功能高分子材料复习题.doc

1.功能高分子概述功能高分子材料是指那些具有独特物理特性（如光，电，磁灯）或化学特性（如反应，催化等）或生物特性（治疗，相容，生物降解等）的新型高分子材料主要研究目标和内容：新的制备方法研究，物理化学性能表征，结构与性能的关系研究，应用开发研究。2.构效关系分析官能团的性质与聚合物功能之间的关系，功能高分子中聚合物骨架的作用，聚合物骨架的种类和形态的影响。3.什么叫反应型高分子？应用特点？反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料，包括高分子试剂和高分子催化剂。应用特点：具有不溶性，多孔性，高选择性和化学稳定性，大大改进了化学反应的工艺过程，且可回收再用。4.常用的氧化还原试剂，卤代试剂，酰基化试剂分别有哪些？常用的氧化还原试剂：醌型，硫醇型，吡啶型二茂铁型，多核芳香杂环型。卤代试剂：二卤化磷型，N-卤代酰亚胺型，三价碘型。酰基化试剂（分别使氨基，羧基和羟基生成酰胺，酸酐和酯类化合物）：高分子活性酯和高分子酸酐。5.高分子酸碱催化剂的制备及应用阳离子交换树脂：苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯，将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂。 阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂，产率高，污染少，便于分离阴离子交换树脂：在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂阴离子交换树脂还能作为碱催化剂离子交换树脂的用途：水处理重水软化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备作为酸碱催化剂的用途：酯化反应，醇醛缩合反应，环氧化反应，水解反应，重排反应6.导电的基本概念材料的导电性能通常是指材料在电场作用下传导载流子的能力，导电能力的评价采用电导（用西门S表示）或者阻抗（在纯电阻情况下用欧姆R表示）为物理量纲进行表述。7.复合型导电高分子材料（P60-68），电子导电型聚合物，离子导电型聚合物的结构，导电原理及应用复合型导电高分子材料：结构：分散复合结构，层状复合结构，表面复合结构，梯度复合结构导电原理：渗流理论，隧道导电理论，PTC效应（热膨胀说，晶区破坏说）应用：复合型导电塑料，复合型导电橡胶，复合型导电涂料，导电粘合剂。点导电聚合物：结构特征：分子内具有非常大的共轭电子体系。原理见P71-72应用见P80-848.离子导电聚合物的构成？起导电作用的部分？原理？以正负离子为载流子的导电高分子，又叫聚合物电解质原理 在外加电场驱动力作用下，通过聚合物内部的离子的定向移动实现导电离子导电聚合物的导电机理l 自由体积理论 在一定的温度下聚合物分子要发生一定幅度的振动，其振动能量足以抗衡来自周围的静压力,在分子周围建立起一个小的空间来满足分子振动的需要，这个小空间被称为自由体积。 离子的传输主要在无定型状态中受聚合物链段运动控制时，离子就是通过热振动产生的自由体积而定向迁移。自由体积越大，越有利于离子的扩散运动，从而增加离子电导能力，体系电导率增加。l 螺旋隧道模型l 聚合物络合理论 聚合物电解质中物质的传输主要发生在无定形区。在阳离子的运动过程中，高分子链段和阳离子的络合、解离过程为主要决定过程。 例如：电解质阳离子先同聚合物链上的电负性大的基团络合，在电场的作用下，随着聚合物链段的热运动，电解质的阳离子与极性基团发生解离，再与别的链段发生络合。在这种不断的络合-解离-再络合的过程中，阳离子实现定向移动。9.电致发光高分子材料的结构，原理及其应用 有机、聚合物薄膜EL器件是通过电子、空穴载流子的注入和复合而发光的器件的结构包括单层和多层两大类。 单层EL器件由阴极、发射层和阳极组成。为了提高载流子的注入效率和发光效率在阴极或阳极与发射层之问加入电子输运层或空穴输运层，从而得到了双层或多层EL器件 原理和应用详见书本P115-127原理:1.载流子的注入从阴极和阳极注入2.载流子的迁移电子和空穴分别向发光层迁移3.载流子的空穴和迁移电子在发光层中相遇复合并产生激子4.激子将能量传递给发光分子并激发电子从基态跃迁到激发态5.电致发光激发态能量通过辐射耗散产生光子释放出光能应用：主要材料：空穴注入材料，电子注入材料，电子传输层材料，荧光或磷光发射层材料；辅助材料：电子和空穴阻挡层材料，在发光层添加荧光染料和磷光染料10.高分子液晶的构成，分类，原理及其应用液晶高分子 定义：某些液晶分子可连接成大分子，或者可通过官能团的化学反应连接到高分子骨架上。这些高分子化的 液晶在一定条件下仍可能保持液晶的特征，就形成 高分子液晶。构成：致晶单元+ 高分子链11.溶致型侧链高分子液晶，溶致型主链高分子液晶，热致型侧链高分子液晶，热致型主链.高分子液晶分别用于哪些方面（详见P162-175）1.溶致型侧链高分子液晶最重要的应用在于制备各种特殊性能高分子膜材料和胶囊，用于混合物的分离纯化和药物的控制释放。2.溶致型主链高分子液晶：能够从这种液晶态溶液中纺出具有很高拉伸强度和很好热稳定性的纤维。3. .