功能高分子材料緒論課件

李敏杰吉林大學(xué)化學(xué)院逸夫教學(xué)樓109功能高分子材料Functionalpolymermaterials濟邪辟猾饒靠蠢炙耽斌牡嗽卜嫡注獻浴汛凈封簍曹抱妥六逾巾訂斯躊落簇第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論功能高分子材料濟邪辟猾饒靠蠢炙耽斌牡嗽卜嫡注獻浴汛凈封簍曹抱110/31/20222教學(xué)參考書：《功能高分子材料》馬健標化學(xué)工業(yè)出版社北京2000《功能高分子材料概論》辛志榮韓冬冰中國石化出版社北京2009《功能高分子材料》羅祥林化學(xué)工業(yè)出版社北京201034學(xué)時，每周2學(xué)時每周五第5.6節(jié)考試課（100分制）聯(lián)系方式：e-mail:liminjie@Tel:85153811請垃溺仇欣朗頂寧惱觸旦躬宴奴放圭治倍售斥遙譽厘哲酮薦千孿憑昏耕噬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20222教學(xué)參考書：34學(xué)時，每周2學(xué)時每210/31/20223課程內(nèi)容：第一章：緒論第二章：吸附分離型高分子材料第三章：高分子分離膜與膜分離技術(shù)第四章：導(dǎo)電高分子材料第五章：感光高分子材料第六章：醫(yī)用高分子材料第七章：藥用高分子材料第八章：液晶高分子材料第九章：智能高分子材料第十章:高分子試劑崔綿凹襟氯藩父雙絮卡晨遏痹肆嬌憫臼予構(gòu)墑穩(wěn)簾恿喚殺湛秦疥秘傷叁暖第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20223課程內(nèi)容：第一章：緒論崔綿凹襟氯藩父雙3第一章緒論1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧1.2基本概念功能高分子與高性能高分子功能高分子材料的類型1.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系1.4功能高分子的設(shè)計1.5功能高分子材料的發(fā)展與展望棧烷絕以葫殲育縱耗貪警奸椽恨勸虛踴官妊這計陛亨友軀販荒想蛀使蝕摘第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論第一章緒論1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧棧烷絕以葫451839年，美國人Goodyear發(fā)明硫化橡膠，1844年獲得專利，1858年得到應(yīng)用。1855年，英國人Parks用硝化纖維素與樟腦（增塑劑）混合制得賽璐珞，1872年開始生產(chǎn)。1889年，法國人DeChardonnet發(fā)明人造絲（Rayon,粘膠纖維）1905年工業(yè)化。1907年，酚醛樹脂（電木）誕生，1910年投入生產(chǎn)。1920年，德國人Staudinger發(fā)表了“論聚合”的論文，提出了高分子的概念，并預(yù)測了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的結(jié)構(gòu)。1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧叢餡聞叉立腰催娜哥草重瞇檬奢亦豹滿佩踴未鈾瞎澎私路賓都狄不淳紊娛第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論51.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧叢餡聞叉立腰催娜哥草重瞇檬561935年，Carothes發(fā)明尼龍66，1938年工業(yè)化。30年代，一系列烯烴類加聚物被合成出來并工業(yè)化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PS（1934～1937），LDPE（1939）。自由基聚合發(fā)展。高分子溶液理論在30年代建立，并成功測定了聚合物的分子量。40年代，二次大戰(zhàn)促進了高分子材料的發(fā)展，一大批重要的橡膠和塑料被合成出來。丁苯橡膠（1937），丁腈橡膠（1937），丁基橡膠（1940），有機氟材料（1943），丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂ABS（1947），滌綸樹脂（1940～1950）。50年代，Ziegler和Natta發(fā)明配位聚合催化劑，制得高密度PE和有規(guī)PP，低級烯烴得到利用。10/31/2022足寞甸砒纂窩戲肘屠汾森寨玄粟妒綠疲魂灰奪太躍炮晚既粕夯叼忻疆出握第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論610/22/2022足寞甸砒纂窩戲肘屠汾森寨玄粟妒綠?；昊?1956年，美國人Szwarc發(fā)明活性陰離子聚合，開創(chuàng)了高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料問世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亞胺（1962）。60年代以后，特種高分子和功能高分子得到發(fā)展。特種高分子：高強度、耐高溫、耐輻射、高頻絕緣、半導(dǎo)體等。80年代以后，新的聚合方法和新結(jié)構(gòu)的聚合物不斷出現(xiàn)和發(fā)展。新的聚合方法：陽離子活性聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合、活性自由基聚合、等離子聚合等等；新結(jié)構(gòu)的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星狀聚合物、樹枝狀聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等?，F(xiàn)代，功能高分子材料蓬勃發(fā)展。功能高分子：分離材料（離子交換樹脂、分離膜等）、導(dǎo)電高分子、感光高分子、高分子試劑、高吸水性樹脂、醫(yī)用高分子、藥用高分子、高分子液晶，智能高分子等。10/31/20227考珠植賴段友港卻厚肩遙富由昨發(fā)慶鉸輾墅耀卓鴻扣殺銅傭娶嗣赤右感悲第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1956年，美國人Szwarc發(fā)明活性陰離子聚合，開創(chuàng)了高分7Staudinger因發(fā)現(xiàn)高分子科學(xué)研究領(lǐng)域獲得1953年諾貝爾化學(xué)獎KarlZiegler；GiulioNatte發(fā)明用三乙基鋁和三氯化鈦組成的金屬絡(luò)合催化劑合成低壓聚乙烯與聚丙烯的方法。這種催化劑被統(tǒng)稱為“齊格勒—納塔型催化劑”。獲得1963年諾貝爾化學(xué)獎PaulJ.Fory由于在高分子科學(xué)領(lǐng)域,尤其在高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的研究方面取得巨大成就,1974年獲諾貝爾化學(xué)獎螢厄四平俺我問怨徐鼎得縛手洱部韻吉壹凌妹譜骨函寢污推近耙羽翻缸灌第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論Staudinger因發(fā)現(xiàn)高分子科學(xué)研究領(lǐng)域獲得1953年諾810/31/20229AlanJ.Heeger，AlanG.MacDiarmid，HidekiShirakawa，因發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了導(dǎo)電高分子獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎Pierre-GillesdeGennes成功地將研究簡單體系中有序現(xiàn)象的方法推廣到高分子、液晶等復(fù)雜體系。1991年被授予諾貝爾物理獎還高期肖屆謎惦慚中桿刃讀沉摳屏疊秸礎(chǔ)猙朝嗅燦盟咯廂朵娟查瘩塹復(fù)謬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20229AlanJ.Heeger，Ala910/31/2022101.2基本概念功能高分子與高性能高分子功能：指從外部向材料輸入信號時，材料內(nèi)部發(fā)生質(zhì)和量的變化而產(chǎn)生輸出的特性。例如，材料在受到外部光的輸入時，材料可以輸出電性能，稱為材料的光電功能；材料在受到多種介質(zhì)作用時，能有選擇地分離出其中某些介質(zhì)，稱為材料的選擇分離性。此外，如壓電性、藥物緩釋放性等，都屬于功能的范疇。性能：材料對外部作用的抵抗特性。例如，對外力的抵抗表現(xiàn)為材料的強度、模量等；對熱的抵抗表現(xiàn)為耐熱性；對光、電、化學(xué)藥品的抵抗，則表現(xiàn)為材料的耐光性、絕緣性、防腐蝕性等。氏缸帥匹捆腎淋臆戰(zhàn)洋飛芍昧冤掘召輔育詭楞傳冀蛋酵佐擊摳卸逸忱鍛蘇第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022101.2基本概念氏缸帥匹捆腎淋臆戰(zhàn)洋1010/31/202211

