功能高分子材料講課教案

1、精品文檔功能高分子材料第一章緒論1、什么是功能高分子?什么是特種高分子？?jī)烧叩膮^(qū)別和關(guān)系如何？(1)功能高分子：是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)輸出的高分子材料。功能高分子材料是指既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能，又有某些特殊功能的高分子材料。(2)特種高分子材料：是指帶有特殊物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)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疇。(3)功能高分子屬于特種高分子材料的范疇。特種高分子材料可細(xì)分為功能高分子和高性能高分子兩類。2、功能和性能有什么區(qū)別？功能高分子和高性能高分子有什么不同？(1)性能：材料對(duì)外部作用的抵抗特性。(2)功能：指從外部向材

2、料輸入信號(hào)時(shí)，材料內(nèi)部發(fā)生質(zhì)和量的變化而產(chǎn)生輸出的特性。(3)功能高分子：是指當(dāng)有外部刺激時(shí)，能通過化學(xué)或物理的方法做出相應(yīng)輸出的高分子材料。(4)高性能高分子：是對(duì)外力有特別強(qiáng)的抵抗能力的高分子材料。(從實(shí)用的角度看，對(duì)功能材料來說，人們著眼于它們所具有的獨(dú)特的功能；而對(duì)高性能材料，人們關(guān)心的是它與通用材料在性能上的差異。)3B、功能高分子材料的類型(1)力學(xué)功能材料：強(qiáng)化功能材料，彈性功能材料。(2)化學(xué)功能材料：分離功能材料，反應(yīng)功能材料，生物功能材料。(3)物理化學(xué)功能材料：耐高溫高分子，電學(xué)功能材料，光學(xué)功能材料，能量轉(zhuǎn)換功能材料。(4)生物化學(xué)功能材料：人工臟器用材料，高分子藥物，

3、生物分解材料。這一分類，實(shí)際上包括了所有特種高分子材料。國(guó)內(nèi)一般采用按其性質(zhì)、功能或?qū)嶋H用途劃分為8種類型。(1)反應(yīng)性高分子材料，(2)光敏型高分精品文檔子，(3)電性能高分子材料，(4)高分子分離材料，(5)高分子吸附材料，(6)高分子智能材料，(7)醫(yī)藥用高分子材料，(8)高性能工程材料。第二草功能高分子的制備方法1、什么是活性聚合？陰離子活性聚合的特征是什么？(1)活性聚合：是指引發(fā)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于增長(zhǎng)速度，并且在特定條件下不存在鏈終止反應(yīng)和鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，亦即活性中心不會(huì)自己消失的反應(yīng)。二氯乙基氯/乙酸乙酯引發(fā)(2)陰離子活性聚合的基本特點(diǎn)：聚合反應(yīng)速度極快；單體對(duì)引發(fā)劑有強(qiáng)烈的選擇性；無鏈

4、終止反應(yīng)；多種活性種共存；相對(duì)分子質(zhì)量分布很窄。2、通過哪些途徑可實(shí)現(xiàn)陽(yáng)離子活性聚合？哪些單體適合進(jìn)行陽(yáng)離子活性聚合？(1)途徑設(shè)計(jì)匹配性親核反離子，如采用HI/I2引發(fā)體系引發(fā)烷基乙烯基酸進(jìn)行陰離子活性聚合適當(dāng)?shù)膌ewis酸堿配對(duì)引發(fā)，如采用二氯乙基鋁/乙酸乙酯引發(fā)(2)目前，烷基乙烯基醴、異丁烯、苯乙烯及其衍生物、1,3一戊二烯、苛和a-兼烯等都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了陽(yáng)離子活性聚合。3、為什么基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合也屬于活性聚合范疇？基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合與陰離子型聚合一樣，屬“活性聚合”范疇。基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合是以不飽和酯、酮、酰胺和睛類等化合物為單體，以帶有硅、錯(cuò)、錫烷基等基團(tuán)的化合物為引發(fā)劑，用陰離子型或路易士酸型化合物

5、作催化劑，選用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物為溶劑，通過催化劑與引發(fā)劑之間的配位，激發(fā)硅、錯(cuò)、錫等原子與單體段基上的氧原子結(jié)合成共價(jià)鍵，單體中的雙鍵與引發(fā)劑中的雙鍵完成加成反應(yīng)，硅、錯(cuò)、錫烷基團(tuán)移至末端形成活性”化合物的過程。包括鏈引發(fā)反應(yīng)，鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，鏈終止反應(yīng)。4、自由基活性可控聚合有哪幾類？陰離子活性聚合、陽(yáng)離子可控聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合、活性開環(huán)聚合、活性開環(huán)歧化聚合等5、什么是高分子的化學(xué)反應(yīng)？他們與小分子的化學(xué)反應(yīng)有什么異同點(diǎn)？影響高分子化學(xué)反應(yīng)的因素有哪些？(1)高分子的化學(xué)反應(yīng)：可以將天然和合成的通用高分子轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂行滦徒Y(jié)構(gòu)與功能的聚合物的化學(xué)反應(yīng)。(2)與小分子的化學(xué)反應(yīng)的相同

