哪些方面的應(yīng)用？舉一

5、例具體說明。（6）問答題1. 聚吡咯內(nèi)具有非常大的共軛電子體系，可提供自由電子。2.3. 熱膨脹說：當(dāng)復(fù)合材料溫度升高時材料發(fā)生熱膨脹，更具導(dǎo)電通道理論，由于基體材料與導(dǎo)電材料的熱膨脹率不同，造成原來由導(dǎo)電顆粒形成的導(dǎo)電通路逐漸受到破壞，因此電阻率升高。其次，根據(jù)隧導(dǎo)電道理論，符合材料的電阻率與導(dǎo)電粒子之間的距離成指數(shù)關(guān)系，熱膨脹造成增大，引起電阻率迅速升高。晶區(qū)破壞說：對于高分子復(fù)合材料，添加的分散相近分布在高分子的非晶區(qū)范圍，這樣，高分子的結(jié)晶度越大，非晶區(qū)比例越小，導(dǎo)電粒子在其中的濃度越大，導(dǎo)電率越高。溫度接近或超過高分子材料軟化點溫度時，晶區(qū)受到破壞，晶區(qū)變小，造成電阻率上升。填空：1

6、.功能高分子材料的性能必然也受到聚合物骨架的種類和形態(tài)影響。根據(jù)形成高分子骨架的聚合物的類型，目前在功能高分子材料中主要有以下及種類型骨架得到應(yīng)用，即1.聚乙烯型、聚乙烯、聚醚等為代表的飽和碳鏈型聚合物，其特點是鏈的柔性好；2.以聚酯、聚酰胺骨架為代表的聚合物，特點是強度較高；3.以多糖和肽鏈為代表的大分子，多數(shù)是天然高分子，或經(jīng)過改造修飾的天難然高分子，常見的如改性纖維素和甲殼質(zhì)衍生物，特點是生物相容性較好；4.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等為主鏈的，帶有線性共軛結(jié)構(gòu)的聚合物，這類聚合物的骨架有電子位異性質(zhì)；5.以聚芳香內(nèi)酰胺為主鏈的所謂梯型聚合物，一般具有超長的力學(xué)性能。2.根基聚合物骨架的形態(tài)

7、，可以將聚合物骨架分成三種：一種是線性聚合物，第二種是分支型聚合物，第三種是交聯(lián)聚合物。3.紅外形光譜、紫外線光譜、核磁共振光譜法和質(zhì)譜法被稱為近代化學(xué)結(jié)構(gòu)分析的四大光譜法，紅外光譜主要提供分子中各種官能團的信息，核磁共振譜和質(zhì)譜主要提供分子內(nèi)元素連接次序和空間分布信息，紫外光譜可以提供分子內(nèi)發(fā)色團、不飽和鍵和共軛結(jié)構(gòu)信息。4.高分子氧化還原試劑：1.醌型高分子試劑2.硫醇性高分子試劑3.吡啶性高分子試劑4.二茂鐵型高分子試劑5.多核芳香雜環(huán)形高分子試劑5.高分子氧化試劑：高分子過氧酸試劑和高分子硒試劑6.多肽固相合成（保護端基）BOC方法 Fmoc固相合成法7.核酸都是有上述三種物質(zhì)，即磷酸

8、、戊糖（核糖、脫氧核酸）、堿基（腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶、脲嘧啶和胸嘧啶）構(gòu)成。8.核苷酸一般由剪輯雜環(huán)內(nèi)的飽和氮原子與核糖1位上的羥基反應(yīng)脫水相連接，磷酸與核糖5位上的羥基反應(yīng)脫水形成酯鍵。核苷酸之間則通過磷酸與另個核苷酸糖上3位羥基反應(yīng)形成二酯鍵連接，當(dāng)多核苷酸以一定順序連接構(gòu)成短鏈核酸，則一般稱為寡核酸。9.ptc效應(yīng)的產(chǎn)生主要有：熱膨說和晶區(qū)破壞說10.負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)（NTC）T升 升 R降11.復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的結(jié)構(gòu)：1.分散復(fù)合結(jié)構(gòu)2.層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)3.表面復(fù)合結(jié)構(gòu)4.梯度復(fù)和結(jié)構(gòu)。12.離子導(dǎo)電理論，主要包擴缺陷導(dǎo)電，無擾亞晶格離子遷移導(dǎo)電和非晶區(qū)傳導(dǎo)導(dǎo)電13.電子導(dǎo)電高分材料由

9、具有大的線型或面型共軛分子結(jié)構(gòu)的聚合物構(gòu)成，離域性的 分子是潛在的載流子。14.高分子液晶材料是指那些外在一種介穩(wěn)定態(tài)的高分子材料，在這種相態(tài)下，材料即有固態(tài)晶體的空間排列有序性，又有液態(tài)物體的流動性。高分子液晶分子是指具備形成液晶態(tài)的高分子材料，并不一定外在液晶態(tài)；高分子液晶態(tài)則是指外在液晶態(tài)的高分子材料，指的是一種狀態(tài)：液晶態(tài)固件是保留了液晶態(tài)分子堆切結(jié)構(gòu)的固態(tài)材料，指的是固體晶體狀態(tài)。15.高分子液晶材料有三種常用的分類方法：根據(jù)液晶相態(tài)結(jié)構(gòu)分類有向列型液晶、近晶型液晶和膽甾唇型液晶，根據(jù)高分子液晶材料的分子結(jié)構(gòu)分類有主鏈型液晶，則鏈型液晶和混合型液晶，根據(jù)液晶態(tài)的形成過程分類有熱致性液

