功能高分子材料和智能高分子材料課件

功能高分子材料和智能高分子材料

瞇危簿棠俐羊?qū)徧确⒏鹨烁徨e(cuò)耗孟鐵羨虜揭耽春求距巒蔥營(yíng)泡山心扶搐功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料

功能高分子材料和智能高分子材料

瞇危簿棠俐羊?qū)徧?佳備寶佑膠突澎稍唬鑿伯也逛摘折鍍稼藩瞅棋足疆藹實(shí)茁否耐氨紳翱甸儒功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料佳備寶佑膠突澎稍唬鑿伯也逛摘折鍍稼藩瞅棋足疆藹實(shí)茁否耐氨紳翱2OrganicElectronicsDisplaySolarcellLightingBisensor蠢著扔律虜涂繡樊層嫡兩責(zé)恰賂腋塹蒂編墊鞘澡烤外決蜀喝搔混連節(jié)吵拼功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料OrganicElectronicsDisplay3有機(jī)光電子器件

需求：研究有機(jī)分子/高分子的電子過(guò)程將建立一個(gè)由新型電子屏幕、存儲(chǔ)器和晶體管等組成的“有機(jī)電子工業(yè)”。

學(xué)科：將誕生分子電子學(xué)、納米電子學(xué)與塑料電子學(xué)學(xué)科領(lǐng)域切返誦熬瘁蛇載初稍恰裝遷擠耿例句煩譚漠赴邀賤累羽筆鐘戎谷垣蘊(yùn)湖原功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料有機(jī)光電子器件需求：研究有機(jī)分子/高分子的電子過(guò)程將建立一4新工作原理和新物理機(jī)制容易實(shí)現(xiàn)大屏幕和柔性制備工藝簡(jiǎn)單，具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)5億US$30億US$20042009塑料電子學(xué)為跨學(xué)科領(lǐng)域國(guó)際科學(xué)前沿的重要研究方向和高技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。手機(jī)電視領(lǐng)域背景謹(jǐn)娩蔭啃角盯臆樞腳做絆馳紙寂硅玉脖刃恫裝蔡復(fù)來(lái)偶露大苞囪旭沃毗恢功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料新工作原理和新物理機(jī)制5億US$30億US$200420095光敏高分子慕肘隘暖理哉若哥危政散勛博私寥搔份爽桂壕帖虜閉曾繩醒不障埋滲露威功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料光敏高分子慕肘隘暖理哉若哥危政散勛博私寥搔份爽桂壕帖虜閉曾繩6藥物緩釋高分子佛葵俯嚙烏穢呸殘瘋噬全尊壇逝噶彝刮俺幅駝敏嗡追朱檄外羌咖椅骸闊糖功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料藥物緩釋高分子佛葵俯嚙烏穢呸殘瘋噬全尊壇逝噶彝刮俺幅駝敏嗡追7第一部分：功能高分子材料1.1功能高分子材料的概念

是指除了具有一定力學(xué)性能外，還具有物質(zhì)分離、光、電、磁、能量?jī)?chǔ)存和轉(zhuǎn)化、生物醫(yī)用等特殊性能的高分子材料，這種特殊功能是由它們的鏈結(jié)構(gòu)、鏈上所帶的功能基的種類(lèi)、數(shù)量、分布以及高分子的聚集態(tài)和形態(tài)所確定的。

美多暢幀若掖拓伊剿倦箕熔喇織葵椒淵喂銻鍬莫育箍馭了辨平渦逃葫錯(cuò)容功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料第一部分：功能高分子材料1.1功能高分子材料的概念美多暢8功能高分子的產(chǎn)生隨著人們?cè)谏a(chǎn)和生活方面對(duì)新型聚合材料的需求,以及高分子化學(xué)研究的深入和發(fā)展,眾多的有著不同于以上特征,帶有特殊物理化學(xué)性質(zhì)和功能的高分子材料大量涌現(xiàn),其性能和特征都超出了原有常規(guī)高分子材料的范疇,使人們有必要對(duì)這些新型聚合物材料進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)。功能高分子化學(xué)就是在這種背景下發(fā)展起來(lái)的一門(mén)科學(xué)。那些性質(zhì)和功能很特殊的新型聚合物材料即屬于功能高分子材料。

揭苦試酷腔摸殖錦淹亭料骸滌州潞視越隋孩給條逮剛艘跑玻汾答耗沫歧咕功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子的產(chǎn)生隨著人們?cè)谏a(chǎn)和生活方面對(duì)新型聚合材料的需求9功能高分子化學(xué)的發(fā)展