6、點(diǎn)：高分子可以進(jìn)行與低分子同系物相同的化學(xué)反應(yīng)。例如含羥基高分子的乙酰化反應(yīng)和乙醇的乙?；磻?yīng)相同；聚乙烯的氯化反應(yīng)和己烷的氯化反應(yīng)類似。(3)與小分子的化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)：在低分子化學(xué)中，副反應(yīng)僅使主產(chǎn)物產(chǎn)率降低。而在高分子反應(yīng)中，副反應(yīng)卻在同一分子上發(fā)生，主產(chǎn)物和副產(chǎn)物無法分離，因此形成的產(chǎn)物實(shí)際上具有類似于共聚物的結(jié)構(gòu)。(4)高分子的反應(yīng)活性的影響因素：聚集態(tài)結(jié)構(gòu)因素：結(jié)晶和無定形聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、交聯(lián)結(jié)構(gòu)與線性結(jié)構(gòu)、均相溶液與非均向溶液等結(jié)構(gòu)因素均會(huì)對(duì)高分子的化學(xué)反應(yīng)造成影響?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)因素：a)幾率效應(yīng):當(dāng)高分子的化學(xué)反應(yīng)涉及分子中相鄰基團(tuán)作無規(guī)成對(duì)反映時(shí)，某些基團(tuán)由于反應(yīng)幾率的關(guān)系而不能參與

7、反應(yīng)，結(jié)果在高分子的分子鏈上留下孤立的單個(gè)基團(tuán)，使轉(zhuǎn)化程度受到限制。b)鄰近結(jié)構(gòu)效應(yīng)：分子鏈上鄰近結(jié)構(gòu)的某些作用，如靜電作用和位阻效應(yīng)，均可使基團(tuán)的反應(yīng)能力降低或增加。6、有哪些制備特種與功能高分子的制備方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？(1)功能高分子的制備方法主要有以下四種類型：功能性小分子的高分子化；已有高分子材料的功能化；多功能材料的復(fù)合；已有功能高分子的功能擴(kuò)展。(2)制備方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)：功能性小分子的高分子化：對(duì)功能性小分子進(jìn)行高分子化反應(yīng)，賦予其高分子的功能特點(diǎn)。包才a)帶有功能性基團(tuán)的單體的聚合，b)帶有功能性基團(tuán)的小分子與高分子骨架的結(jié)合，c)功能性小分子通過聚合包埋與高分子材料結(jié)合。

8、主要優(yōu)點(diǎn)是可以使生成的功能高分子功能基分布均勻，聚合物結(jié)構(gòu)可以通過聚合機(jī)理預(yù)先設(shè)計(jì)，產(chǎn)物的穩(wěn)定性較好。精品文檔缺點(diǎn)主要包括：a)在功能性小分子中需要引入可聚合基團(tuán)，而這種引入常常需要復(fù)雜的合成反應(yīng)；b)要求在反應(yīng)中不破壞原有結(jié)構(gòu)和功能；c)當(dāng)需要引入的功能基穩(wěn)定性不好時(shí)需要加以保護(hù)；d)有時(shí)引入功能基后對(duì)單體聚合的活性會(huì)有影響。已有高分子材料的功能化：好處：可以利用廉價(jià)的商品化聚合物，并且通過對(duì)高分子材料的選擇，使得到的功能高分子材料機(jī)械性能比較有保障。主要是通過小分子功能化合物與聚合物的共混和復(fù)合來實(shí)現(xiàn)。多功能材料的復(fù)合：將兩種以上的功能高分子材料以某種方式結(jié)合，將形成新的功能材料，而且具有

9、任何單一功能高分子均不具備的性能，這一結(jié)合過程被稱為功能高分子材料的多功能復(fù)合過程。已有功能高分子的功能擴(kuò)展：在同一種功能材料中，甚至在同一個(gè)分子中引入兩種以上的功能基團(tuán)也是制備新型功能聚合物的一種方法。以這種方法制備的聚合物，或者集多種功能于一身，或者兩種功能起協(xié)同作用，產(chǎn)生出新的功能。第三章吸附分離功能高分子材料1、什么是離子交換樹脂？離子交換樹脂具有哪些功能？(1)離子交換樹脂是指具有離子交換基團(tuán)的高分子化合物。(2)離子交換樹脂最主要的功能是離子交換。止匕外，還具有吸附、催化、脫水、脫色、作載體等功能。2、離子交換樹脂為什么可作為許多化學(xué)反應(yīng)的催化劑？小分子酸和堿是許多有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和聚