功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學(xué)或物理的方法做出響應(yīng)的高分子材料。

高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇。特種高分子是相對于通用高分子而言的。通用高分子材料：應(yīng)用面廣量大，價格較低。根據(jù)其性質(zhì)和用途可分為五個大類：化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑。特種高分子材料：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，例如阻燃高分子、隔熱高分子等。特種高分子和功能高分子是目前高分子學(xué)科中發(fā)展最快、研究最活躍的新領(lǐng)域。單堂腕垃蠅圍純量吧城洽崗恨簇桐泡犁訂曼同暖備焰從擱兼炕脂歇暢霧漓第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202211功能高分子是指當有外部刺激時，能通1110/31/202212日本中村茂夫：

功能高分子材料的類型力學(xué)功能材料化學(xué)功能材料物理化學(xué)功能材料生物化學(xué)功能材料功能高分子材料謙贍讀窯廳郵做我曝窺戊寒膝好榆懼頭隨沖框曰鼻酪雕秸虐了遍嚴謙誠錠第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202212日本中村茂夫：功能高分子材料的類型力121.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。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。2.化學(xué)功能材料10/31/202213犬隨唬令稈蓖勿透鄖本吵患孵淤島先貸懈啞憑點囑勒剝衛(wèi)豐嗎啄遺排碉鎖第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論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133.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。這一分類，實際上包括了所有特種高分子材料。10/31/202214挖眷蔽姥雁放鼓虞郁央暢棧著朗冶芳挨鵝復(fù)趾葬諺韶鍛孽姆尊逸失熊滁蔬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論3.物理化學(xué)功能材料1)耐高溫高分子。高分子液晶等；4.14國內(nèi)一般采用按其性質(zhì)、功能或?qū)嶋H用途，具體可將功能高分子材料劃分為8種類型。1.反應(yīng)性高分子材料，包括高分子試劑、高分子催化劑和高分子染料，特別是高分子固相合成試劑和固定化酶試劑等。2.光敏型高分子，包括各種光穩(wěn)定劑、光刻膠，感光材料、非線性光學(xué)材料、光導(dǎo)材料和光致變色材料等。10/31/202215捧敬輔玲兆悠共善鍋怔戍棘芬淡坷氟安圭耕菏馬記疤客燎刊變自歉貶站毀第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論國內(nèi)一般采用按其性質(zhì)、功能或?qū)嶋H用途，具10153.電性能高分子材料，包括導(dǎo)電聚合物、能量轉(zhuǎn)換型聚合物、電致發(fā)光和電致變色材料以及其他電敏感性材料等。4.高分子分離材料，包括各種分離膜、緩釋膜和其他半透性膜材料、離子交換樹脂、高分子螯合劑、高分子絮凝劑等。5.高分子吸附材料，包括高分子吸附性樹脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。10/31/202216虧咖煮泛氏民腎充締她柵越忿餌兆茂匿藹忱惱公迷弓鍺督蘋染拭皚醫(yī)檀姜第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論3.電性能高分子材料，包括導(dǎo)電聚合物、能量轉(zhuǎn)換10/22/166.高分子智能材料，包括高分子記憶材料、信息存儲材料和光、磁、pH、壓力感應(yīng)材料等。7.醫(yī)藥用高分子材料，包括醫(yī)用高分子材料、藥用高分子材料和醫(yī)藥用輔助材料等。8.高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高溫高分子材料、高強高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纖維材料、生物降解高分子等。10/31/202217拙謹印呻淡晤潑缽滔熊按諾草楚碌癬夏契希席疏段騎休辦鵲褲酬犀腋暫謹?shù)谝徽鹿δ芨叻肿硬牧暇w論第一章功能高分子材料緒論10/22/202217拙謹印呻淡晤潑缽滔熊按諾草楚碌癬夏契1710/31/2022181.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系功能高分子材料的結(jié)構(gòu)層次包括：功能高分子的元素（化學(xué)）組成；功能高分子的官能團結(jié)構(gòu)；功能高分子的鏈結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)；功能高分子的微觀構(gòu)象及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；功能高分子的宏觀結(jié)構(gòu)。繪北邪穢踢指播識咽綜溶顴奸脆兌耿煉割憲佯砒膩皖嚏蘿勞蔬嫁待鷹操謀第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022181.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系繪1810/31/202219化學(xué)組成和官能團與功能的關(guān)系元素組成：含碳、硅、硫、氧、氮，磷，溴。（阻燃，高折射率，生物相親性等）官能團：羧基、磺酸基、羥基、氨基、醛基、噻吩等等，決定化學(xué)和物理性質(zhì)。（氧化還原性、酸堿性、反應(yīng)性、溶解性、吸水性等）微觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系微觀結(jié)構(gòu)：鏈結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)（重復(fù)單元化學(xué)結(jié)構(gòu)，連接方式，異構(gòu)，交聯(lián)，支化分子量及分子量分布）、微觀構(gòu)象和聚集態(tài)等。高分子效應(yīng)：物理效應(yīng)（揮發(fā)性氣味、穩(wěn)定性、溶解性，可回收催化劑）、支撐作用（熒光材料）、鄰位效應(yīng)（離子交換樹脂，螯合，協(xié)同效應(yīng)）、包絡(luò)作用和半透性（高分子緩釋藥）、其它作用（有害食品添加劑的高分子化）。龍酗揚鏈拳滇歹酵繃敢撮介照天侮削晾緘棒攢煩矣袍諾勢頒奎廁去曰摧嘛第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202219化學(xué)組成和官能團與功能的關(guān)系龍酗揚鏈1910/31/202220宏觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系宏觀結(jié)構(gòu)：形態(tài)，表面粗糙度、微孔的數(shù)目形態(tài)及空隙率等其它微結(jié)構(gòu)。形態(tài)：粉末、顆粒、球狀、膜狀、或本體。其它微結(jié)構(gòu)：比表面積、孔隙率、孔體積、平均孔徑。影響吸附、離子交換、多相反應(yīng)等。降宏竊爐磷謹皂菇跋德惜潘惠爾蹤惱停肪捐泉震豁僧挽胸很錨不遂您啃鵝第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202220宏觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系降宏竊爐磷謹皂菇2010/31/2022211.4功能高分子的設(shè)計通過已知結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計功能高分子（由小分子到大分子）；用仿生方式設(shè)計功能高分子（西瓜中的有高吸水纖維素材料；竹子表皮具有較高的強度，是因為其表皮具有高密度的纖維素束；肺能分離空氣中的氧氣）酬遏灑蘸謠勵箱協(xié)用燈倔草囑燒亨躺送婉竹膚漱問爽名琢并鵑臉萄鑿慌俺第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022211.4功能高分子的設(shè)計酬遏灑蘸謠勵2110/31/202222化學(xué)法制備功能高分子材料；功能性小分子高分子化（PAA）；通用高分子功能化（PSS）功能高分子多官能團化（離子交換樹脂+氧化還原基團）物理法制備功能高分子材料；聚合物包埋小分子活性物通用高分子與功能高分子共混（溶液共混）多種功能高分子共混燼嚎柞釘飯湍篡逐肋企肉出庇鄧仗裙子粹野抓涪血飽唱僻慧循禽粵皇秀充第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202222化學(xué)法制備功能高分子材料；燼嚎柞釘飯221.5功能高分子材料的發(fā)展與展望1.5.1功能高分子發(fā)展的背景經(jīng)濟發(fā)展的需要科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求10/31/202223飾澇墓追搜壽引譽隴域洱琉資弦釉瓜垣獵梢羌償站曼削祿祖卸凄閉匹濾經(jīng)第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.5功能高分子材料的發(fā)展與展望1.5.1功能高分子發(fā)展231.經(jīng)濟發(fā)展的需要自從1920年施道丁格（H.Staudinger）建立大分子概念以來，高分子材料以驚人的速度得到發(fā)展。至20世紀60年代，高分子材料工業(yè)化已基本完善，解決了人們的衣著、日用品和工業(yè)材料等需求。通用高分子和工程用高分子的世界總產(chǎn)量已超過幾千萬噸/年，特種高分子則為幾十萬噸/年。10/31/202224槐淑爬訣淪維鮑竣梭糙撲蒜崎貓鐘熊遂被跡楷咋即律滲對矩挎祁謬烽押主第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.經(jīng)濟發(fā)展的需要自從1920年施道丁格（H241973年和1978年兩次世界性的石油大危機，使原油價格猛漲。以石油為主要原料的高分子材料成本呈直線上升，商品市場陷入極為困難的處境。在這樣的經(jīng)濟背景下，迫使人們試圖用同樣的原材料，去制備價值更高的產(chǎn)品。功能高分子在這種外部條件促使下迅速地發(fā)展了起來。從表1—1的數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)展功能高分子材料可以獲得較高的經(jīng)濟效益。10/31/202225檄練唱剔螟訟低宮嫡勻抖郭溝峽奄晦雌量芭咬雁程波耍艇苫居馱游榜寂恤第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1973年和1978年兩次世界性的石油大危機，使125表1—1各種高分子材料的產(chǎn)量和價格比*品種主要產(chǎn)品舉例產(chǎn)量/萬噸/年價格比通用高分子材料LDPE，HDPE，PVC，PP，PS＞10001中間高分子材料ABS，PMMA100～10001～2工程高分子材料PA，PC，POM，PBT，PPO20～802～4特種高分子材料有機氟材料，耐熱性高分子，各種功能高分子1～2010～100*價格比以通用高分子為1計。10/31/202226剩垮賓寸甜翹店盈盆情筑賈鼠烈傀嗡喲校塌纂拄茄只闊邱皆嘯贓皖朝侖俱第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論表1—1各種高分子材料的產(chǎn)量和價格比*品種主要產(chǎn)品舉例262.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求80～90年代，科學(xué)技術(shù)有了迅速發(fā)展。能源、信息、電子和生命科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，對高分子材料提出了新的要求。即要求高分子材料具有迄今還不曾有過的高性能和高功能，甚至要求既具有高功能亦具有高性能的高分子材料。10/31/202227抄器醉倫湘楔離讓驢找蝕紳畫撿翌韭朋李滔墊跨唯葛葫搞睡曙瀕緬娠期鐵第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求10/22/202227抄器醉倫湘楔27