10、晶和溶致型液晶。16.溶致型側(cè)鏈高分子液晶指剛性結(jié)構(gòu)處在聚合物側(cè)鏈上，并在溶解過程中形成液晶態(tài)的高分子材料。側(cè)鏈通常含有兩親結(jié)構(gòu)，即一端親水、一端親油，這樣在溶解液中有利于分子的有序排列。側(cè)鏈的任何一端都可以和聚合物骨架連接，構(gòu)成梳狀液晶分子。17.多孔膜的特點：微濾（MF）固體顆粒、細(xì)菌等；超濾（VF）蛋白質(zhì)、酶、多肽、病毒等；納濾（NF）抗生素、合成藥、染料、二糖等；反濾透（RO）無機鹽類 水溶劑。 18.膜分離機制：1.過篩分離機制2.溶解擴散機制3.選擇性吸附機制。19.膜分離過程的驅(qū)動力：1.濃度差驅(qū)動力2.壓力差驅(qū)動力3.電場驅(qū)動力。20.溶劑的選擇：1.當(dāng)溶劑分子與聚合物分子之間

11、作用力大大超過聚合物分子間作用力聚合物溶劑。2. 當(dāng)溶劑分子與聚合物分子之間作用力與聚合物分子間作用力處于同一個數(shù)量級聚合物溶脹劑。3. 當(dāng)溶劑分子與聚合物分子之間作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于聚合物分子間作用力聚合物非溶劑。21.微濾膜（mF）：以靜壓力作為驅(qū)動力（篩分機理）多孔膜，膜孔徑的范圍在0.110um?？追e率70%左右，孔密度109個/cm2，操作壓力在69207kPa之間。特點：1.孔徑均勻，過濾精度高2.孔徑大3.無吸附或少吸附，微孔膜厚度90150um4.無介質(zhì)脫落.缺點：1.顆粒容量較小，易堵塞2.使用前道過濾的配合。22.超濾膜（VF）：靜壓力作為驅(qū)動力，多孔膜，孔徑范圍1100nm，孔

12、積率60%，孔密度104個/m2。23.納濾膜（NF）：主要指能夠截留直徑在1nm左右，分子量在1000左右溶質(zhì)的分離膜。低壓反滲透膜（松散反滲透膜）SO42-、PO42-多價陰離子有截留100%。分離物質(zhì)介于反滲透膜與超濾膜之間。反滲透膜（超細(xì)濾膜）：主要用于反滲透過程，是壓力驅(qū)動分離過程中分離顆粒粒徑最小的一種分離方法。膜的孔徑0.110nm，孔積率50%，孔密度1012個/cm2，操作壓力0.695.5MPa。25.密度膜：聚合物膜，不存在人為孔。26.液體膜：乳狀液體膜，支撐型液體膜。27.分子吸收光子后從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，其獲得的激發(fā)能有三種可能的轉(zhuǎn)化方式：1.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2.以發(fā)射

13、光的形式耗散能量3.通過其他方式轉(zhuǎn)化成熱能。28.abs表示光吸收過程，吸收光后電子躍遷到激發(fā)態(tài)，f1為熒光過程，分子吸收的能量以熒光發(fā)射方式耗散，激發(fā)態(tài)電子回到基態(tài)。Vr為振動弛豫，ic為熱能耗散，通過分子間的熱碰撞過程失去能量回到基態(tài)。isc為級間竄躍，此時表示單線激發(fā)態(tài)電子轉(zhuǎn)移到三線激發(fā)態(tài)。Phos為磷光過程，電子從三線激發(fā)態(tài)回到基態(tài)，能量以磷光發(fā)射形式耗散，S表示單線態(tài)，T表示三線態(tài)。29.能級（能量）Tj<Sj ,壽命Tj>Sj ，自由基性能Tj>Si ，離子性能Tj<Si 。30.影響高吸水性樹脂性能的因素：1.樹脂化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響2.聚合物鏈段結(jié)構(gòu)的影響3.

14、外部影響因素。31.吸附性高分子材料根據(jù)材料來源劃分有天然高分子吸附性和合成高分子吸附劑。根據(jù)吸附劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)和作用原理劃分有非離子型高分子吸附劑、離子型高分子吸附劑，配位型高分子吸附劑和高吸水性高分子吸附劑，合成高分子吸附劑根據(jù)其外觀形態(tài)還可以分成凝膠型（微孔）吸附樹脂、大孔型吸附樹脂，米花型吸附樹脂和大網(wǎng)狀吸附樹脂。32.離子交換樹脂命名：分類名稱I1，骨架名稱I2，基本名稱I3。33.強酸性離子交換樹脂-SO3H，弱酸性-COOH，強堿性弱堿性-NH2，-NHP1，-NR2。34.離子交換樹脂的制備方法：分散劑：明礬，聚乙烯醇（COV）。名詞解釋1.功能：外部向材料輸入信號時，材料內(nèi)部質(zhì)