10、合反應(yīng)的催化劑。離子交換樹脂相當(dāng)于多元酸和多元堿，也可對(duì)許多化學(xué)反應(yīng)起催化作用。(與低分子酸堿相比，離子交換樹脂催化劑具有易于分離、不腐蝕設(shè)備、不污染環(huán)境、產(chǎn)品純度高、后處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。離子交換樹脂用作化學(xué)反應(yīng)催化劑，可大大提高催化效率，簡(jiǎn)化后處理操作，避免設(shè)備的腐蝕)3、何謂離子交換樹脂的中毒？在離子交換樹脂使用中，體積較大的離子擴(kuò)散進(jìn)入樹脂內(nèi)部。而在再生時(shí)，由于外疏內(nèi)精品文檔密的結(jié)構(gòu)，較大離子會(huì)卡在分子間隙中，不易與可移動(dòng)離子發(fā)生交換，最終失去交換功能，造成樹脂“中毒”現(xiàn)象。4、什么是大孔型離子交換樹脂？它們與普通離子交換樹脂的區(qū)別何在？(1)大孔型離子交換樹脂：是外觀不透明，表面粗糙，為

11、非均相凝膠結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂。(2)大孔型離子交換樹脂與普通的凝膠型離子交換樹脂的區(qū)別：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(jié)構(gòu)。凝膠型離子交換樹脂：外觀透明，表面光滑。具有均相高分子凝膠結(jié)構(gòu)。大孔型離子交換樹脂：在樹脂內(nèi)部存在大量的毛細(xì)孔。無論樹脂處于干態(tài)或濕態(tài)、收縮或溶脹時(shí)，這種毛細(xì)孔都不會(huì)消失。因此可在非水體系中起離子交換和吸附作用。凝膠型離子交換樹脂：球粒內(nèi)部沒有大的毛細(xì)孔。有在干態(tài)和非水系統(tǒng)中不能使用的缺點(diǎn)。大孔型離子交換樹脂：孔徑一般為幾納米至幾百納米，比表面積可達(dá)幾百或幾千m2/g,因此其吸附功能十分顯著。凝膠型離子交換樹脂：在水中會(huì)溶脹成凝膠狀，并呈現(xiàn)大分子鏈

12、的間隙孔。大孔型離子交換樹脂：吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于凝膠型樹脂。不僅可以從極性溶劑中吸附弱極性或非極性的物質(zhì)，而且可以從非極性溶劑中吸附弱極性的物質(zhì)，也可對(duì)氣體進(jìn)行選擇吸附。大孔型離子交換樹脂：不存在外疏內(nèi)密的結(jié)構(gòu)，從而克服了中毒現(xiàn)象。凝膠型離子交換樹脂使用中會(huì)產(chǎn)生中毒”現(xiàn)象。5、什么是螯合樹脂？它們有哪些基本功能？(1)螯合樹脂是對(duì)分離重金屬、貴金屬應(yīng)運(yùn)而生的樹脂，分析化學(xué)中常利用絡(luò)合物既有離子鍵又陪未見的特點(diǎn)來鑒定特定的金屬離子，將這些絡(luò)合以基團(tuán)的形式連接到高分子鏈上，就得到螯合樹脂。(2)具有特殊的選擇分離功能胺基竣酸類(EDTA類)：對(duì)特種貴金屬有很好的選擇分離性。的類：分離Nio8羥基喳啾

13、類：分離Cr2+,Ni2+,Zn2+。聚乙烯基叱咤類：分離Cu2+,Ni2+,Zn2+。6、氧化還原樹脂又稱什么樹脂？它們能與周圍活性物質(zhì)進(jìn)行哪類化學(xué)反應(yīng)？(1)氧化還原樹脂也稱電子交換樹脂(指帶有能與周圍活性物質(zhì)進(jìn)行電子交換、發(fā)生氧化還原反應(yīng)的一類樹脂)。(2)能與周圍活性物質(zhì)進(jìn)行電子交換、發(fā)生氧化還原反應(yīng)。第四草高分子分離膜與膜分離技術(shù)1、典型的分離膜技術(shù)有哪些?典型的膜分離技術(shù)有：微孔過濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、納濾(NF)、滲析(D)、電滲析(ED)、液膜(LM)及滲透蒸發(fā)(PV)等。2、制備分離膜的高分子材料應(yīng)具備哪些基本特性？目前，實(shí)用的有機(jī)高分子膜材料有：纖維素酯

14、類、聚碉類、聚酰胺類及其他材料。(1)纖維素酯類膜材料：易受微生物侵蝕，PH值適應(yīng)范圍較窄，不耐高溫和某些有機(jī)溶劑或無機(jī)溶劑(2)非纖維素酯類膜材料：基本特性：分子鏈中含有親水性的極性基團(tuán)；主鏈上應(yīng)有苯環(huán)、雜環(huán)等剛性基團(tuán)，使之有高的抗壓密性和耐熱性；化學(xué)穩(wěn)定性好；具有可溶性。(常用于制備分離膜的合成高分子材料有聚碉、聚酰胺、芳香雜環(huán)聚合物和離子聚合物等)。3、微孔膜的特點(diǎn)是什么？使用中有何要求？(1)微孔膜是均勻的多孔薄膜，厚度在90150Vm左右，過濾粒徑在0.02510Vm之間，操作壓在0.010.2MPa。具有開放式的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。開放式網(wǎng)格的孔徑一般在0.11“m之間，可以讓離子、分子等通