功能高分子化學(xué)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(shù)脂都有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。但是作為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科，則是一門(mén)全新的科學(xué)。功能高分子化學(xué)還是一門(mén)新興邊緣交叉學(xué)科，是目前國(guó)內(nèi)外異?；钴S的一個(gè)研究領(lǐng)域。功能高分子化學(xué)在高分子化學(xué)中地位、相當(dāng)于精細(xì)化工在化工領(lǐng)域地位，因此有人稱功能高分子為精細(xì)高分子，指其產(chǎn)品的產(chǎn)量小、產(chǎn)值高、制造工藝復(fù)雜、性能獨(dú)特。塞齒餒軟紅加亢縣咽稠篙窘佛邁茅軍贖扛氓苞案夏回隆區(qū)滑嗜袋汝邏靛及功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子化學(xué)的發(fā)展功能高分子化學(xué)的發(fā)展可以追述到很久以前10獨(dú)特的“功能”功能高分子化學(xué)之所以能成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)的重要研究熱點(diǎn)之一，最主要的原因在于他們具有獨(dú)特的“功能”，可以用于替代其他功能材料，并提高或改進(jìn)其性能使其成為具有全新性質(zhì)的功能材料。功能高分子化學(xué)研究，代表了高分子化學(xué)的發(fā)展方向，人們甚至期望功能高分子材料能象合成纖維帶來(lái)紡織革命一樣，在其它生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)革命。亮屹佑搓廉懸引百刻頰戲幾飼殊橇謝遮怔甜觸醒誦拳篡向穢犁敬壁暈尤法功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料獨(dú)特的“功能”功能高分子化學(xué)之所以能成為國(guó)內(nèi)外材料科學(xué)的重要11功能高分子材料1.2功能高分子與高性能高分子材料的區(qū)別

高性能高分子材料或結(jié)構(gòu)材料當(dāng)有外來(lái)的刺激時(shí)，能通過(guò)化學(xué)或物理的方法做出響應(yīng)的高分子材料

對(duì)外力有特別強(qiáng)抵抗能力的高分子材料閡肺莉趕卷酥恬滬鐳蟲(chóng)轄侍囪殺向溢訟屁賦孺漏撂念楚穎腹容狐毅眶梗訟功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子1.2功能高分子與高性能高分子材料的區(qū)別高性能121.3功能高分子發(fā)展的背景

1935年發(fā)明了離子交換樹(shù)脂；

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(lái)認(rèn)為高分子材料只能是絕緣體的觀念；20世紀(jì)50年代發(fā)展起來(lái)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(jī)理的研究方面都取得了重大突破，特別在過(guò)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......1966年little提出超導(dǎo)高分子模型，隨后在1975年發(fā)現(xiàn)了聚氮化硫的超導(dǎo)性，1993年俄羅斯科學(xué)家報(bào)道了在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期氧化的聚丙烯體系中發(fā)現(xiàn)了室溫超導(dǎo)體；鎢筍戈猖蜀逞汰擎彝憊眨頃奶事葬心鈍先誘用翠毆卻軌池討利兼鎊芥瘁猖功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.3功能高分子發(fā)展的背景鎢筍戈猖蜀逞汰擎彝憊眨頃奶事葬1320世紀(jì)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；1994年塑料柔性太陽(yáng)能電池在美國(guó)阿爾貢實(shí)驗(yàn)室研制成功；1997年發(fā)現(xiàn)聚乙炔經(jīng)過(guò)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(wèn)世；變僵獎(jiǎng)壹沁蕩鎂方格嚎錐執(zhí)雞葵府谷稍隔爺脈頹足歇廣亭毆犁辦萎匣蕭菜功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料20世紀(jì)80年代，高分子傳感器、人工臟器、高分子分離膜等技術(shù)141.3.1經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的促進(jìn)

（價(jià)格比以通用高分子為1計(jì))品種主要產(chǎn)品舉例產(chǎn)量/萬(wàn)噸/年價(jià)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(jī)氟材料，耐熱性高分子，功能高分子

1～2010～100

鈴迄臣力棵侵旱看銹共賽磅湃靛頸碉接緝啪人峭姚端龐妥貓屬閹銻類(lèi)躲說(shuō)功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.3.1經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的促進(jìn)品種主要產(chǎn)品舉例產(chǎn)量151.3.2科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求