15、和量的變化而產(chǎn)生輸出的特性。2.性能：材料對外部的抵抗特性。3.功能高分子材料：人們將這些具有物理化學(xué)性質(zhì)的材料稱為功能高分子材料。4.功能高分子材料制備策略：是通過化學(xué)或者物理的方法按照材料的設(shè)計要求將功能基于高分子骨架相結(jié)合，從而實現(xiàn)預(yù)定功能。5.均相化學(xué)反應(yīng)：在化學(xué)反應(yīng)中如果原料、試劑、催化劑相互間互溶，在反應(yīng)體系中處在同一相態(tài)中（相互混溶或溶解）。6.多相化學(xué)反應(yīng)：在化學(xué)反應(yīng)中如果原料、試劑、催化劑中至少有一種在反應(yīng)體系中不溶解或不混溶，因而反應(yīng)體系不能處在同一相態(tài)。7.均相催化反應(yīng)：催化劑與反應(yīng)體系成一相的催化反應(yīng)。8.多相催化反應(yīng)：其中催化劑獨立成相的稱為多相催化反應(yīng)。9.有機固相

16、合成：是指在合成過程中采用在反應(yīng)體系中不溶的有機高分子試劑作為載體進行的合成反應(yīng)。10.摻雜：因提供電子給體電子受體而提高電導(dǎo)率的方法。11.負(fù)溫度系數(shù)NTC：即負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)是指材料的電阻率隨著溫度的升高而下降的現(xiàn)象。12.正溫度系數(shù)PTC：即正溫度系數(shù)效應(yīng)是指材料的電阻率隨著溫度的升高而升高的現(xiàn)象。13.NTC材料：當(dāng)升高材料溫度導(dǎo)電能力升高，電阻值隨之下降，具備這種性質(zhì)的高分子材料稱為負(fù)溫度系數(shù)材料。14.PTC材料：當(dāng)升高材料溫度導(dǎo)電能力下降，電阻值隨之上升，具備這種性質(zhì)的高分子材料稱為正溫度系數(shù)材料。15.復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料：主要由高分子基體材料、導(dǎo)電填充材料和助劑等構(gòu)成。16.本

17、征態(tài)導(dǎo)電高分子材料：材料內(nèi)部不含有其他導(dǎo)電性物質(zhì)，完全由導(dǎo)電性高分子本身構(gòu)成。17.液晶：在物理性質(zhì)上呈現(xiàn)各向異性，形成一種兼有晶體和液體部分性質(zhì)的過渡中間相態(tài)，處于這種狀態(tài)下的物質(zhì)稱為液晶。18.高分子液晶材料：指那些處在一種介穩(wěn)態(tài)的高分子材料，在這種相態(tài)下，材料既有固態(tài)晶體的空間排列有序性，又有液態(tài)物體的流動性。19.熔融型液晶：20.溶致型液晶（熱致型高分子液晶）：當(dāng)溶解在溶液中的液晶分子的濃度達(dá)到一定值時，分子在溶液中能夠按一定規(guī)律有序排列，形成具有晶體性質(zhì)的聚集體，此時稱這一溶液體系為溶致型液晶。21.相轉(zhuǎn)變：均質(zhì)的制膜液通過溶劑的揮發(fā)或向溶液中加入非溶劑或加熱制膜將液相轉(zhuǎn)化成固相的

18、過程。22.分離膜：具有選擇性透過能力的膜型材料。23.液體膜：膜材料在使用過程中仍然以液態(tài)存在。24.密度膜：膜中聚合物以非晶態(tài)或半晶態(tài)存在，與其他常見聚合物宏觀結(jié)構(gòu)類似，因此有時也直接稱為聚合物膜。25.單線態(tài)（S）：當(dāng)分子軌道中所有電子都有配對，自旋量子數(shù)的代數(shù)和等于0，即2S+1=1。26.三線態(tài)（T）：電子不配對，自旋量子數(shù)的代數(shù)和不等于0，即2S+1=3。27.光敏高分子材料（光功能高分子材料）：是指在光參量的作用下能夠表現(xiàn)出某些特殊物理或化學(xué)性能的高分子材料。28.吸附性高分子材料：由單體和適量交聯(lián)劑（通常帶有雙聚合物基團）通過共聚反應(yīng)合成，形成具有一定交聯(lián)度的三維網(wǎng)狀聚合物。2

19、9.離子交換樹脂：吸附與脫附反應(yīng)的實質(zhì)是環(huán)境中存在的反離子與固化在高分子骨架上離子相互作用，特別是與原配對離子之間相互競爭吸附的結(jié)果。這一類樹脂通常稱為離子交換樹脂。簡答：1.功能與結(jié)構(gòu)之間的構(gòu)效關(guān)系：1.功能高分子材料的性質(zhì)主要取決于所含的官能團；2.功能高分子材料的慈寧宮只取決于聚合物骨架與官能團協(xié)同作用；3.官能團與聚合物骨架不能區(qū)分；4.官能圖在功能高分子材料中僅起輔助作用2.功能高分子材料的制備方法：1.功能型小分子的高分子；2.已有高分子的功能性；3.多功能的復(fù)合，功能高分子材料的功能擴展3.發(fā)展高分子試劑的目的：1.簡化操作過程；2.有利于貴重試劑和催化劑的回收和再生；3.可以提