15、過，但不能使微粒、膠體、細(xì)菌等通過。優(yōu)點(diǎn)：孔徑均勻，過濾精度高?？紫洞螅魉倏?。無吸附或少吸附。無介質(zhì)脫落。缺點(diǎn)：顆粒容量較小，易被堵塞；使用時(shí)必須有前道過濾的配合，否則無法正常工作。(2)使用時(shí)必須有前道過濾的配合，否則無法正常工作。另外，在保存時(shí)應(yīng)防止微生物、水解、冷凍對(duì)膜的破壞和膜的收縮變形。4、簡(jiǎn)述幾種主要分離膜的分離過程。精品文檔膜分離過程的三種形式：9,電位差，7、8濃度差，1-6壓力差(1)滲析式膜分離：滲析和電滲析。料液中的某些溶質(zhì)或離子在濃度差、電位差的推動(dòng)下，透過膜進(jìn)入接受液中，從而被分離出去。(2)過濾式膜分離：超濾、微濾、反滲透和氣體滲透。利用組分分子的大小和性質(zhì)差別所

16、表現(xiàn)出透過膜的速率差別，達(dá)到組分的分離。(3)液膜分離：液膜與料液和接受液互不混溶，液液兩相通過液膜實(shí)現(xiàn)滲透，類似于萃取和反萃取的組合。溶質(zhì)從料液進(jìn)入液膜相當(dāng)于萃取，溶質(zhì)再?gòu)囊耗みM(jìn)入接受液相當(dāng)于反萃取。第五章導(dǎo)電高分子1、導(dǎo)電高分子類型有哪些？其導(dǎo)電的本質(zhì)各是什么？(1)按照材料的結(jié)構(gòu)與組成，可分為結(jié)構(gòu)型(本征型)導(dǎo)電高分子和復(fù)合型導(dǎo)電高分子。(2)結(jié)構(gòu)型導(dǎo)電高分子本身具有固有”的導(dǎo)電性，由聚合物結(jié)構(gòu)提供導(dǎo)電載流子(包括電子、離子或空穴)。復(fù)合型導(dǎo)電高分子是在本身不具備導(dǎo)電性的高分子材料中摻混入大量導(dǎo)電物質(zhì)，如炭黑、金屬粉、箔等，通過分散復(fù)合、層積復(fù)合、表面復(fù)合等方法構(gòu)成的復(fù)合材料，從而具有導(dǎo)

17、電性 2、哪些類型的聚合物具有本征導(dǎo)電性？四類聚合物具有導(dǎo)電性：高分子電解質(zhì)、共羯體系聚合物、電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)合物和金屬有機(jī)螯合物。(其中，高分子電解質(zhì)是以離子傳導(dǎo)為主，其余三類聚合物都是以電子傳導(dǎo)為主)。 3、共羯導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理是什么？摻雜的作用是什么？1)具有本征導(dǎo)電性的共羯體系必須具備兩條件。第一，分子軌道能強(qiáng)烈離域；第二，分子軌道能互相重疊。滿足這兩個(gè)條件的共羯體系聚合物，便能通過自身的載流子產(chǎn)生和輸送電流。共軻聚合物的分子鏈越長(zhǎng)，無電子數(shù)越多，則電子活化能越低，亦即電子越易離域，則其導(dǎo)電性越好。(2)摻雜的作用是提高電導(dǎo)率。精品文檔(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

18、雜”) 4、復(fù)合型導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理是什么？主要的導(dǎo)電填料有哪些？(1)復(fù)合型導(dǎo)電高分子是以普通的絕緣聚合物為主要基質(zhì)(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。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，導(dǎo)電填料在復(fù)合型導(dǎo)電高分子中起提供載流子的作用(2)常用的導(dǎo)電填料有金粉、銀粉、銅粉、鋁粉、饃粉、鉆粉、鋁粉、鋁粉、鍍銀二氧化硅粉、鍍銀玻璃微珠、炭黑、石墨、碳化鴇、碳化鎮(zhèn)等。 5、什么是超導(dǎo)態(tài)？超導(dǎo)態(tài)有何特征？(1)當(dāng)溫度降低時(shí)，汞的電阻先是平穩(wěn)地減小，而在4.2K附近，電阻突然降為零。