热致型主链高分子液晶：由于其良好的力学性能，高机械强度，以及物理和化学稳定性、高尺寸稳定性，首先在电子工业中得到应用，用于制作高精确度的电路多接点接口部件。4. 热致型侧链高分子液晶:（P180-183）5.特殊应用：作为高性能工程材料的应用； 在图形显示方面的应用；在我呢度和化学敏感器件制作方面的应用；高分子液晶最为信息存储介质；高分子液作为色谱分离材料12.什么叫膜材料，分离的概念，原理概念：膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时，实现选择性分离的技术原理：膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。 本题答案来自百度百科仅供参考13.膜分离的过程与机制，驱动力为？（详见P190-191）过程：微滤 鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 具体涉及领域主要有：医药工业、食品工业（明胶、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高纯水、城市污水、工业废水、饮用水、生物技术、生物发酵等。 超滤 早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。 纳滤 纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保工业 反渗透 由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水、锅炉用水、洗涤用水及冷却用水 其他 除了以上四种常用的膜分离过程，另外还有渗析、控制释放、膜传感器、膜法气体分离等。机制：过筛分离机制，溶解扩散机制，选择性吸附机制。驱动力：浓度差驱动力，压力差驱动力，电场驱动力。14.什么叫光敏高分子？光敏性高分子（photosensitive polymer, light-sensitive polymer）又称感光性高分子，是指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。而且这种变化发生后，材料将输出其特有的功能。从广义上讲，按其输出功能，感光性高分子包括光导电材料、光电转换材料、光能储存材料、光记录材料、光致变色材料和光致抗蚀材料等。15.光敏涂料和光敏胶的组成以及各部分的作用？光敏材料的基本组成中除了可以进一步聚合成膜的预聚物为主要成分外，一般还包括假哦劣迹、稀释剂、光敏及或者引发剂、热阻聚剂和调色染料。其中预聚物经聚合或者脚裂反应后成为涂层的主体，决定涂料的基本力学性能；交联剂主要起使线性预聚物发生交联构成网状结构，并固化的作用，对哦固化过程和涂层的性质产生影响；稀释剂仅起到调节涂料涂刷性质的作用；而光敏剂和光引发剂能够提高光固化速度、调节感光范围；热阻聚剂是为了防止涂料体系发生聚合或者热交联反应；调色颜料用来改变涂层外观。 光敏胶又称为感光胶黏剂，是一种光能固化的胶黏剂，起作用原理与光敏涂料相同。考虑到胶黏性能，所用的预聚物有所不同。其中紫外光感性胶黏剂有韩不饱和键的单体或者线性预聚物、交联剂、光敏剂、引发剂、改性剂等组成。16.光致抗蚀剂光致抗蚀剂是以后总用于光加工工艺中队加工材料表面临时选择性保护的涂料，是线代加工工业中的重要功能材料之一。17.什么叫吸附高分子材料？吸附性材料主要指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用使两者之间发生暂时或永久性结合，进而发生各种功效的材料。 18.非离子型吸附树脂的结构特征？吸附何物质？（P275）分子结构中不包含离子性基团 也不包括含有配位原子，具有螯合功能的树脂按照聚合物骨架的类型进行划分包括聚苯乙烯型、 聚丙烯型、 以及其他类树脂微观结构为交联三维网状结构可用来分离有机物。例如，含酚废水中酚的提取，有机溶液的脱色等等。可选择性地吸附酒中分子较大或极性较强的物质，较小或极性较弱分子不被吸附而存留。19.如何合成离子型高分子吸附树脂？（P288）l 阳离子交换树脂制备方法苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚，可得到交联聚苯乙烯将交联聚苯乙烯制成微孔状小球，再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等，可得到各种阳离子交换树脂l 阴离子交换树脂在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基，则得到阴离子交换树脂20.如何使离子型高分子树脂再生？使用过的阴、阳离子交换树脂可分别用NaOH、HCl溶液再生，以便继续使用21.离子型高分子树脂的应用水处理水软重化，污水去重金属离子，海水脱盐，无离子水的制备22.高吸水性树脂的结构特征？吸水原理？（P294）原理：阶段一 较慢。通过毛细管吸附和分散作用吸水。 阶段二 水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张 阶段三 随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,