20、高試劑的穩(wěn)定性和安全性；4.所謂的固相合成工藝可以提高化學(xué)反應(yīng)的機械化和自動化；5.提高化學(xué)反應(yīng)的選擇性；6.可以提供在均相反應(yīng)條件下難以達(dá)到的反映環(huán)境缺點：1.增加試劑的生產(chǎn)成本；2.降低化學(xué)反應(yīng)速度4.反應(yīng)性高分子材料的應(yīng)用特征：反應(yīng)型功能高分子與常規(guī)化學(xué)試劑和催化劑相比具有某些特殊性質(zhì)，這些性質(zhì)包括不溶性，立體選擇性（模板效應(yīng)），非揮發(fā)性，無限稀釋效應(yīng)等。由于引入了高分子骨架而帶來的這些特殊性質(zhì)被成為高分子效應(yīng)。應(yīng)用高分子試劑和高分子催化劑可以簡化合成反應(yīng)的后處理過程，得到純度更高的產(chǎn)物；可以提高試劑的穩(wěn)定性，消除某些試劑的易燃、易爆特性；此外高分子化的固相合成試劑還可以使合成化學(xué)過程實

21、現(xiàn)機械化和自動化。5.本征態(tài)導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機理：1.載流子為自由電子的電子導(dǎo)電聚合物；2.載流子為能在聚合物分子間遷移的正、負(fù)離子導(dǎo)電聚合物；3.以氧化還原反應(yīng)為電子轉(zhuǎn)移機理的氧化還原型導(dǎo)電聚合物。6.進行摻雜的作用（目的）：在材料中的空軌道中加入電子，或從占有軌道中拉出點子，進而改變現(xiàn)有幾電子能帶的能級，出現(xiàn)能量居中的半充滿能帶，減小能帶間的能量差，在產(chǎn)生大量載流子的同時使自由電子或空穴遷移時的阻礙減小7.復(fù)合型導(dǎo)電機理：復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料存在三種導(dǎo)電機理，在不同情況下，表現(xiàn)其中一種機理為主導(dǎo)復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電性能是這三種導(dǎo)電機理作用的競爭結(jié)果，導(dǎo)電填料加入高分子基體中后，一般不能實

22、現(xiàn)真正均勻分布，其中一部分導(dǎo)電粒子能夠相互接觸而形成鏈狀導(dǎo)電通道，使復(fù)合材料導(dǎo)電，而另一部分導(dǎo)電粒子則以小聚集體或孤立離子形成分散在基體中。機本上不參與導(dǎo)電，但由于導(dǎo)電粒子之間存在內(nèi)部電場，當(dāng)這些小聚集體或孤立離子之間距離很近，中間只被很薄的樹脂層隔開時，則由于熱振動而被激活的電子就能越過樹脂界面層所形成的勢壘躍遷到相鄰的導(dǎo)電粒子上形成較大的隧道電流或者導(dǎo)電粒子之間的內(nèi)部電場很強時，電子將有很大的概率飛躍樹脂界面層勢壘而躍遷到相鄰的導(dǎo)電粒子上產(chǎn)生場效發(fā)電電流。8.液晶的應(yīng)用：1.作為高性能工程材料的應(yīng)用；2.在圖形顯示方面的應(yīng)用；3.在溫度和化學(xué)敏感器件制作方面的應(yīng)用；4.高分子液晶作為信息儲

23、存介質(zhì)；5.高分子液晶作為色譜分離材料9.高分子液晶的組成單元及各部間組成：1.剛性結(jié)構(gòu)、致晶單元；2.結(jié)構(gòu)部分；3.剛性體的端基10.相轉(zhuǎn)變實施方法：1.干法：利用低沸點良溶劑和高沸點非溶劑在升溫過程中發(fā)揮速度不同降低溶解度實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變；2.濕法工藝是利用良溶劑高分子溶液與非溶劑進行交換降低高分子的溶解度實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變；3.熱法工藝是利用高分子與某些溶劑制成的溶液其溶解度隨溫度降低而降低的特性；4.聚合物輔助相變轉(zhuǎn)變法11.造紙廠的廢水中通常含有短鏈纖維，無機堿，有機小分子和水，請結(jié)合膜分離工藝給出一個合理的分離工藝設(shè)計：1.首先用超濾膜分離出短鏈纖維；2.用納濾膜分離出有機小分子；3.用反滲透膜

24、分離出無機堿和水12.光導(dǎo)電高分子材料在復(fù)印中的作用：第一步是在無光條件下利用電暈放電對光導(dǎo)材料進行充電，通過在高電場作用下空氣放電，使空氣中的電子離子化后均勻散布在光導(dǎo)體表面，導(dǎo)電性基材相反符號電荷。此時由于光導(dǎo)材料處在非導(dǎo)電狀態(tài)，使材料的極化狀態(tài)得以保持。第二部是透過或反射要復(fù)制的圖像將光投射到光導(dǎo)體表面，使受光部分因光導(dǎo)材料電導(dǎo)率提高而正負(fù)電荷發(fā)生中和，而未受光部分的電荷仍得以保存。此時電荷分布與復(fù)印圖像相同稱為潛影，因此稱其為曝光過程。第三步是顯影過程，采用的顯影劑通常是由載體和調(diào)色劑連部分組成，調(diào)色劑是含有顏料或染料的高分子，在與載體混合時由于摩擦而帶電，且所帶電荷與光導(dǎo)體所帶電荷相