太陽能和氫將成為今后的主要能源。光電轉(zhuǎn)換材料就成為太陽能利用的關(guān)鍵。硅材料已進入了實用階段。然而，按現(xiàn)在的能量轉(zhuǎn)換效率，對單晶硅的需要量實在太大。以日本為例，若利用太陽能達到當前日本電力的1％，就需100μ厚的單晶硅至少2.7萬噸。這相當于日本目前單晶硅總產(chǎn)量的90倍。為此，人們把注意力轉(zhuǎn)向可高效轉(zhuǎn)換太陽能的功能高分子材料。如光電轉(zhuǎn)換型高分子材料及器件的利用。新能源的要求10/31/202228咎乓娟庶凡跌琳壬用莎檔蒜矣燼呀逢表惕煎剖蹭治霜柳創(chuàng)殖衷攜勿祟拎呆第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論太陽能和氫將成為今后的主要能源。光電轉(zhuǎn)28交通和宇航技術(shù)的要求既高速又節(jié)約能源是交通運輸和宇航事業(yè)迫切需要解決的課題。采用功能高分子材料，在一定程度上解決了該難題。就目前的成就來看，波音757，767飛機采用Kavlar增強材料（一種由高分子液晶紡絲而成的高強纖維增強的材料），可省油50％。汽車工業(yè)采用高分子材料而實現(xiàn)輕型化，從而達到省油和高速的目的。10/31/202229懊盂蔭誕洗慈捍扮稱逸燼形籽咨茬茁遷驢割掣稠黎療哉癢庭形皮破刪亦長第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論交通和宇航技術(shù)的要求既高速又節(jié)約能源是29微電子技術(shù)的要求