19、這種零電阻現(xiàn)象意味著此時(shí)電子可毫無阻礙地自由流過導(dǎo)體，而不發(fā)生任何能量的消耗。金屬汞的這種低溫導(dǎo)電狀態(tài)，稱為超導(dǎo)態(tài)。(2)超導(dǎo)態(tài)有以下四個(gè)特征：電阻值為零，超導(dǎo)體內(nèi)部磁場(chǎng)為零，超導(dǎo)現(xiàn)象只有在臨界溫度以下才會(huì)出現(xiàn)，超導(dǎo)現(xiàn)象存在臨界磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度超越臨界值，則超導(dǎo)現(xiàn)象消失。第六章感光性高分子 1、廣義的感光高分子包括哪些范圍？狹義的感光高分子包括哪些范圍？(1)從廣義上講，按其輸出功能，感光性高分子包括光導(dǎo)電材料、光電轉(zhuǎn)換材料、光能儲(chǔ)存材料、光記錄材料、光致變色材料和光致抗蝕材料等。(2)狹義的感光高分子指具有感光基團(tuán)的高分子，和光聚合型感光高分子。(其中開發(fā)比較成熟并有實(shí)用價(jià)值的感光性高分子材料

20、主要是指光致抗蝕材料和光致誘蝕材料。(感光性高分子是指在吸收了光能后，能在分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生化學(xué)、物理變化的一類功能高分子材料。而且這種變化發(fā)生后，材料將輸出其特有的功能。)2、何謂光致抗蝕材料和光致誘蝕材料？(1)光致抗蝕材料：是指經(jīng)過光照后,分子結(jié)構(gòu)從線型可溶性轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀不可溶性，從而產(chǎn)生了對(duì)溶劑的抗蝕能力的高分子材料。2)光致誘蝕材料：是指受光照輻射后,感光部分發(fā)生光分解反應(yīng)，從而變?yōu)榭扇苄缘母叻肿硬牧稀?、感光高分子具備哪些性能？感光性高分子材料基本的性能：對(duì)光的敏感性、成像性、顯影性、膜的物理化學(xué)性能等。對(duì)不同的用途，要求并不相同。4、什么是增感劑？作為增感劑必須具備哪些基本條件？(

21、1)某一激發(fā)態(tài)分子D*將激發(fā)態(tài)能量轉(zhuǎn)移給另一基態(tài)分子A,使之成為激發(fā)態(tài)A*,而自己則回到基態(tài)。A*進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)成為新的化合物。這時(shí)，A被D增感了或光敏了，故D稱為增感劑或光敏劑。(2)作為增感劑，必須具備以下的基本條件：增感劑三線態(tài)的能量必須比被增感物質(zhì)的三線態(tài)能量大，以保證能量轉(zhuǎn)移的順利進(jìn)行。增感劑三線態(tài)必須有足夠長(zhǎng)的壽命，以完成能量的傳遞；增感劑的量子收率應(yīng)較大。增感劑吸收的光譜應(yīng)與被感物質(zhì)的吸收光譜一致，且范圍更寬5、感光高分子有哪些分類方法？(1)根據(jù)光反應(yīng)的類型分類：光交聯(lián)型，光聚合型，光氧化還原型，光二聚型，光分解型。(2)根據(jù)感光基團(tuán)的種類分類：重氮型，疊氮型，肉桂酰型，丙烯酸

22、酯型等。(3)根據(jù)物理變化分類：光致不溶型，光致溶化型，光降解型，光導(dǎo)電型，光致變色型等。(4)根據(jù)骨架聚合物種類分類：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)和組成分類：感光性化合物(增感劑)+高分子型，帶感光基團(tuán)的聚合物型，光聚合型等。第七章高吸水性樹脂1、什么是高吸水性樹脂？超強(qiáng)吸水高分子材料也稱為高吸水性樹脂、超強(qiáng)吸水劑、高吸水性聚合物，是一種具有精品文檔優(yōu)異吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料。 2、從化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)來分析高吸水性樹脂的吸水性能？從化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)看，高吸水性樹脂是分子中含有親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)的交聯(lián)型高

23、分子。水分子與親水性基團(tuán)中的金屬離子形成配位水合，與電負(fù)性很強(qiáng)的氧原子形成氫鍵等。高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的疏水基團(tuán)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(jìn)入網(wǎng)格的水分子由于極性作用而局部?jī)鼋Y(jié)，失去活動(dòng)性，形成偽冰”結(jié)構(gòu)。親水性基團(tuán)和疏水性基團(tuán)的這些作用，顯然都為高吸水性樹脂的吸水性能作了貢獻(xiàn)。 3、高吸水性樹脂的基本性能有哪些？高吸水性、加壓保水性、吸氨性、增稠性。(1)考察和表征高吸水性樹脂吸水性的指標(biāo)通常有兩個(gè)，一是吸水率，二是吸水速度。(2)分子中大量的竣基、羥基和酰氧基團(tuán)與水分子之間的強(qiáng)烈范得華力吸收水分子，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。一旦吸足