25、反；通過靜電吸引，調(diào)色劑被吸附在光導(dǎo)體表面而帶電荷部分，使第二部中得到的靜電影響變成有調(diào)色劑構(gòu)成的可見影響。第四步是將該影像再通過靜電引力轉(zhuǎn)移到帶有相反電荷的復(fù)印紙上，經(jīng)過加熱定影將圖像在紙面固化13.正膠蛀牙發(fā)生光降解反應(yīng)或其它類型的光化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的結(jié)果是膠的溶解性能提升或溶解屬性發(fā)生改變，從而是曝光部分在隨后的顯影過程背出去。14.負(fù)膠利用光照使光致抗蝕劑發(fā)光聚合或者光交聯(lián)反應(yīng)，發(fā)生的聚合物溶解度大大下降，在顯影時溶劑不能溶解而留在被保護層表面。15.根據(jù)吸附性高分子材料的性質(zhì)和用途，他們可以具體分成以下幾類：1.非離子型吸附樹脂：這種樹脂中不含有特殊的離子和官能團，吸附主要依靠分子間的

26、范德華力。非離子型樹脂對非極性和弱極性有機化合物具有特殊吸附作用；2.吸水性高分子吸附劑：這種高分子材料具有親水性網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，并可以被水以較大倍數(shù)溶脹，因此具有較大吸收和保持水分的能力；3.金屬陽離子配位型吸附樹脂：這種高分子材料的骨架上帶有配位原子或者配位基團，能夠?qū)μ囟ń饘匐x子進行絡(luò)合反應(yīng)，兩者間生成配位鍵而結(jié)合，因此對多種過渡金屬離子有吸附和富集作用；4.離子型吸附樹脂：這種高分子材料的骨架中含有某些酸性或者堿性基團，在溶液中解離后分別具有與陽離子或陰離子相互以靜電引力生成鹽而結(jié)合的趨勢16.高吸水性樹脂的作用機制：1.首先由于樹脂內(nèi)親水基團的作用，水分子與親水性基團之間形成氫鍵，產(chǎn)生

27、強相互作用進入樹脂內(nèi)部將樹脂溶脹，并且在樹枝溶脹體系與水之間形成一個界面，這一過程與其他交聯(lián)高分子的溶脹過程相似；2.進入體系內(nèi)部的將樹脂的可解離基團水解離子化，產(chǎn)生的離子是體系內(nèi)部水溶液的離子濃度提高，這樣在體系內(nèi)外由于離子濃度差別產(chǎn)生滲透壓，此時，滲透壓的作用促使更多的水分子通過界面進入體系內(nèi)部。由于聚合物鏈上離子基團對可移動反離子的靜電吸引作用，這些反離子并不易于通過擴散轉(zhuǎn)移到體系外部，因此，滲透壓得以保持。3.一方面隨著大量水分子進入體系內(nèi)部，聚合物溶脹程度不斷擴大，呈現(xiàn)被溶解趨勢；另一方面，聚合物交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)聚力促使體系收縮，這種內(nèi)聚力與滲透壓達(dá)到平衡時水將不再進入體系內(nèi)部，吸水能力

28、達(dá)到最大化。水的表面張力和聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)共同作用，吸水后體系形成類似凝膠狀結(jié)構(gòu)，吸收的水分成固化狀態(tài)，即使在輕微受壓時吸收的水分也不易流失。1. 功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性，同時又表現(xiàn)出特殊物理化學(xué)性質(zhì)的高分子材料。2. 在功能高分子材料中表現(xiàn)較為突出的有以下幾種高分子效應(yīng)（1）溶解度下降效應(yīng)（2）高分子骨架的機械支撐作用（3）高分子骨架的模板效應(yīng)（4）高分子骨架的穩(wěn)定作用（5）高分子骨架在功能高分子材料中還有其他作用，如應(yīng)用在食品添加劑中3. 功能型小分子材料的高分子策略（1）通過功能型可聚合單體的聚合法（2）聚合包埋法普通高分子材料的功能化策略（1）高分子材料的化學(xué)改性功能

29、化法在聚合物骨架上引入活性功能基（2）聚合物功能化的物理方法通過小分子功能化合物與聚合物的共混和復(fù)合其他制備策略（1）功能高分子材料的多功能復(fù)合將兩種以上的功能高分子材料以 方式結(jié)合（2）在同一分子中引入多種功能基4. 反應(yīng)型功能高分子材料是指具有化學(xué)活性，并且應(yīng)用在化學(xué)反應(yīng)過程中的功能高分子材料，包括高分子試劑和高分子催化劑兩大類5. 小分子試劑經(jīng)過高分子化，在聚合物骨架上引入反應(yīng)活性基團，得到的具有化學(xué)試劑功能的高分子化合物稱為高分子化學(xué)反應(yīng)試劑6. 通過聚合、接枝等方法將小分子催化劑高分子化，使具有催化活性的化學(xué)結(jié)構(gòu)與高分子骨架相結(jié)合，得到的具有催化活性的高分子材料稱為高分子反應(yīng)催化劑7