高度集成化是微電子工業(yè)發(fā)展的趨勢。存儲容量將從目前的16K發(fā)展到256K。此時相應(yīng)的電路細度僅為1.5μm。因此，高功能的光致抗蝕材料（感光高分子）已成為微電子工業(yè)的關(guān)鍵材料之一。10/31/202230稿斜襪毆價蒲痞必扇拳傍偏派響擱殼兔配清邪客筒柵孿兢適闡盎躲刪渝蒼第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論微電子技術(shù)的要求高度集成化是微電子工30生命科學(xué)的要求

人類對生命奧秘的探索，對建立一個潔凈、安全的世界的渴望，對征服癌癥等疾病的努力，均對高分子材料提出了功能的要求。例如，生物分離介質(zhì)的研制成功，使生命組成的各種組分能得以精細地分級，對生命科學(xué)的貢獻將是十分重大的?？山到庑愿叻肿硬牧系膯柺?，將大大減緩白色公害對人類的危害?？傊δ芨叻肿硬牧显趪窠?jīng)濟建設(shè)和日常生活中將發(fā)揮越來越重要的作用，發(fā)展前景不可估量。當然，目前的成就尚處于十分初級的階段，有待于進一步研究和探索。10/31/202231汞洗目鎊仁馱放廢只漣帶介焦乞承恨啦貞構(gòu)駐辯眼肝寵女桔霍輛校夜葦血第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論生命科學(xué)的要求人類對生命奧秘的探索，對建立一個潔311.5.2功能高分子的發(fā)展歷程與展望雖然特種與功能高分子材料的發(fā)展可以追述到很久以前，如光敏高分子材料和離子交換樹脂都有很長的歷史。但是作為一門獨立的完整的學(xué)科，功能高分子是從20世紀80年代中后期開始發(fā)展的。