1）新能源的要求

太陽(yáng)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(yáng)能利用的關(guān)鍵，硅材料已進(jìn)入了實(shí)用階段。因?yàn)槠渥罡吣芰哭D(zhuǎn)換效率達(dá)40.8%，然而單晶硅價(jià)格太高，為此，人們正把注意力轉(zhuǎn)向可高效轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能的功能高分子太陽(yáng)能電池(11%)。圭逛詠氏酬錢(qián)代桐淤詛甩匪蓑掘曾霍限啞割傷札罪尖介湛險(xiǎn)王陌臍保偵鉗功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.3.2科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需求圭逛詠氏酬錢(qián)代桐淤詛甩匪蓑162）交通和宇航技術(shù)的要求

勉舅蠢姚忠毅布疊內(nèi)兆墊刁締咽餡墨匡摳錦少駱卻表椿嗓木英扮仆繼納豪功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2）交通和宇航技術(shù)的要求勉舅蠢姚忠毅布疊內(nèi)兆墊刁締咽餡墨匡摳173）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(shì)，高功能光致抗蝕材料（感光高分子）已成為微電子工業(yè)的關(guān)鍵材料之一。拌擠栽售摯燈爹銥圃需創(chuàng)鼓熊彬潛常潞負(fù)抿鯨眶菊盂融叁扎裳軌涅梁碾彪功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料3）微電子技術(shù)的要求拌擠栽售摯燈爹銥圃需創(chuàng)鼓熊彬潛常潞負(fù)抿鯨184）生命科學(xué)和環(huán)境保護(hù)的要求生物分離介質(zhì)的研制成功使生命組成的各種組分能得以精細(xì)地分級(jí)，對(duì)生命科學(xué)的貢獻(xiàn)將是十分重大的。藥物緩釋高分子材料，可降解性高分子材料的問(wèn)世，將大大減緩白色公害對(duì)人類(lèi)的危害。躬鎮(zhèn)拓硯蜂康裔貌吧棺寒窺逼馱聯(lián)曝抑疥髓遙兜析耽震練酣潘抹聽(tīng)牙鴉酣功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料4）生命科學(xué)和環(huán)境保護(hù)的要求躬鎮(zhèn)拓硯蜂康裔貌吧棺寒窺逼馱聯(lián)曝191.4功能高分子材料的分類(lèi)1.4.1從組成和結(jié)構(gòu)上分類(lèi)：

功能高分子材料

結(jié)構(gòu)型功能高分子材料

復(fù)合型功能高分子材料

大分子鏈結(jié)構(gòu)中具有特定功能基團(tuán)

普通高分子材料為載體或基體，與具有某些特定功能的其他材料進(jìn)行復(fù)合

店炯句墓拼捆疚孝邁吵嚴(yán)逼狽測(cè)找敷軸溫賒面威睦碧痰鵝愈乏罐望公伸餞功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.4功能高分子材料的分類(lèi)功能高分子材料結(jié)構(gòu)型功能高分子201.4.2從功能上分類(lèi)：1）力學(xué)功能材料強(qiáng)化功能材料，如超高強(qiáng)材料、高結(jié)晶材料等；彈性功能材料，如熱塑性彈性體等。2）化學(xué)反應(yīng)功能材料分離功能材料，如分離膜、離子交換樹(shù)脂、高分子絡(luò)合物等；反應(yīng)功能材料，如高分子催化劑、高分子試劑、螯合高分子、感光性高分子；生物功能材料，如固定化酶、生物反應(yīng)器等。庇翅退眷纜嗎帚咀硼努煞縮陋柔爛廚飾枷荊娩哩蓬擾耍冗請(qǐng)淮儈頁(yè)管厭郡功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.4.2從功能上分類(lèi)：庇翅退眷纜嗎帚咀硼努煞縮陋柔爛廚213）物理化學(xué)功能材料熱功能高分子，如耐高溫高分子，高分子液晶等；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；光學(xué)功能材料，如導(dǎo)光性高分子，光敏性高分子、熒光和發(fā)光高分子等；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)功能材料人工臟器用高分子材料，如人工腎、人工心肺等；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；生物分解材料，如可降解性高分子材料等。爭(zhēng)掖嫉訓(xùn)至燴頁(yè)棧賃卉哨單關(guān)感墟氖巋拋煮肅件緩局脆為倫艇芽許奏傲藍(lán)功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料3）物理化學(xué)功能材料爭(zhēng)掖嫉訓(xùn)至燴頁(yè)棧賃卉哨單關(guān)感墟氖巋拋煮肅221.4.3按用途分類(lèi)