30、. 高分子反應(yīng)試劑最重要的特征是（1）可以簡化分離過程（2）高分子試劑可以回收，經(jīng)再生重新使用8. 固相合成用的高分子試劑必須具備以下兩種結(jié)構(gòu)：即對有機合成反應(yīng)起擔(dān)載作用，在反應(yīng)體系中不溶解的載體和起連接反應(yīng)性小分子和高分子載體，并能夠用適當(dāng)化學(xué)方法斷鍵的連接結(jié)構(gòu)兩部分對這兩部分具體要求9. 載體（1）要求載體在反應(yīng)體系中不溶解，保證反應(yīng)在固相上進行（2）要求載體具有高比表面積或者在溶劑中有一定溶脹性（3）要求載體能高度功能化，其功能基在載體中的分布盡可能均勻（4）要求載體可以用相對簡單的方法再生重復(fù)使用10. 連接結(jié)構(gòu)首先能夠與參與反應(yīng)的小分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并在兩者間生成具有一定穩(wěn)定性要求的

31、化學(xué)鍵，保證在隨后反應(yīng)中該鍵不斷裂。其次生成的鍵要有一定的化學(xué)活性，能夠采用特定的方法使其斷裂，而不破壞反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。11. 酶固化的主要目的是改變其水溶性。固化方法可以分為化學(xué)法和物理法?；瘜W(xué)法：化學(xué)鍵合酶固化法、化學(xué)交聯(lián)酶固化法。物理法：包埋法、微膠囊法12. 載流子可以是電子、空穴、陰離子、陽離子中的任何一種13. 導(dǎo)電高分子材料是指那些具有明顯聚合物特征，如果在材料兩端加一定電壓，在材料中有明顯電流流過，即具有導(dǎo)體性質(zhì)的高分子材料。根據(jù)其組成和結(jié)構(gòu)劃分為復(fù)合型和本征型導(dǎo)電高分子材料，根據(jù)導(dǎo)電過程中載流子的不同，本征型還可以分為電子、離子和氧化還原型導(dǎo)電高分子材料。14. 復(fù)合型導(dǎo)電高

32、分子結(jié)構(gòu)（1）分散復(fù)合結(jié)構(gòu)（2）層狀復(fù)合（3）表面復(fù)合（4）梯度復(fù)合15. 摻雜指在純凈的無機半導(dǎo)體材料中加入少量具有不同價態(tài)的第二種物質(zhì)，以改變半導(dǎo)體材料中空穴和自由電子的分布狀態(tài)和密度。常用的兩種方式：（1）通過加入具有不同氧化態(tài)的物質(zhì)進行所謂的“物質(zhì)摻雜”（2）通過聚合材料在電極表面進行電化學(xué)氧化或還原反應(yīng)直接改變聚合物的荷電狀態(tài)的“非物質(zhì)摻雜”。此外特殊情況下還有三種方法：（1）酸堿化學(xué)摻雜（2）光摻雜（3）電荷注入摻雜16. 電子導(dǎo)電聚合物的制備方法（1）直接法利用某些單體直接通過聚合反應(yīng)生成具有線型共軛結(jié)構(gòu)的高分子（2）間接法首先合成溶解和加工性能較好的共軛聚合物前體，然后利用消除

33、等反應(yīng)在聚合物主鏈上生成共軛結(jié)構(gòu)（3）電化學(xué)聚合法采用電極電位作為反應(yīng)的引發(fā)和驅(qū)動力，在電極表面進行聚合反應(yīng)并直接生成導(dǎo)電聚合物膜。17. 構(gòu)成離子導(dǎo)電必須具備的兩個條件：（1）具有獨立存在的正負(fù)離子而不是離子對，只有獨立存在的正負(fù)離子才能受電場力的作用（2）離子可以自由移動18. 離子導(dǎo)電理論主要包括缺陷導(dǎo)電、無擾亞晶格離子遷移導(dǎo)電、非晶區(qū)傳導(dǎo)導(dǎo)電三種類型19. 分離膜兩個最重要指標(biāo)：膜的透過性和選擇性。透過性指測定物質(zhì)單位時間透過單位面積分離膜的絕對量。選擇性指同等條件下測定物質(zhì)透過量與參考物質(zhì)透過量之比。20. 膜分離機制：過篩分離機制、溶解擴散、選擇性吸附。膜分離驅(qū)動力：濃度差驅(qū)動力、

34、壓力差、電場驅(qū)動力。21. 根據(jù)溶劑與聚合物分子間作用力大小不同，溶劑分為：良溶劑作為主溶劑使用，溶脹劑常作為成孔劑使用，非溶劑常用來使聚合物發(fā)生相轉(zhuǎn)變并成膜固化。22. 密度莫是指本身沒有明顯的孔隙，某些氣體和液體的透過是通過分子在膜中的溶解和擴散運動實現(xiàn)的一種分離膜。制備方法：聚合溶液注膜、聚合物直接熔融拉伸成膜和直接聚合成膜。23. 多孔膜的相轉(zhuǎn)變機制：干法、濕法4、熱法、聚合物輔助法。24. 干法工藝是利用低沸點良溶劑和高沸點非溶劑在升溫過程中揮發(fā)速度不同，降低溶解度實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變；濕法工藝是利用良溶劑高分子溶液與非溶液進行交換，降低高分子的溶解度實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變；熱法工藝是利用高分子與某些溶劑