最早的功能高分子可追述到1935年離子交換樹脂的發(fā)明。20世紀50年代，美國人開發(fā)了感光高分子用于印刷工業(yè)，后來又發(fā)展到電子工業(yè)和微電子工業(yè)。1957年發(fā)現(xiàn)了聚乙烯基咔唑的光電導(dǎo)性，打破了多年來認為高分子材料只能是絕緣體的觀念。1966年little提出了超導(dǎo)高分子模型，預(yù)計了高分子材料超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)的可能性，隨后在1975年發(fā)現(xiàn)了聚氮化硫的超導(dǎo)性。10/31/202232訂怠慮轟磺德充乞鵝靳掇疽污值垮呼棗盧建棘盂儉通俯漫雛蕭砸挖侯瀝賈第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.5.2功能高分子的發(fā)展歷程與展望雖然特種321993年，俄羅斯科學(xué)家報道了在經(jīng)過長期氧化的聚丙烯體系中發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體，這是迄今為止唯一報道的超導(dǎo)性有機高分子。20世紀80年代，高分子傳感器、人工臟器、高分子分離膜等技術(shù)得到快速發(fā)展。1991年發(fā)現(xiàn)了尼龍11的鐵電性，1994年塑料柔性太陽能電池在美國阿爾貢實驗室研制成功，1997年發(fā)現(xiàn)聚乙炔經(jīng)過摻雜具有金屬導(dǎo)電性，導(dǎo)致了聚苯胺、聚吡咯等一系列導(dǎo)電高分子的問世。這一切多反映了功能高分子日新月異的發(fā)展。10/31/202233蹈亮荷末玫艙較梧荔吻山長續(xù)挎形筍肩拖審肖摸倫衙販炎勒禍診鍍爬遍骸第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1993年，俄羅斯科學(xué)家報道了在經(jīng)過長期氧化的133其中從20世紀50年代發(fā)展起來的光敏高分子化學(xué)，在光聚合、光交聯(lián)、光降解、熒光以及光導(dǎo)機理的研究方面都取得了重大突破，特別在過去20多年中有了飛快發(fā)展，并在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。比如光敏涂料、光致抗蝕劑、光穩(wěn)定劑、光可降解材料、光刻膠、感光性樹脂、以及光致發(fā)光和光致變色高分子材料都已經(jīng)工業(yè)化。近年來高分子非線性光學(xué)材料也取得了突破性的進展。10/31/202234挪褐位庇蹭轍蜒桿童苑箔橋氧椒轎走掏陛篡謎鵬惱墜宗撫囚遙漲閏萬偵分第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論其中從20世紀50年代發(fā)展起來的光敏高分子化1034反應(yīng)型高分子是在有機合成和生物化學(xué)領(lǐng)域的重要成果，已經(jīng)開發(fā)出眾多新型高分子試劑和高分子催化劑應(yīng)用到科研和生產(chǎn)過程中，在提高合成反應(yīng)的選擇性、簡化工藝過程以及化工過程的綠色化方面做出了貢獻。更重要的是由此發(fā)展而來的固相合成方法和固定化酶技術(shù)開創(chuàng)了有機合成機械化、自動化、有機反應(yīng)定向化的新時代，在分子生物學(xué)研究方面起到了關(guān)鍵性作用。10/31/202235偷彰謎將肆癱桑澇俞焙營硯跑備于孺跳諺杰遁臀敢奸縣魯指析塑慷揚抹功第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論反應(yīng)型高分子是在有機合成和生物化學(xué)領(lǐng)域的10/35電活性高分子材料的發(fā)展導(dǎo)致了導(dǎo)電聚合物，聚合物電解質(zhì)，聚合物電極的出現(xiàn)。此外超導(dǎo)、電致發(fā)光、電致變色聚合物也是近年來的重要研究成果，其中以電致發(fā)光材料制作的彩色顯示器已經(jīng)被日本和美國公司研制成功，有望成為新一代顯示器件。此外眾多化學(xué)傳感器和分子電子器件的發(fā)明也得益于電活性聚合物和修飾電極技術(shù)的發(fā)展。10/31/202236望騾奮腹吶牌詠捐宜廂陜蛛撼粳俠崔函下花款走湍炕唯舀拽輝爛縱痢酣虜?shù)谝徽鹿δ芨叻肿硬牧暇w論第一章功能高分子材料緒論電活性高分子材料的發(fā)展導(dǎo)致了導(dǎo)電聚合物，10/36高分子分離膜材料與分離技術(shù)的發(fā)展在復(fù)雜體系的分離技術(shù)方面獨辟蹊徑，開辟了氣體分離、苦咸水脫鹽、液體消毒等快速、簡便、低耗的新型分離替代技術(shù)，也為電化學(xué)工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)提供了新型選擇性透過和緩釋材料。目前高分子分離膜在海水淡化方面已經(jīng)成為主角，已經(jīng)擁有制備18萬噸/日純水設(shè)備的能力。10/31/202237后跺蘑瑪闡塌韶傈良轟莖鋸?fù)懢谫犉龉允[耽丘瘸襖姨推煌泣戌訓(xùn)乃專神掂第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論高分子分離膜材料與分離技術(shù)的發(fā)展在復(fù)雜體10/37醫(yī)藥用功能高分子是目前發(fā)展非常迅速的一個領(lǐng)域，高分子藥物、高分子人工組織器官、高分子醫(yī)用材料在定向給藥、器官替代、整形外科和拓展治療范圍方面做出了相當大的貢獻。10/31/202238離臺憫訝倘窗保押他蔣兇澄挑縱跋瘋崩乍無漳僧浩舌肺儒酷寧翌潭孔園賴第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論醫(yī)藥用功能高分子是目前發(fā)展非常迅速的一個10/38特種與功能高分子材料是一門涉及范圍廣泛，與眾多學(xué)科相關(guān)的新興邊緣學(xué)科，涉及內(nèi)容包括有機化學(xué)、無機化學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)、生物化學(xué)、電子學(xué)、甚至醫(yī)學(xué)等眾多學(xué)科，是目前國內(nèi)外異常活躍的一個研究領(lǐng)域?？梢哉f，特種與功能高分子材料在高分子科學(xué)中的地位，相當于精細化工在化工領(lǐng)域內(nèi)的地位。因此也有人稱特種與功能高分子為精細高分子，其內(nèi)涵指其產(chǎn)品的產(chǎn)量小，產(chǎn)值高，制造工藝復(fù)雜。10/31/202239估粹撮模丙泥監(jiān)絢絳布囪功蘆疽渙巒庭方莆匡該燒魯模坷悠倡淬腸哈俐外第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論特種與功能高分子材料是一門涉及范圍廣泛，10/39特種與功能高分子材料之所以能成為國內(nèi)外材料學(xué)科的重要研究熱點之一，最主要的原因在于它們具有獨特的“性能”和“功能”，可用于替代其他功能材料，并提高或改進其性能，使其成為具有全新性質(zhì)的功能材料?？梢灶A(yù)計，在今后很長的歷史時期中，特種與功能高分子材料研究將代表了高分子材料發(fā)展的主要方向。10/31/202240磨展囊玫刀沖裔嗆壤爹婁拒仗趕號賴聲睬悍鳥疫候芭亞蔓卡異故思餞箭宙第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論特種與功能高分子材料之所以能成為國內(nèi)外材10/4010/31/202241總結(jié)：高分子材料及高分子功能材料的發(fā)展歷史；高分子功能材料的概念，分類；高分子功能材料的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；高分子功能材料的設(shè)計合成。序帶殺懊瀉躊閑仍褥凹襖絹騰忘暈朋擻帛禍轄癥回躺時歲姥粥臀幕福瀝驢第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202241總結(jié)：序帶殺懊瀉躊閑仍褥凹襖絹騰忘暈4110/31/202242謝謝大家！痛錘濾恒卞浸茶椿照畫玻寓兄傘綏吟棄已記潭你枚芥犁而攙涂恒華餾瀉昂第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202242謝謝大家！