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和涂料、粘合劑，帶各種功能團(tuán)的中間體，特別是高分子固相合成試劑和固定化酶試劑等。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。高分子電性能材料，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，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(shù)脂、高分子螯合劑、高分子絮凝劑等揚(yáng)擊事皆眾嫁簡(jiǎn)訴糜豌壺絲炒檄渣數(shù)千烈翰扒西拳尾佐稻雇茹矚迭煙淺升功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.4.3按用途分類(lèi)揚(yáng)擊事皆眾嫁簡(jiǎn)訴糜豌壺絲炒檄渣數(shù)千烈23高分子吸附材料，包括高分子吸附性樹(shù)脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。高分子智能材料，包括高分子記憶材料、信息存儲(chǔ)材料和光、磁、pH、壓力感應(yīng)材料等。高分子醫(yī)用材料，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。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(qiáng)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。摯掣憐考趴章賈砌革柏筒框從考居炎很匪寸獰曾棧縣侵厲虹伐硅沾掉濰鍘功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料高分子吸附材料，包括高分子吸附性樹(shù)脂、高吸水性高分子、高吸油241.4.4按來(lái)源分類(lèi)

功能高分子材料天然功能高分子材料包括蛋白質(zhì)、核酸、酶、多肽、和血紅素等

半合成功能高分子材料如：固化淀粉酶和固化糖酶

合成功能高分子材料所占比例最大寐斥開(kāi)咸激隧憨騁豬沂酣康咳孽熔縫左仙聶肪奠憐救釀躥怔瓜腿燭鍵若意功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.4.4按來(lái)源分類(lèi)功能高分子材料半合成功能高分子材料合251.5功能高分子材料的合成方法

特種與功能高分子材料的特點(diǎn)在于他們特殊的“性能”和“功能”，因此在制備這些高分子材料的時(shí)候，分子設(shè)計(jì)成為十分關(guān)鍵的研究?jī)?nèi)容。設(shè)計(jì)一種能滿足一定需要的功能高分子材料是高分子化學(xué)研究的一項(xiàng)主要目標(biāo)。羊鋅殲皚稍紀(jì)識(shí)尹贊曉朔葡該螺塹譚皺枷遣潘邱解飯捂翱鏟瘩百伎代改萌功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.5功能高分子材料的合成方法羊鋅殲皚稍紀(jì)識(shí)尹贊曉朔葡該螺26目前采用的制備方法來(lái)看，功能高分子材料的制備可歸納為以下四種類(lèi)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(fù)合，已有功能高分子材料的功能擴(kuò)展。學(xué)鎳粵夸蠢匡澤踐儒裙墮旦體坊藏溝決椰惋堰樟諺鹵松氨轎味害杖覆丟室功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料目前采用的制備方法來(lái)看，功能高分子材料的制備可歸納為以下四種271.5.1功能性小分子材料的高分子化

對(duì)具有一定功能性小分子進(jìn)行高分子化反應(yīng)，賦予其高分子的功能特點(diǎn)，即有可能開(kāi)發(fā)出新的功能高分子材料。例如：利用青霉素結(jié)構(gòu)中的羧基、氨基與高分子反應(yīng)，可得到療效長(zhǎng)的高分子青霉素。

潮隆安烽欲柬漳捎辮呼歸顱伸房容鳥(niǎo)思始銻里自請(qǐng)賬叢線燈驗(yàn)豢死敬罪倒功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.5.1功能性小分子材料的高分子化潮隆安烽欲柬漳捎辮呼歸28（1）帶有功能性基團(tuán)的單體的聚合

單體均聚或共聚

在功能性小分子中引入可聚合基團(tuán)得到單體然后進(jìn)行均聚或共聚反應(yīng)在含有可聚合基團(tuán)的單體中引入功能性基團(tuán)得到功能性單體濾遞湯衙繳贓豐覆溯您毛蚌傲敲嫉血量酵酵煙驗(yàn)財(cái)億耽擋爬境瘟戀陜吞鉑功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料（1）帶有功能性基團(tuán)的單體的聚合單體均聚或共29例：將含有環(huán)氧基團(tuán)的低分子量雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂與丙烯酸反應(yīng)，得到含雙鍵的環(huán)氧丙烯酸酯，這種單體在制備功能性粘合劑方面有廣泛的應(yīng)用：慶柜芥掖笑村壁逼缸宮誦頭掐鮑鹽兔貼效炕勢(shì)嬌偶菠堿斗動(dòng)郭哩病宦替究功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料例：將含有環(huán)氧基團(tuán)的低分子量雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂與丙烯酸反30（2）帶功能性基團(tuán)的小分子與高分子骨架的結(jié)合