35、制成的溶液，其溶解度隨溫度的降低而降低的特性，通過降低體系溫度實現(xiàn)相轉(zhuǎn)變25. 壓力驅(qū)動膜分成：微濾、超濾、納濾？反滲透。膜的孔徑從大到小。主要應(yīng)用于水和溶劑的純化、軟化、苦咸水淡化、消毒滅菌等。 反滲透是在高壓下溶劑從膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)滲透，過濾的結(jié)果是兩側(cè)的濃度差距拉大。26. 光敏高分子材料是指在光參量的作用下能夠表現(xiàn)出某些特殊物理或化學(xué)性能的高分子材料。27. 分子吸收光后三種可能轉(zhuǎn)化方式：（1）發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)（2）以發(fā)射光的形式耗散能量（3）通過其他方式轉(zhuǎn)化成熱能28. 光聚合反應(yīng)根據(jù)反應(yīng)類型分類：自由基聚合、光離子型聚合、光固相聚合。添加劑：光引發(fā)劑和光敏劑。29. 光降解

36、存在使廢棄的聚合物被消化，對環(huán)境保護有利。光降解主要有三種形式：（1）無氧光降解（2）光參與的光氧化過程（3）聚合物中含有光敏劑時，光敏劑吸收光能，促使發(fā)生降解。30. 光敏涂料的主要作用機制是利用材料吸收特定波長的光之后發(fā)生光聚合或光交聯(lián)反應(yīng)，材料溶解度下降，產(chǎn)生光固化現(xiàn)象，在被保護的材料表面形成保護涂層。 31. 光敏涂料的結(jié)構(gòu)類型：不飽和環(huán)氧樹脂涂料、不飽和聚酯涂料、不飽和聚氨酯涂料、不飽和聚醚涂料。32. 流平性能的影響因素主要有涂料的黏度、表面張力、潤濕度33. 光致抗蝕劑是一種用于光加工工藝中對加工材料表面起臨時選擇性保護涂料。 作用機理是利用選擇性吸收光輻射，通過產(chǎn)生的光化學(xué)過程

37、改變材料的溶解性能，對被加工的材料表面進行有選擇的保護。34. 光穩(wěn)定劑根據(jù)作用機理可以分為：（1）光屏蔽劑吸收有害光線，并將吸收的光能以無害的方式耗散（2）激發(fā)態(tài)猝滅劑接受吸收光能后躍遷到激發(fā)態(tài)分子的能量，使其回到穩(wěn)定的基態(tài)（3）自由基捕獲劑將吸收光能產(chǎn)生的高能態(tài)自由基捕獲并轉(zhuǎn)換成低能態(tài)分子（4）抗氧化劑對抗對聚合物老化有促進作用的氧化反應(yīng)35. 吸附型高分子材料指那些對特定離子或分子有選擇性親和作用，使兩者之間發(fā)生暫時或永久性結(jié)合，進而發(fā)揮各種功效的材料。根據(jù)材料結(jié)構(gòu)和屬性分為無機吸附材料和有機吸附材料；根據(jù)材料的性質(zhì)和用途可以分為：（1）非離子型吸附樹脂（2）吸水性高分子吸附劑（3）金屬

38、陽離子配位型吸附樹脂（4）離子型吸附樹脂36. 離子型吸附樹脂是一種在聚合物骨架上含有離子交換基團的功能高分子材料。37. 離子型吸附樹脂的一般要求：（1）良好的耐溶劑性質(zhì)（2）良好的穩(wěn)定性（3）良好的力學(xué)性質(zhì)（4）具有一定的離子交換容量（5）對特定的離子具有選擇性的吸附能力（6）具有較大的比表面積。38. 高吸水性樹脂都含有親水性基團、離子型基團并適度交聯(lián)。親水性基團可以是水分子與高分子之間的作用力大于高分子之間的作用力；離子型基團在水解離子化之后可以產(chǎn)生一個指向聚合物內(nèi)部的滲透壓，促使外部的水分子進入樹脂內(nèi)部；適度交聯(lián)則可以保證在上述過程中樹脂只能發(fā)生溶脹，不能溶解并將被吸附的水分子固化。

39、在農(nóng)業(yè)方面作為保水劑，在土建工程中作為止水材料，在環(huán)保方面用于工業(yè)重度污水處理等其他應(yīng)用。功能高分子材料復(fù)習(xí)題一、功能高分子材料按其功能性可以分為幾類？功能高分子可從以下幾個方面分類：1. 力學(xué)功能材料：1) 強化功能材料，如超高強材料、高結(jié)晶材料等；2) 彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。2. 化學(xué)功能材料：1) 分離功能材料，如分離膜、離子交換樹脂、高分子絡(luò)合物等；2) 反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑；3) 生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。3. 物理化學(xué)功能材料：1) 耐高溫高分子，高分子液晶等；2) 電學(xué)功能材料，如導(dǎo)電性高分子、超導(dǎo)高分子，感電子性高分子等；3) 光學(xué)功

40、能材料，如感光高分子、導(dǎo)光性高分子，光敏性高分子等；4) 能量轉(zhuǎn)換功能材料，如壓電性高分子、熱電性高分子等。4. 生物化學(xué)功能材料：1) 人工臟器用材料，如人工腎、人工心肺等；2) 高分子藥物，如藥物活性高分子、緩釋性高分子藥物、高分子農(nóng)藥等；3) 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。二、說明離子交換樹脂的類型及作用機理？試述離子交換樹脂的主要用途。1.陽離子交換樹脂。機理：解離出陽離子、并與外來陽離子進行交換；R-SO3H + M+ R-SO3M+ H+2.陰離子交換樹脂。機理：解離出陰離子、并與外來陰離子進行交換。RN+H3OH- + X-RN+H3X- + OH-3.應(yīng)用：1）水處理：