痛錘濾恒卞浸茶椿照畫42李敏杰吉林大學(xué)化學(xué)院逸夫教學(xué)樓109功能高分子材料Functionalpolymermaterials濟邪辟猾饒靠蠢炙耽斌牡嗽卜嫡注獻浴汛凈封簍曹抱妥六逾巾訂斯躊落簇第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論功能高分子材料濟邪辟猾饒靠蠢炙耽斌牡嗽卜嫡注獻浴汛凈封簍曹抱4310/31/202244教學(xué)參考書：《功能高分子材料》馬健標化學(xué)工業(yè)出版社北京2000《功能高分子材料概論》辛志榮韓冬冰中國石化出版社北京2009《功能高分子材料》羅祥林化學(xué)工業(yè)出版社北京201034學(xué)時，每周2學(xué)時每周五第5.6節(jié)考試課（100分制）聯(lián)系方式：e-mail:liminjie@Tel:85153811請垃溺仇欣朗頂寧惱觸旦躬宴奴放圭治倍售斥遙譽厘哲酮薦千孿憑昏耕噬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20222教學(xué)參考書：34學(xué)時，每周2學(xué)時每4410/31/202245課程內(nèi)容：第一章：緒論第二章：吸附分離型高分子材料第三章：高分子分離膜與膜分離技術(shù)第四章：導(dǎo)電高分子材料第五章：感光高分子材料第六章：醫(yī)用高分子材料第七章：藥用高分子材料第八章：液晶高分子材料第九章：智能高分子材料第十章:高分子試劑崔綿凹襟氯藩父雙絮卡晨遏痹肆嬌憫臼予構(gòu)墑穩(wěn)簾恿喚殺湛秦疥秘傷叁暖第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20223課程內(nèi)容：第一章：緒論崔綿凹襟氯藩父雙45第一章緒論1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧1.2基本概念功能高分子與高性能高分子功能高分子材料的類型1.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系1.4功能高分子的設(shè)計1.5功能高分子材料的發(fā)展與展望棧烷絕以葫殲育縱耗貪警奸椽恨勸虛踴官妊這計陛亨友軀販荒想蛀使蝕摘第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論第一章緒論1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧棧烷絕以葫46471839年，美國人Goodyear發(fā)明硫化橡膠，1844年獲得專利，1858年得到應(yīng)用。1855年，英國人Parks用硝化纖維素與樟腦（增塑劑）混合制得賽璐珞，1872年開始生產(chǎn)。1889年，法國人DeChardonnet發(fā)明人造絲（Rayon,粘膠纖維）1905年工業(yè)化。1907年，酚醛樹脂（電木）誕生，1910年投入生產(chǎn)。1920年，德國人Staudinger發(fā)表了“論聚合”的論文，提出了高分子的概念，并預(yù)測了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的結(jié)構(gòu)。1.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧叢餡聞叉立腰催娜哥草重瞇檬奢亦豹滿佩踴未鈾瞎澎私路賓都狄不淳紊娛第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論51.1高分子材料科學(xué)的歷史回顧叢餡聞叉立腰催娜哥草重瞇檬47481935年，Carothes發(fā)明尼龍66，1938年工業(yè)化。30年代，一系列烯烴類加聚物被合成出來并工業(yè)化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PS（1934～1937），LDPE（1939）。自由基聚合發(fā)展。高分子溶液理論在30年代建立，并成功測定了聚合物的分子量。40年代，二次大戰(zhàn)促進了高分子材料的發(fā)展，一大批重要的橡膠和塑料被合成出來。丁苯橡膠（1937），丁腈橡膠（1937），丁基橡膠（1940），有機氟材料（1943），丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂ABS（1947），滌綸樹脂（1940～1950）。50年代，Ziegler和Natta發(fā)明配位聚合催化劑，制得高密度PE和有規(guī)PP，低級烯烴得到利用。10/31/2022足寞甸砒纂窩戲肘屠汾森寨玄粟妒綠?；昊見Z太躍炮晚既粕夯叼忻疆出握第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論610/22/2022足寞甸砒纂窩戲肘屠汾森寨玄粟妒綠?；昊?81956年，美國人Szwarc發(fā)明活性陰離子聚合，開創(chuàng)了高分子結(jié)構(gòu)設(shè)計的先河。50年后期至60年代，大量高分子工程材料問世。聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亞胺（1962）。60年代以后，特種高分子和功能高分子得到發(fā)展。特種高分子：高強度、耐高溫、耐輻射、高頻絕緣、半導(dǎo)體等。80年代以后，新的聚合方法和新結(jié)構(gòu)的聚合物不斷出現(xiàn)和發(fā)展。新的聚合方法：陽離子活性聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合、活性自由基聚合、等離子聚合等等；新結(jié)構(gòu)的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星狀聚合物、樹枝狀聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等?，F(xiàn)代，功能高分子材料蓬勃發(fā)展。功能高分子：分離材料（離子交換樹脂、分離膜等）、導(dǎo)電高分子、感光高分子、高分子試劑、高吸水性樹脂、醫(yī)用高分子、藥用高分子、高分子液晶，智能高分子等。10/31/202249考珠植賴段友港卻厚肩遙富由昨發(fā)慶鉸輾墅耀卓鴻扣殺銅傭娶嗣赤右感悲第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1956年，美國人Szwarc發(fā)明活性陰離子聚合，開創(chuàng)了高分49Staudinger因發(fā)現(xiàn)高分子科學(xué)研究領(lǐng)域獲得1953年諾貝爾化學(xué)獎KarlZiegler；GiulioNatte發(fā)明用三乙基鋁和三氯化鈦組成的金屬絡(luò)合催化劑合成低壓聚乙烯與聚丙烯的方法。這種催化劑被統(tǒng)稱為“齊格勒—納塔型催化劑”。獲得1963年諾貝爾化學(xué)獎PaulJ.Fory由于在高分子科學(xué)領(lǐng)域,尤其在高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的研究方面取得巨大成就,1974年獲諾貝爾化學(xué)獎螢厄四平俺我問怨徐鼎得縛手洱部韻吉壹凌妹譜骨函寢污推近耙羽翻缸灌第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論Staudinger因發(fā)現(xiàn)高分子科學(xué)研究領(lǐng)域獲得1953年諾5010/31/202251AlanJ.Heeger，AlanG.MacDiarmid，HidekiShirakawa，因發(fā)現(xiàn)和發(fā)展了導(dǎo)電高分子獲得2000年諾貝爾化學(xué)獎Pierre-GillesdeGennes成功地將研究簡單體系中有序現(xiàn)象的方法推廣到高分子、液晶等復(fù)雜體系。1991年被授予諾貝爾物理獎還高期肖屆謎惦慚中桿刃讀沉摳屏疊秸礎(chǔ)猙朝嗅燦盟咯廂朵娟查瘩塹復(fù)謬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/20229AlanJ.Heeger，Ala5110/31/2022521.2基本概念功能高分子與高性能高分子功能：指從外部向材料輸入信號時，材料內(nèi)部發(fā)生質(zhì)和量的變化而產(chǎn)生輸出的特性。例如，材料在受到外部光的輸入時，材料可以輸出電性能，稱為材料的光電功能；材料在受到多種介質(zhì)作用時，能有選擇地分離出其中某些介質(zhì)，稱為材料的選擇分離性。此外，如壓電性、藥物緩釋放性等，都屬于功能的范疇。性能：材料對外部作用的抵抗特性。例如，對外力的抵抗表現(xiàn)為材料的強度、模量等；對熱的抵抗表現(xiàn)為耐熱性；對光、電、化學(xué)藥品的抵抗，則表現(xiàn)為材料的耐光性、絕緣性、防腐蝕性等。氏缸帥匹捆腎淋臆戰(zhàn)洋飛芍昧冤掘召輔育詭楞傳冀蛋酵佐擊摳卸逸忱鍛蘇第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022101.2基本概念氏缸帥匹捆腎淋臆戰(zhàn)洋5210/31/202253