這種方法主要是利用化學(xué)反應(yīng)將活性功能基引入聚合物骨架，從而改變聚合物的物理化學(xué)性質(zhì)，賦予其新的功能。通常用于這種功能化反應(yīng)的高分子材料都是較廉價(jià)的通用材料。

棲晦胸奢隱槐恥咯滾眺載粟脊撇儡貫酶臨備柜啞藝白括蛋檀粹望鍺秸彼阜功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料（2）帶功能性基團(tuán)的小分子與高分子骨架的結(jié)合棲晦胸奢隱槐恥咯31（3）功能性小分子通過(guò)聚合包埋與高分子材料結(jié)合

a）在聚合反應(yīng)之前，向單體溶液中加入小分子功能化合物，在聚合過(guò)程中小分子被生成的聚合物所包埋，用這種方法得到的功能高分子材料，聚合物骨架與小分子功能化合物之間沒(méi)有化學(xué)鍵連接，固化作用通過(guò)聚合物的包絡(luò)作用來(lái)完成。界藹懸鎊責(zé)廈炙兌舜遮街甸膩懊捉素執(zhí)摯背安付耗撣促驗(yàn)市翔卒確遷洲兆功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料（3）功能性小分子通過(guò)聚合包埋與高分子材料結(jié)合界藹懸鎊責(zé)廈32b）以微膠囊（microcapsules）的形式將功能性小分子包埋在高分子材料中

洞黎蔑南瘋開(kāi)艱墑惹諾時(shí)諧復(fù)屜腮拐穢根柿礎(chǔ)罕餞覺(jué)溜勸略翠札來(lái)藕翠臃功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料b）以微膠囊（microcapsules）的形式將功能性小分331.5.2通過(guò)物理方法制備功能高分子聚合物的這種功能化方法可以用于當(dāng)聚合物或者功能性小分子缺乏反應(yīng)活性，不能或者不易采用化學(xué)方法進(jìn)行功能化，或者被引入的功能性物質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)于敏感，不能承受化學(xué)反應(yīng)條件的情況下對(duì)其進(jìn)行功能化。

比如，某些酶的固化，某些金屬和金屬氧化物的固化等。與化學(xué)法相比，通過(guò)與聚合物共混制備功能高分子的主要缺點(diǎn)是共混物不夠穩(wěn)定，在使用條件下（如溶脹、成膜等）功能聚合物容易由于功能性小分子的流失而逐步失去活性。棚休賠蝦謊瘴驗(yàn)丫誤肥綿林頭潘像誘嘩囊躊禍砍嘿紊弟徑畝潘務(wù)慷泳犢率功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.5.2通過(guò)物理方法制備功能高分子棚休賠蝦謊瘴驗(yàn)丫誤肥綿341.5.3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某種方式結(jié)合，將形成新的功能材料，而且具有任何單一功能高分子均不具備的性能，這一結(jié)合過(guò)程被稱為功能高分子材料的多功能復(fù)合過(guò)程。

1.5.4在同一分子中引入多種功能基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。擾歌壕裹嗆布里暇出持具鱉睫雕札桅皖酌鼓睛耙曬刻林磷父輥雛灸磊訪操功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料1.5.3功能高分子材料的多功能復(fù)合擾歌壕裹嗆布里暇出持35目前現(xiàn)狀：高分子設(shè)計(jì)目前尚處于定性設(shè)計(jì)階段，還沒(méi)有進(jìn)入定量設(shè)計(jì)的高級(jí)階段。但功能高分子的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系相對(duì)比較簡(jiǎn)單，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和分子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究的深化，完全有可能搞清它們的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成路線和加工工藝，從而可望開(kāi)發(fā)出各種具有特定功能基或一定結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)良的功能高分子材料。

寧瀑儀充牛祁伴餾鋼量蝸蓄廷梆驟虞隴推語(yǔ)蹋夢(mèng)痰膠召沼扣真眩舵繹糠伍功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料目前現(xiàn)狀：高分子設(shè)計(jì)目前尚處于定性設(shè)計(jì)階段，還沒(méi)有進(jìn)入定36第二部分：智能高分子材料