41、包括水質(zhì)的軟化、水的脫鹽和高純水的制備。2）冶金工業(yè)：分離、提純和回收鈾、釷等超鈾元素、稀土金屬、重金屬、輕金屬、貴金屬和過渡金屬。3）原子能工業(yè)：包括核燃料的分離、提純、精制、回收等，還是原子能工業(yè)廢水去除放射性污染處理的主要方法。4）海洋資源利用：從海洋生物（例如海帶）中提取碘、溴、鎂等重要化工原料，用以海水制取淡水。5）食品工業(yè)：制糖、釀酒、煙草、乳品、飲料、調(diào)味品等食品加工中都有廣泛地應(yīng)用。6）醫(yī)藥工業(yè)：例如在藥物生產(chǎn)中用于藥劑的脫鹽、吸附分離、中和及中草藥有效成分的提取等。7）化學(xué)工業(yè)：在化學(xué)實驗、化工生產(chǎn)上是重要的單元操作，普遍用于多種無機、有機化合物的分離、提純、濃縮和回收等。8

42、）環(huán)境保護：在廢水、廢氣的濃縮、處理、分離、回收及分析檢測上都有重要應(yīng)用，已普遍用于電鍍廢水、造紙廢水、礦冶廢水、生活污水、影片洗印廢水、工業(yè)廢氣等治理。三、按膜的功能簡述高分子分離膜的分類及其分離機理。1.微孔膜、超過濾膜、反滲透膜、納米濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。2.機理：1）微孔膜：是以靜壓差為推動力，利用膜孔對溶液中的懸浮微粒的“篩分”作用進行分離的膜過程。小于孔徑的微粒隨溶劑一起透過膜上的微孔，大于孔徑的微粒被截留。2）超過濾膜：過濾粒徑介于微濾和反滲透之間，約510nm，在 0.10.5 MPa 的靜壓差推動下截留各種可溶性大分子3）反滲透膜：通過在待分離液一側(cè)加上比滲透

43、壓高的壓力，使得原液中的溶液壓到半透膜的另一邊。4）納米濾膜：截留粒徑在0.11nm，分子量為1000左右的物質(zhì)，可使一價鹽和小分子物質(zhì)透過，具有較小的操作壓（0.51MPa）。其被分離物質(zhì)的尺寸介于反滲透膜和超濾膜之間。四、在膜的分離過程中，可以有哪些驅(qū)動力？它們各自驅(qū)動的膜過程是什么？有壓力差、濃度差或電位差等驅(qū)動力。1.壓力差：通過在待分離液一側(cè)加上比滲透壓高的壓力，使得原液中的溶液壓到半透膜的另一邊。分離截留的機理為篩分，小于孔徑的微粒隨溶劑一起透過膜上的微孔，大于孔徑的微粒被截留。2.濃度差：高濃度水溶液向低濃度水溶液一側(cè)遷移。3.滲透壓：低濃度水溶液向高濃度水溶液一側(cè)遷移4.反滲透

44、：在高濃度水溶液一側(cè)加壓，使高濃度水溶液側(cè)與低濃度水溶液側(cè)的壓差大于滲透壓，則高濃度水溶液中的水將通過半透膜流向低濃度水溶液側(cè)。五、高吸水性樹脂為什么能大量吸水并保水？1.大量吸水的原因： 具有一定的交聯(lián)度，少量交聯(lián)后，吸水率會成百上千倍地增加，是一種三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其吸水方式既有物理吸附，又有化學(xué)吸附和網(wǎng)絡(luò)吸附。 分子中含有親水性基團和疏水性基團：當(dāng)親水性基團與水分子接觸時，會相互作用形成各種水合狀態(tài)。高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的疏水基團因疏水作用而易于斥向網(wǎng)格內(nèi)側(cè)，形成局部不溶性的微粒狀結(jié)構(gòu)，使進入網(wǎng)格的水分子局部凍結(jié)，失去活動性，形成“偽冰”（False ice）結(jié)構(gòu)。高吸水性樹脂中的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)對吸水性有很大的影響。2.分子中大量的-COOH、OH和酰氧基團與H2O之間的強烈范德華力吸收水分子，并由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的橡膠彈性作用將水分子牢固地束縛在網(wǎng)格中，水分子的熱運動受到限制，不易重新從網(wǎng)格中逸出。吸足水后，即形成溶脹的保水能力很強的凝膠體，即使加壓也不易擠出。六、試分析影響高吸水性樹脂吸水能力的因素。高吸水性樹脂的吸水能力一般從吸水性和吸水率兩個指標(biāo)判斷：1.交聯(lián)度對吸水性的影響：在未經(jīng)交聯(lián)前，一般為水溶性，吸水性很低，少量交聯(lián)后，吸水率會成百上千倍地增加；但是交聯(lián)密度過高，造成網(wǎng)格太小而影響水分子的滲透，同時，橡膠彈性的作用增大，不利于水分子向網(wǎng)格內(nèi)的滲透，吸