功能高分子是指當有外部刺激時，能通過化學(xué)或物理的方法做出響應(yīng)的高分子材料。

高性能高分子則是對外力有特別強的抵抗能力的高分子材料。它們都屬于特種高分子材料的范疇。特種高分子是相對于通用高分子而言的。通用高分子材料：應(yīng)用面廣量大，價格較低。根據(jù)其性質(zhì)和用途可分為五個大類：化學(xué)纖維、塑料、橡膠、油漆涂料、粘合劑。特種高分子材料：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，例如阻燃高分子、隔熱高分子等。特種高分子和功能高分子是目前高分子學(xué)科中發(fā)展最快、研究最活躍的新領(lǐng)域。單堂腕垃蠅圍純量吧城洽崗恨簇桐泡犁訂曼同暖備焰從擱兼炕脂歇暢霧漓第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202211功能高分子是指當有外部刺激時，能通5310/31/202254日本中村茂夫：

功能高分子材料的類型力學(xué)功能材料化學(xué)功能材料物理化學(xué)功能材料生物化學(xué)功能材料功能高分子材料謙贍讀窯廳郵做我曝窺戊寒膝好榆懼頭隨沖框曰鼻酪雕秸虐了遍嚴謙誠錠第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202212日本中村茂夫：功能高分子材料的類型力541.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。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。2.化學(xué)功能材料10/31/202255犬隨唬令稈蓖勿透鄖本吵患孵淤島先貸懈啞憑點囑勒剝衛(wèi)豐嗎啄遺排碉鎖第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論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553.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。這一分類，實際上包括了所有特種高分子材料。10/31/202256挖眷蔽姥雁放鼓虞郁央暢棧著朗冶芳挨鵝復(fù)趾葬諺韶鍛孽姆尊逸失熊滁蔬第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論3.物理化學(xué)功能材料1)耐高溫高分子。高分子液晶等；4.56國內(nèi)一般采用按其性質(zhì)、功能或?qū)嶋H用途，具體可將功能高分子材料劃分為8種類型。1.反應(yīng)性高分子材料，包括高分子試劑、高分子催化劑和高分子染料，特別是高分子固相合成試劑和固定化酶試劑等。2.光敏型高分子，包括各種光穩(wěn)定劑、光刻膠，感光材料、非線性光學(xué)材料、光導(dǎo)材料和光致變色材料等。10/31/202257捧敬輔玲兆悠共善鍋怔戍棘芬淡坷氟安圭耕菏馬記疤客燎刊變自歉貶站毀第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論國內(nèi)一般采用按其性質(zhì)、功能或?qū)嶋H用途，具10573.電性能高分子材料，包括導(dǎo)電聚合物、能量轉(zhuǎn)換型聚合物、電致發(fā)光和電致變色材料以及其他電敏感性材料等。4.高分子分離材料，包括各種分離膜、緩釋膜和其他半透性膜材料、離子交換樹脂、高分子螯合劑、高分子絮凝劑等。5.高分子吸附材料，包括高分子吸附性樹脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。10/31/202258虧咖煮泛氏民腎充締她柵越忿餌兆茂匿藹忱惱公迷弓鍺督蘋染拭皚醫(yī)檀姜第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論3.電性能高分子材料，包括導(dǎo)電聚合物、能量轉(zhuǎn)換10/22/586.高分子智能材料，包括高分子記憶材料、信息存儲材料和光、磁、pH、壓力感應(yīng)材料等。7.醫(yī)藥用高分子材料，包括醫(yī)用高分子材料、藥用高分子材料和醫(yī)藥用輔助材料等。8.高性能工程材料，如高分子液晶材料，耐高溫高分子材料、高強高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纖維材料、生物降解高分子等。10/31/202259拙謹印呻淡晤潑缽滔熊按諾草楚碌癬夏契希席疏段騎休辦鵲褲酬犀腋暫謹?shù)谝徽鹿δ芨叻肿硬牧暇w論第一章功能高分子材料緒論10/22/202217拙謹印呻淡晤潑缽滔熊按諾草楚碌癬夏契5910/31/2022601.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系功能高分子材料的結(jié)構(gòu)層次包括：功能高分子的元素（化學(xué)）組成；功能高分子的官能團結(jié)構(gòu)；功能高分子的鏈結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)；功能高分子的微觀構(gòu)象及聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；功能高分子的宏觀結(jié)構(gòu)。繪北邪穢踢指播識咽綜溶顴奸脆兌耿煉割憲佯砒膩皖嚏蘿勞蔬嫁待鷹操謀第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022181.3功能高分子結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系繪6010/31/202261化學(xué)組成和官能團與功能的關(guān)系元素組成：含碳、硅、硫、氧、氮，磷，溴。（阻燃，高折射率，生物相親性等）官能團：羧基、磺酸基、羥基、氨基、醛基、噻吩等等，決定化學(xué)和物理性質(zhì)。（氧化還原性、酸堿性、反應(yīng)性、溶解性、吸水性等）微觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系微觀結(jié)構(gòu)：鏈結(jié)構(gòu)及分子結(jié)構(gòu)（重復(fù)單元化學(xué)結(jié)構(gòu)，連接方式，異構(gòu)，交聯(lián)，支化分子量及分子量分布）、微觀構(gòu)象和聚集態(tài)等。高分子效應(yīng)：物理效應(yīng)（揮發(fā)性氣味、穩(wěn)定性、溶解性，可回收催化劑）、支撐作用（熒光材料）、鄰位效應(yīng)（離子交換樹脂，螯合，協(xié)同效應(yīng)）、包絡(luò)作用和半透性（高分子緩釋藥）、其它作用（有害食品添加劑的高分子化）。龍酗揚鏈拳滇歹酵繃敢撮介照天侮削晾緘棒攢煩矣袍諾勢頒奎廁去曰摧嘛第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202219化學(xué)組成和官能團與功能的關(guān)系龍酗揚鏈6110/31/202262宏觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系宏觀結(jié)構(gòu)：形態(tài)，表面粗糙度、微孔的數(shù)目形態(tài)及空隙率等其它微結(jié)構(gòu)。形態(tài)：粉末、顆粒、球狀、膜狀、或本體。其它微結(jié)構(gòu)：比表面積、孔隙率、孔體積、平均孔徑。影響吸附、離子交換、多相反應(yīng)等。降宏竊爐磷謹皂菇跋德惜潘惠爾蹤惱停肪捐泉震豁僧挽胸很錨不遂您啃鵝第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202220宏觀結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系降宏竊爐磷謹皂菇6210/31/2022631.4功能高分子的設(shè)計通過已知結(jié)構(gòu)和功能設(shè)計功能高分子（由小分子到大分子）；用仿生方式設(shè)計功能高分子（西瓜中的有高吸水纖維素材料；竹子表皮具有較高的強度，是因為其表皮具有高密度的纖維素束；肺能分離空氣中的氧氣）酬遏灑蘸謠勵箱協(xié)用燈倔草囑燒亨躺送婉竹膚漱問爽名琢并鵑臉萄鑿慌俺第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/2022211.4功能高分子的設(shè)計酬遏灑蘸謠勵6310/31/202264化學(xué)法制備功能高分子材料；功能性小分子高分子化（PAA）；通用高分子功能化（PSS）功能高分子多官能團化（離子交換樹脂+氧化還原基團）物理法制備功能高分子材料；聚合物包埋小分子活性物通用高分子與功能高分子共混（溶液共混）多種功能高分子共混燼嚎柞釘飯湍篡逐肋企肉出庇鄧仗裙子粹野抓涪血飽唱僻慧循禽粵皇秀充第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論10/22/202222化學(xué)法制備功能高分子材料；燼嚎柞釘飯641.5功能高分子材料的發(fā)展與展望1.5.1功能高分子發(fā)展的背景經(jīng)濟發(fā)展的需要科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求10/31/202265飾澇墓追搜壽引譽隴域洱琉資弦釉瓜垣獵梢羌償站曼削祿祖卸凄閉匹濾經(jīng)第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.5功能高分子材料的發(fā)展與展望1.5.1功能高分子發(fā)展651.經(jīng)濟發(fā)展的需要自從1920年施道丁格（H.Staudinger）建立大分子概念以來，高分子材料以驚人的速度得到發(fā)展。至20世紀60年代，高分子材料工業(yè)化已基本完善，解決了人們的衣著、日用品和工業(yè)材料等需求。通用高分子和工程用高分子的世界總產(chǎn)量已超過幾千萬噸/年，特種高分子則為幾十萬噸/年。10/31/202266槐淑爬訣淪維鮑竣梭糙撲蒜崎貓鐘熊遂被跡楷咋即律滲對矩挎祁謬烽押主第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.經(jīng)濟發(fā)展的需要自從1920年施道丁格（H661973年和1978年兩次世界性的石油大危機，使原油價格猛漲。以石油為主要原料的高分子材料成本呈直線上升，商品市場陷入極為困難的處境。在這樣的經(jīng)濟背景下，迫使人們試圖用同樣的原材料，去制備價值更高的產(chǎn)品。功能高分子在這種外部條件促使下迅速地發(fā)展了起來。從表1—1的數(shù)據(jù)可以看出，發(fā)展功能高分子材料可以獲得較高的經(jīng)濟效益。10/31/202267檄練唱剔螟訟低宮嫡勻抖郭溝峽奄晦雌量芭咬雁程波耍艇苫居馱游榜寂恤第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1973年和1978年兩次世界性的石油大危機，使167表1—1各種高分子材料的產(chǎn)量和價格比*品種主要產(chǎn)品舉例產(chǎn)量/萬噸/年價格比通用高分子材料LDPE，HDPE，PVC，PP，PS＞10001中間高分子材料ABS，PMMA100～10001～2工程高分子材料PA，PC，POM，PBT，PPO20～802～4特種高分子材料有機氟材料，耐熱性高分子，各種功能高分子1～2010～100*價格比以通用高分子為1計。10/31/202268?？遒e寸甜翹店盈盆情筑賈鼠烈傀嗡喲校塌纂拄茄只闊邱皆嘯贓皖朝侖俱第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論表1—1各種高分子材料的產(chǎn)量和價格比*品種主要產(chǎn)品舉例682.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求80～90年代，科學(xué)技術(shù)有了迅速發(fā)展。能源、信息、電子和生命科學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，對高分子材料提出了新的要求。即要求高分子材料具有迄今還不曾有過的高性能和高功能，甚至要求既具有高功能亦具有高性能的高分子材料。10/31/202269抄器醉倫湘楔離讓驢找蝕紳畫撿翌韭朋李滔墊跨唯葛葫搞睡曙瀕緬娠期鐵第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求10/22/202227抄器醉倫湘楔69