24、水后，即形成溶脹的凝膠體。這種凝膠體的保水能力很強(qiáng)，即使在加壓下也不易擠出來。(3)吸氨性：(詳見第5題)(4)增稠性：高吸水性樹脂吸水后體積可迅速膨脹至原來的幾百倍到幾千倍，因此增稠效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水性體系的增稠劑，如聚氧乙烯、竣甲基纖維素、聚丙烯酸鈉等。 4、影響高吸水性樹脂吸水性能的因素有哪些？吸水率是表征樹脂吸水性的最常用指標(biāo)。物理意義為每克樹脂吸收的水的重量。影響樹脂吸水率有很多因素，除了產(chǎn)品本身的化學(xué)組成之外，還與產(chǎn)品的交聯(lián)度、水解度和被吸液體的性質(zhì)等有關(guān)。(1)交聯(lián)度：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(jìn)行交聯(lián)。但交聯(lián)密度過高會(huì)造成吸水能

25、力的降低。因?yàn)橐环矫?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(nèi)的滲透。(2)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。當(dāng)水解度高于一定數(shù)值后，吸水率反而下降。(3)被吸液的pH值與鹽類物質(zhì)：高吸水性樹脂是高分子電解質(zhì)，水中鹽類物質(zhì)的存在和pH值的變化都會(huì)顯著影響樹脂的吸 5、試解釋高吸水性樹脂為什么具有吸氨性？高吸水性樹脂一般為含竣酸基的陰離子高分子，為提高吸水能力，必須進(jìn)行皂化，使大部分竣酸基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)榭⑺猁}基團(tuán)。但通常樹脂的水解度僅70%左右，另有30%左右的竣酸基團(tuán)保留下來，使樹脂呈現(xiàn)一定的弱酸性。這種弱酸性使得它們對(duì)氨那樣的堿性物質(zhì)有強(qiáng)

26、烈的吸收作用。第八章醫(yī)用高分子材料 1、什么在各種材料中，高分子材料最有可能用作醫(yī)用材料？生物體是有機(jī)高分子存在的最基本形式，有機(jī)高分子是生命的基礎(chǔ)。動(dòng)物體與植物體組成中最重要的物質(zhì)一一蛋白質(zhì)、肌肉、纖維素、淀粉、生物酶和果膠等都是高分子化合物。在各種材料中，高分子材料的分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和理化性質(zhì)與生物體組織最為接近，因此最有可能用作醫(yī)用材料。 2、醫(yī)用高分子有哪些分類方法？對(duì)醫(yī)用高分子材料的基本要求有哪些？醫(yī)用高分子的分類方法：(1)與生物體組織不直接接觸的材料與皮膚、粘膜接觸的材料與人體組織短期接觸的材料長(zhǎng)期植入體內(nèi)的材料藥用高分子除此之外，還有以下一些常用的分類方法。2)按材料的來源分

27、：天然醫(yī)用高分子材料人工合成醫(yī)用高分子材料，天然生物組織與器官。(3)按材料與活體組織的相互作用關(guān)系分：生物惰性高分子材料，生物活性高分子材料，生物吸收高分子材料。4)按生物醫(yī)學(xué)用途分：硬組織相容性高分子材料，軟組織相容性高分子材料，血液相容性高分子材料，高分子藥物和藥物控釋高分子材料。(5)按與肌體組織接觸的關(guān)系分：長(zhǎng)期植入材料，短期植入(接觸)材料，體內(nèi)體外連通使用的材料，與體表接觸材料及一次性醫(yī)療用品材料。(6)目前在實(shí)際應(yīng)用中，更實(shí)用的是僅將醫(yī)用高分子分為兩大類，一類是直接用于治療人體某一病變組織、替代人體某一部位或某一臟器、修補(bǔ)人體某一缺陷的材料。另一類則是用來制造醫(yī)療器械、用品的材

28、料，為醫(yī)療事業(yè)服務(wù)，但本身并不具備治療疾病、替代人體器官的功能，不屬功能高分子的范疇。對(duì)醫(yī)用高分子材料的基本要求：一個(gè)具備了以下七個(gè)方面性能的材料，可以考慮用作醫(yī)用材料?；瘜W(xué)惰性，不會(huì)因與體液接觸而發(fā)生反應(yīng)。材料分解過程中，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物對(duì)人體組織不會(huì)引起炎癥或異物反應(yīng)。不會(huì)致癌。具有良好的血液相容性。(最重要)長(zhǎng)期植入體內(nèi)不會(huì)減小機(jī)械強(qiáng)度。能經(jīng)受必要的清潔消毒措施而不產(chǎn)生變性。易于加工成需要的復(fù)雜形狀。 3、什么是高分子材料的生物相容性？生物相容性包括哪些方面？(1)生物相容性是指植入生物體內(nèi)的材料與肌體之間的適應(yīng)性。(2)根據(jù)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用目的不同，生物相容性又可分為組織相容性

29、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(nèi)部器官、肌肉、肌腱、皮膚等的相互適應(yīng)性，而血液相容性則是指材料與血液接觸是不是會(huì)引起凝血、溶血等不良反應(yīng)。 4、化學(xué)合成的生物吸收性高分子材料主要有哪幾類？聚a-羥基酸酯及其改性產(chǎn)物、聚醴酯及其相似聚合物、聚酰胺酯、聚酸酊、聚磷酸酯和脂肪族聚碳酸酯、聚a-氟基丙烯酸酯。5B、形成血栓的原因是什么？目前有哪些提高血液相溶性的方法？(1)血栓的形成機(jī)理：異物與血液接觸時(shí)，首先將吸附血漿內(nèi)蛋白質(zhì)，然后粘附血小板，繼而血小板崩壞，放出血小板因子，在異物都是形成血栓的原因。(2)血液相容性高分子材料的制?。壕肺臋n使材料表面帶上負(fù)電荷的基團(tuán)