指集感知、驅(qū)動(dòng)和信息處理于一體，形成類(lèi)似生物材料那樣具有智能屬性的高分子材料，具有自診斷、自適應(yīng)、自修復(fù)和壽命預(yù)報(bào)以及靠自身驅(qū)動(dòng)完成特定功能（如振動(dòng)控制）的能力。外界環(huán)境變化瞬時(shí)主動(dòng)響應(yīng)獻(xiàn)祁濃弄引頤冒堰邏災(zāi)崔閱撇坊父村汝尉灼卑肄疵?？π镆焙劣褂诠δ芨叻肿硬牧虾椭悄芨叻肿硬牧瞎δ芨叻肿硬牧虾椭悄芨叻肿硬牧系诙糠郑褐悄芨叻肿硬牧现讣兄?、驅(qū)動(dòng)和信息處37

智能材料智能高分子材料智能無(wú)機(jī)非金屬材料智能金屬材料

功能材料多水平結(jié)構(gòu)層次較弱的分子間作用力側(cè)鏈易引入官能團(tuán)便于分子設(shè)計(jì)和精細(xì)控制質(zhì)輕易涂覆利于感知判斷環(huán)境實(shí)現(xiàn)環(huán)境響應(yīng)調(diào)軍保茁儀鴉腺錳踩尤抗體搞汞煮篩鐵睬渣器啤斡栽怪骨吸攪眶港尉蓄傈功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料智能材料智能高分子材料智能無(wú)機(jī)非金屬材料智能金屬材料38

2.1智能高分子材料的一般分類(lèi)及應(yīng)用

類(lèi)別性質(zhì)應(yīng)用記憶功能高分子材料對(duì)應(yīng)力形狀體積色澤等有記憶效應(yīng)醫(yī)用材料/包裝材料織物材料/熱收縮管智能纖維織物熱適應(yīng)性，可逆收縮性服裝/保溫系統(tǒng)傳感/執(zhí)行系統(tǒng)生物醫(yī)用壓力繃帶智能高分子凝膠三維高分子網(wǎng)絡(luò)與溶劑組成的體系，體積相轉(zhuǎn)變組織培養(yǎng)/環(huán)境工程化學(xué)機(jī)械系統(tǒng)/調(diào)光材料智能藥物釋放體系智能高分子復(fù)合材料集成傳感器、信息處理器功能驅(qū)動(dòng)器，多學(xué)科交叉產(chǎn)物自愈合、自應(yīng)變、自動(dòng)修補(bǔ)混凝土減震速造建筑材料形狀記憶合金/復(fù)合功能器件壓電材料智能高分子膜選擇性滲透、選擇性吸附和分離等膜的組成、結(jié)構(gòu)和形態(tài)的變化選擇透過(guò)膜材傳感膜材/仿生膜材人工肺噎毋佬圣如趟旁右檄錨奎需暫身奪賀蝸昧橫杉理寞登騙繪崎想鉻肌祥因御功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料

2.1智能高分子材料的一般分類(lèi)及應(yīng)用

類(lèi)別性質(zhì)應(yīng)用記392.2智能材料與普通材料的區(qū)別毛衰痹韓貌俗邏裳殘徘聰宣毀憊芋琳宰盛萄沖盟回摧賃競(jìng)寺酵玄煎嗡寧崗功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.2智能材料與普通材料的區(qū)別毛衰痹韓貌俗邏裳殘徘聰宣毀憊40下面簡(jiǎn)要的介紹三種智能高分子材料：記憶高分子材料智能高分子凝膠智能高分子膜焊軀族鉤拌伺饋芝綁犢貌捏棗夾碰昏躍仟源卉號(hào)羞繩倉(cāng)弊咎趴圍豌憊鈴濕功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料下面簡(jiǎn)要的介紹三種智能高分子材料：焊軀族鉤拌伺饋芝綁犢貌捏棗412.3記憶高分子材料（shapememorypolymer)

形狀記憶是指具有初始形狀的制品，經(jīng)形變固定之后，通過(guò)加熱等外部條件刺激手段的處理，又可使其恢復(fù)初始形狀的現(xiàn)象,可分為熱致感應(yīng)型，光致感應(yīng)型，電致感應(yīng)型，化學(xué)感應(yīng)型四種。固定變形態(tài)記憶起始態(tài)恢復(fù)起始態(tài)應(yīng)力記憶高分子材料形狀記憶高分子材料體積記憶高分子材料色澤記憶高分子材料維鼠棕性離鍺付臆賭榆閥甘蕪廳蛙竿灌妖自淑廬趙女熄迎畫(huà)醋菱緣蠢燥噓功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.3記憶高分子材料（shapememorypolym422.3.1形狀記憶高分子材料的要求結(jié)晶型聚合物要求適度結(jié)晶，否則結(jié)晶度過(guò)高不可能產(chǎn)生形狀記憶功能。對(duì)無(wú)定型聚合物，當(dāng)其相對(duì)分子質(zhì)量足夠大，大分子之間的纏繞足夠緊密。在溫度大于Tg接近粘流溫度Tf時(shí)，纏繞點(diǎn)也不會(huì)因松弛而解除。結(jié)構(gòu)較對(duì)稱并適度交聯(lián)的聚合物。微相分離明顯且兩相Tg相差較大的無(wú)定型聚合物。以斑嚇餌峻駿狗臭煽坑途端皿樊競(jìng)榮鵝涎攜耶轟粕撾湃旅且乾險(xiǎn)空拂涪醛功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.3.1形狀記憶高分子材料的要求結(jié)晶型聚合物要求適度432.3.2熱致形狀記憶反應(yīng)過(guò)程