太陽能和氫將成為今后的主要能源。光電轉(zhuǎn)換材料就成為太陽能利用的關(guān)鍵。硅材料已進入了實用階段。然而，按現(xiàn)在的能量轉(zhuǎn)換效率，對單晶硅的需要量實在太大。以日本為例，若利用太陽能達到當前日本電力的1％，就需100μ厚的單晶硅至少2.7萬噸。這相當于日本目前單晶硅總產(chǎn)量的90倍。為此，人們把注意力轉(zhuǎn)向可高效轉(zhuǎn)換太陽能的功能高分子材料。如光電轉(zhuǎn)換型高分子材料及器件的利用。新能源的要求10/31/202270咎乓娟庶凡跌琳壬用莎檔蒜矣燼呀逢表惕煎剖蹭治霜柳創(chuàng)殖衷攜勿祟拎呆第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論太陽能和氫將成為今后的主要能源。光電轉(zhuǎn)70交通和宇航技術(shù)的要求既高速又節(jié)約能源是交通運輸和宇航事業(yè)迫切需要解決的課題。采用功能高分子材料，在一定程度上解決了該難題。就目前的成就來看，波音757，767飛機采用Kavlar增強材料（一種由高分子液晶紡絲而成的高強纖維增強的材料），可省油50％。汽車工業(yè)采用高分子材料而實現(xiàn)輕型化，從而達到省油和高速的目的。10/31/202271懊盂蔭誕洗慈捍扮稱逸燼形籽咨茬茁遷驢割掣稠黎療哉癢庭形皮破刪亦長第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論交通和宇航技術(shù)的要求既高速又節(jié)約能源是71微電子技術(shù)的要求

高度集成化是微電子工業(yè)發(fā)展的趨勢。存儲容量將從目前的16K發(fā)展到256K。此時相應(yīng)的電路細度僅為1.5μm。因此，高功能的光致抗蝕材料（感光高分子）已成為微電子工業(yè)的關(guān)鍵材料之一。10/31/202272稿斜襪毆價蒲痞必扇拳傍偏派響擱殼兔配清邪客筒柵孿兢適闡盎躲刪渝蒼第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論微電子技術(shù)的要求高度集成化是微電子工72生命科學(xué)的要求

人類對生命奧秘的探索，對建立一個潔凈、安全的世界的渴望，對征服癌癥等疾病的努力，均對高分子材料提出了功能的要求。例如，生物分離介質(zhì)的研制成功，使生命組成的各種組分能得以精細地分級，對生命科學(xué)的貢獻將是十分重大的?？山到庑愿叻肿硬牧系膯柺?，將大大減緩白色公害對人類的危害?？傊?，功能高分子材料在國民經(jīng)濟建設(shè)和日常生活中將發(fā)揮越來越重要的作用，發(fā)展前景不可估量。當然，目前的成就尚處于十分初級的階段，有待于進一步研究和探索。10/31/202273汞洗目鎊仁馱放廢只漣帶介焦乞承恨啦貞構(gòu)駐辯眼肝寵女桔霍輛校夜葦血第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論生命科學(xué)的要求人類對生命奧秘的探索，對建立一個潔731.5.2功能高分子的發(fā)展歷程與展望雖然特種與功能高分子材料的發(fā)展可以追述到很久以前，如光敏高分子材料和離子交換樹脂都有很長的歷史。但是作為一門獨立的完整的學(xué)科，功能高分子是從20世紀80年代中后期開始發(fā)展的。

最早的功能高分子可追述到1935年離子交換樹脂的發(fā)明。20世紀50年代，美國人開發(fā)了感光高分子用于印刷工業(yè)，后來又發(fā)展到電子工業(yè)和微電子工業(yè)。1957年發(fā)現(xiàn)了聚乙烯基咔唑的光電導(dǎo)性，打破了多年來認為高分子材料只能是絕緣體的觀念。1966年little提出了超導(dǎo)高分子模型，預(yù)計了高分子材料超導(dǎo)和高溫超導(dǎo)的可能性，隨后在1975年發(fā)現(xiàn)了聚氮化硫的超導(dǎo)性。10/31/202274訂怠慮轟磺德充乞鵝靳掇疽污值垮呼棗盧建棘盂儉通俯漫雛蕭砸挖侯瀝賈第一章功能高分子材料緒論第一章功能高分子材料緒論1.5.2功能高分子的發(fā)展歷程與展望雖然特種741993年，俄羅斯科學(xué)家報道了在經(jīng)過長期氧化的聚丙烯體系中發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體，這是迄今為止唯一報道的超導(dǎo)性有機高分子。20世紀80年代，高分子傳感器、人工臟器、高分子分離膜等技術(shù)得到快速發(fā)展。1991年發(fā)現(xiàn)了尼龍11的鐵電性，1994年塑料柔性太陽能電池在美國阿爾貢實驗室研制成功，1997年發(fā)現(xiàn)聚乙炔經(jīng)過摻雜具有金屬導(dǎo)電性，導(dǎo)致了聚苯胺、聚