30、。高分子材料的表面接枝改性。制備具有微相分離結(jié)構(gòu)的材料。高分子材料的肝素化。材料表面?zhèn)蝺?nèi)膜化。精品文檔第九草約用高分子1、什么是藥用高分子？藥用高分子分為幾類？各有什么特點(diǎn)？(1)藥用高分子材料是具有生物相容性、經(jīng)過安全評(píng)價(jià)且應(yīng)用于藥物制劑的一類高分子輔料。(2)藥用高分子的分類及各自的特點(diǎn)：將藥用高分子按其應(yīng)用目的不同分為藥用藥用輔助材料：是指在藥劑制品加工時(shí)所用的和為改善藥物使用性能而采用的高分子材料。本身不具有藥理作用，只是在藥品的制造和使用中起從屬或輔助的作用，屬于特種高分子的范疇。高分子藥物：一些水溶性高分子材料本身具有藥理作用，可直接作藥物使用，這就是高分子藥物。(依靠連接在聚合物

31、分子鏈上的藥理活性基團(tuán)或高分子本身的藥理作用，進(jìn)入人體后，能與肌體組織發(fā)生生理反應(yīng)，從而產(chǎn)生醫(yī)療效果或預(yù)防性效果)此外還有處于過渡態(tài)的高分子化合物：介于這二者之間，這類材料雖然本身不具有藥理作用，但由于它的使用和存在卻延長(zhǎng)了藥物的效用，為藥物的長(zhǎng)效化、低毒化提供幫助按分子結(jié)構(gòu)和制劑的形式，高分子藥物可高分子化的低分子藥物：也稱高分子載體藥物，其藥效部分是低分子藥物，以某種化學(xué)方式連接在高分子鏈上。本身具有藥理活性的高分子藥物：只有整個(gè)高分子鏈才顯示出醫(yī)藥活性，相應(yīng)的低分子模型化合物一般并無藥理作用。物理包埋的低分子藥物：起藥理活性作用的是低分子藥物，以物理的方式被包裹在高分子膜中，并通過高分子

32、材料逐漸釋放。典型代表為藥物微膠囊。2、與低分子相比，高分子藥物有什么優(yōu)點(diǎn)？(1)低分子藥物存在著很大的副作用。在生物體內(nèi)新陳代謝速度快，半衰期短，易排泄，因而在發(fā)病期間要頻繁進(jìn)藥。過高的藥劑濃度常常帶來過敏、急性中毒和其他副作用。對(duì)進(jìn)入體內(nèi)指定的部位也缺乏選擇性。(2)高分子藥物具有低毒、高效、緩釋和長(zhǎng)效等特點(diǎn)。與生物體的相容性好，停留時(shí)精品文檔間長(zhǎng)。還可通過單體的選擇和共聚組分的變化，調(diào)節(jié)藥物的釋放速率，達(dá)到提高藥物的活性、降低毒性和副作用的目的。進(jìn)入人體后，可有效地到達(dá)癥患部位。 3、在高分子載體藥物中應(yīng)包括哪幾類基團(tuán)？它們的作用是什么？(1)高分子載體藥物中應(yīng)包含四類基團(tuán)：藥理活性基團(tuán)

33、、連接基團(tuán)、輸送用基團(tuán)和使整個(gè)高分子能溶解的基團(tuán)。(2)連接基團(tuán)的作用是使低分子藥物與聚合物主鏈形成穩(wěn)定的或暫時(shí)的結(jié)合，而在體液和酶的作用下通過水解、離子交換或酶促反應(yīng)可使藥物基團(tuán)重新斷裂下來。(3)輸送用基團(tuán)是一些與生物體某些性質(zhì)有關(guān)的基團(tuán)，如磺酰胺基團(tuán)與酸堿性有密切依賴關(guān)系，通過它可將藥物分子有選擇地輸送到特定的組織細(xì)胞中。(4)可溶性基團(tuán)，如竣酸鹽、季鏤鹽、磷酸鹽等的引入可提高整個(gè)分子的親水性，使之水溶。在某些場(chǎng)合下，亦可適當(dāng)引入燒類親油性基團(tuán)，以調(diào)節(jié)溶解性。 4、什么是微膠囊？藥物微膠囊有什么優(yōu)點(diǎn)？(1)微膠囊是指以高分子膜為外殼、其中包有被保護(hù)或被密封的物質(zhì)的微小包囊物。(2)微膠囊