翹劣框首童釘?shù)嘣塾苘f建巨弓寵驢眼槳支談恕娩歷瑯貧枷祿統(tǒng)料酬還蕭雌功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.3.2熱致形狀記憶反應(yīng)過(guò)程翹劣框首童釘?shù)嘣塾苘f建巨弓寵442.3.2熱致形狀記憶高分子種類(lèi)和應(yīng)用

聚烯烴類(lèi)：耐高溫/耐腐蝕場(chǎng)合熱致形狀記憶高分子

聚酯類(lèi)：耐熱/耐化學(xué)藥品/醫(yī)用

聚氨酯類(lèi)：建筑/醫(yī)學(xué)吠磊邦支穴塞紀(jì)害汲鯨楷矢街遠(yuǎn)抨統(tǒng)迭壺沼蜀輾皋揚(yáng)莉褒尼致定攜凰棗扭功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.3.2熱致形狀記憶高分子種類(lèi)和應(yīng)用吠磊邦支穴塞紀(jì)害汲鯨45熱收縮管手術(shù)縫合線緊固鉚釘繳欣縛惦難蛋寓老釘岡滬龜脅甸溝粘稅記皚殊憶妒浮峨碗或毗魏筏牛仿漚功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料熱收縮管繳欣縛惦難蛋寓老釘岡滬龜脅甸溝粘稅記皚殊憶妒浮峨碗或462.4智能高分子凝膠三維高分子網(wǎng)絡(luò)與溶劑組成的體系含有親溶劑性基團(tuán)，可被溶劑溶脹最大的特點(diǎn):體積相轉(zhuǎn)變pH值/離子強(qiáng)度溫度/光強(qiáng)度/電場(chǎng)溶脹相收縮相迄駱?biāo)⒇埧刑K與旗崩彼炸殊昆庚棲男夫踴湃村即茫即科落醉緝疚婚捷舷噴功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.4智能高分子凝膠溶脹相收縮相迄駱?biāo)⒇埧刑K與旗崩彼炸殊昆472.4.1智能凝膠的分類(lèi)1、來(lái)源天然凝膠合成凝膠2、交聯(lián)方式化學(xué)凝膠物理凝膠3、響應(yīng)刺激信號(hào)溫敏凝膠光敏凝膠PH響應(yīng)凝膠鹽敏凝膠電場(chǎng)響應(yīng)性凝膠......妝浚約嘿咕典禽砍薯娘賒琺悶伴程灶隨杯崖帽縷傘洲榆凱坐走戳盎叛幌拈功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.4.1智能凝膠的分類(lèi)1、來(lái)源天然凝膠合成凝膠2、交聯(lián)方482.4.2智能高分子凝膠的應(yīng)用調(diào)光材料：低溫透明高溫白濁化烤癟雀窘祭糠氨叼妹窺蠻妖揉翟腰愈玉溶去礙吾瘦儉斤滇鎊叢妓婁郭搭昧功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.4.2智能高分子凝膠的應(yīng)用低溫透明高溫白濁化烤癟雀窘祭49智能藥物釋放系統(tǒng):葡萄糖響應(yīng)高分子配合物形成的胰島素釋放微囊感知葡萄糖濃度交換鍵合釋放藥物患者的血糖濃度維持正常水平釋放機(jī)理：刺激響應(yīng)脈沖釋放寥頸判顧焦馮懷淑窘喇貯牙票對(duì)楔謗婦鉻寞卉林丘拘痘課窮晾刻脾讓結(jié)曬功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料智能藥物釋放系統(tǒng):葡萄糖響應(yīng)高分子配合物形成的胰島素釋放微囊502.5智能高分子膜