34、的最大特點(diǎn)是可以控制釋放內(nèi)部的被包裹物質(zhì)，使其在某一瞬間釋放出來或在一定時(shí)期內(nèi)逐漸釋放出來。與普通的藥物相比，藥物微膠囊有不少優(yōu)點(diǎn)。藥物被高分子膜包裹后,避免了藥物與人體的直接接觸，能夠延緩、控制藥物釋放速度，掩蔽藥物的毒性、刺激性、苦味等不良性質(zhì)，提高藥物的療效。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(yīng)，增加貯存穩(wěn)定性。第十章高分子液晶 1、什么是液晶？它與晶體和液體之間有什么關(guān)系？(1)液晶是介于晶態(tài)和液態(tài)之間的一種熱力學(xué)穩(wěn)定的相態(tài)，某些物質(zhì)的受熱熔融或被溶解后，雖然失去了固態(tài)物質(zhì)的大部分特性，外觀呈液態(tài)物質(zhì)的流動(dòng)性，但可能仍然保留著晶態(tài)物質(zhì)分子的

35、有序排列，從而在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向異性，形成一種兼有晶體和液體部分性質(zhì)的過渡中間相態(tài)，這種中間相態(tài)被稱為液晶態(tài)，處于這種狀態(tài)下的物質(zhì)稱為液晶。)(2)液晶的其聚集狀態(tài)在一定程度上既類似于晶體，分子呈有序排列；又類似于液體，有一定的流動(dòng)性。2、根據(jù)液晶的形成條件可分為哪幾種類型？根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同，液晶可分為幾種結(jié)構(gòu)類型？各種液晶類型的特點(diǎn)是什么？(1)按照液晶的形成條件不同，可將其主要分為熱致性和溶致性兩大類。熱致性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)。溶致性液晶則是依靠溶劑的溶解分散，在一定濃度范圍形成的液晶態(tài)物質(zhì)。此外，還發(fā)現(xiàn)了壓致型液晶，在外力場(chǎng)作用下形成

36、的液晶。流致型液晶，在施加流動(dòng)場(chǎng)后形成的液晶。(2)液晶的結(jié)構(gòu)類型及各自的特點(diǎn)：根據(jù)分子排列的形式和有序性的不同，液晶有三種結(jié)構(gòu)類型：近晶型、向列型和膽笛型。近晶型液晶：棒狀分子互相平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，層內(nèi)分子排列具有二維有序性。(最接近結(jié)晶結(jié)構(gòu)的一類)向列型液晶：棒狀分子只維持一維有序。(流動(dòng)性最好的一種)膽笛型液晶：分子是長(zhǎng)而扁平的。依靠端基的作用，平行排列成層狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)軸與層片平面平行。B、高分子液晶的分類：(1)按液晶的形成條件，可分為溶致性液晶、熱致性液晶、壓致型液晶、流致型液晶等。(與小分子液晶一樣)(2)按致晶單元與高分子的連接方式，可分為主鏈型液晶和側(cè)鏈型液晶。(3)按高分子鏈

37、中致晶單元排列形式和有序性的不同，可分為近晶型、向列型和膽笛型等。(4)按形成高分子液晶的單體結(jié)構(gòu)，可分為兩親型和非兩親型兩類。3、高分子液晶的分子結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)？影響高分子液晶形態(tài)和性能的因素主要有哪些？高分子液晶分子中必須含有具有剛性的致晶單元致晶單元呈棒狀或片狀(盤精品文檔狀)在致晶單元的端部通常還有一個(gè)柔軟的易彎曲的基團(tuán)R,這個(gè)端基單元式各種專遞機(jī)理透過物截留物膜類型微濾版粒大小形狀水、溶劑溶解物懸浮物顆粒纖維多孔膜H濾分子特性大小彩狀水、溶劑小分子狡體和超過截留分子量的分子非對(duì)稱性膜納濾外子大小及電茍水、一價(jià)離子、多價(jià)離子有機(jī)物復(fù)合膜反滲秀容劑的擴(kuò)散傳水、溶劑溶質(zhì)、鹽非對(duì)稱性膜復(fù)合膜氣體分離氣體和蒸汽的廣散滲透氣體或蒸汽難滲透性氣體或蒸汽均相膜、復(fù)合膜，非對(duì)稱膜滲透*發(fā)先擇傳遞易滲溶質(zhì)或溶劑睢滲透性溶質(zhì)或溶劑均相膜、復(fù)合膜，非對(duì)稱膜液膜分離豆應(yīng)促進(jìn)和廣散傳遞雜質(zhì)溶劑乳狀液膜、支撐液膜滲析容質(zhì)的擴(kuò)散傳奧低分子量物、離子溶劑非對(duì)稱性膜電滲析電解質(zhì)離子的先擇傳遞電解質(zhì)離子非電解質(zhì)，大分子物質(zhì)離子交換膜極性的或非極性的基團(tuán)(2)影響高分子液晶形態(tài)與性能的因素包括外在因素和內(nèi)在因素兩部分。內(nèi)在因素為分子結(jié)構(gòu)、分