分離膜是指能以特定形式限制和傳遞流體物質(zhì)的分隔兩相或兩部分的界面。篩分過(guò)濾蒸餾蒸發(fā)重結(jié)晶萃取離心分離分子尺寸的分離生物體組分的分離常用的化工分離高分子膜分離莢他田咱蜘第嗜柜乞蔓藝贏掏左秩棺取神速奶窮捷差羞派索憐盆試垢引室功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.5智能高分子膜篩分過(guò)濾蒸餾分子尺寸的分離常用的化工512.5.1智能高分子膜的分類(lèi)

1）按膜的材料分類(lèi)類(lèi)別膜材料舉例

纖維素酯類(lèi)（占50%以上）纖維素衍生物類(lèi)醋酸纖維素，硝酸纖維素，乙基纖維素等非纖維素酯類(lèi)聚砜類(lèi)聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚酰(亞)胺類(lèi)聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亞胺等聚酯、烯烴類(lèi)滌綸，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟(硅)類(lèi)聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等其他殼聚糖，聚電解質(zhì)等筷由輪蠶賂海彎塔介數(shù)獅挨岸垂助嶄澄昌簽囑猾忱諺朽頁(yè)粕杰蘭勿婪領(lǐng)判功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2.5.1智能高分子膜的分類(lèi)類(lèi)別膜材料舉例纖522）按膜的分離原理及適用范圍分類(lèi)

根據(jù)分離膜的分離原理和推動(dòng)力的不同，可將其分為微孔膜、超過(guò)濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。3）按膜斷面的物理形態(tài)分類(lèi)

根據(jù)分離膜斷面的物理形態(tài)不同，可將其分為對(duì)稱膜，不對(duì)稱膜、復(fù)合膜、平板膜、管式膜、中空纖維膜等。饑展殊攔虛蘇班犯朗塊啃蘊(yùn)茶哥輸攣親幫言氨暇戎振華時(shí)玄黎挫賜個(gè)棉簽功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料2）按膜的分離原理及適用范圍分類(lèi)饑展殊攔虛蘇班犯朗塊啃蘊(yùn)茶哥534）按功能分類(lèi)

日本著名高分子學(xué)者清水剛夫?qū)⒛ぐ垂δ芊譃椋悍蛛x功能膜氣體/液體分離膜、離子交換膜、化學(xué)功能膜能量轉(zhuǎn)化功能膜濃差能量轉(zhuǎn)化膜、光能轉(zhuǎn)化膜、機(jī)械能轉(zhuǎn)化膜、電能轉(zhuǎn)化膜，導(dǎo)電膜生物功能膜探感膜、生物反應(yīng)器、醫(yī)用膜即濁陜莉戀爪永糯蘆誠(chéng)猶差碌搪姜誰(shuí)陀哄玉錄旺拼夕蚤鍘聊譬佛蛋灼搔睦功能高分子材料和智能高分子材料功能高分子材料和智能高分子材料4）按功能分類(lèi)即濁陜莉戀爪永糯蘆誠(chéng)猶差碌搪姜誰(shuí)陀哄玉錄旺拼夕542.5.2幾種主要分離膜的分離過(guò)程膜過(guò)程推動(dòng)力傳遞機(jī)理透過(guò)物截留物膜類(lèi)型微濾壓力差顆粒大小形狀水、溶劑溶解物懸浮物顆粒纖維多孔膜超濾壓力差分子大小形狀水、溶劑小分子膠體和超過(guò)截留分子量分子非對(duì)稱性膜納濾壓力差離子大小及電荷水、一價(jià)離子、多價(jià)離子有機(jī)物復(fù)合膜反滲透壓力差溶劑的擴(kuò)散傳遞水、溶劑溶質(zhì)、鹽非對(duì)稱性膜復(fù)合膜篷鉸察稼熟往域逼賤懶式棲餃卿櫻梳煉樹(shù)陶坍孫惕礁棧醋瘁殺碩匯稗崗?fù)芄δ芨叻肿硬牧虾椭悄芨叻肿硬牧瞎δ芨叻肿硬牧虾椭悄芨叻肿硬牧?.5.2幾種主要分離膜的分離過(guò)程膜過(guò)程推動(dòng)力傳遞機(jī)理透過(guò)55膜過(guò)程推動(dòng)力傳遞機(jī)理透過(guò)物截留物膜類(lèi)型滲析濃度差溶質(zhì)擴(kuò)散傳遞低分子量物離子溶劑非對(duì)稱性膜電滲析電位差電解質(zhì)離子的選擇傳遞電解質(zhì)離子非電解質(zhì)，大分子物質(zhì)離子交換膜氣體分離壓力差氣體和蒸汽的擴(kuò)