光响应高分子的设计PPT课件

光响应高分子的设计,10级七年四班孙文爽,绪论,设计一种能满足一定需要的功能高分子材料是高分子化学研究的一项主要目标。具有良好性质与功能的高分子材料的制备成功与否，在很大程度上取决于设计方法和制备路线的制定。,光响应高分子,高分子化合物受到光的作用，分子量并不发生变化，但其物性和功能却发生了变化，这类高分子称之为光响应高分子(PhotoresposivePolymer)。,三种设计基本途径：,化学结构设计:即设计含有功能基团的高分子。将特定的功能基团设计于高分子结构中,使之成为功能高分子材料。(2)聚集态结构设计:即从高分子分子链间的堆砌方式角度出发设计具有特定功能的高分子材料。(3)复合结构设计:即采用高分子作基体与具有特定功能的小分子组合,形成具有一定功能特性的高分子材料,称为复合型功能高分子材料。,化学结构属于一级结构,表明了高分子链结构单元的化学组成、结构单元间的键接方式、结构单元的构型等。聚集态结构则考虑高分子链的大小及其在空间的形态结构、高分子链与链之间的堆砌方式,是有序的还是无序的,属于二级、三级结构。复合结构则考虑高分子链与其他组分间的堆砌方式及其在空间的分布,属于高级结构,实现将功能基团赋予高分子结构中的方法有两种:,先合成带有功能基团的小分子单体,再通过适当的聚合方法将之聚合成为功能高分子;B.对已有的大分子进行功能化改性,使之具有功能特性。,分子的物性除表现在自身的高分子溶液的粘度行为以及其它与之相关的流体力学参数等方面外，还表现在颜色、晶形、导电率、pH值、高分子膜的电位、高分子膜的润湿性以及高分子材料的有关力学行为等方面。萃取过程中使用的高分子螯合剂有些也属于光响应高分子一类的化合物。,光响应高分子的组成：,光响应高分子主要有光致异构化官能团或分子片断和高分子主链两部分组成。光异构化官能团在吸收到光能量后便将光能及时地传递给高分子主链，进而引起高分子在物性和功能方面的明显变化。,光响应高分子结构要具备的条件：a)原来的高分子结构经光照之后形成的新的结构，在偶极矩上应当有较大的差距，即两种异构体的偶极矩之间的差值要大；b)两种异构体的几何构造应当显著不同。,光化学转变示意图(a)偶氮苯衍生物的可逆光致异构化转变;(b)苯并螺吡喃衍生物的可逆光致异构化转变;(c)无色的三苯基甲烷衍生物在紫外光照射下转化成离子对;(d)肉桂酸基团的可逆光二聚反应,含有偶氮苯的的光响应高分子有：,形状记忆高分子材料,光响应形状记忆高分子材料可以分为两类:一是基于光响应分子的可逆光致异构化转变直接获得两种结构，使材料具有形状记忆特性。二是在热响应型形状记忆高分子材料中加入具有光热转换效应的材料，通过其光吸收产生的热效应间接实现高分子材料的形状记忆。,如图(a)所示，SCAA是将肉桂亚基乙酰(CAA)光敏基团连接在4个末端上的星形聚合物。,如图(c)所示，将SCAA光交联后制成为螺旋状，在波长小于260nm的紫外光照射下也基本能够回复到最初的平展状态。,光致形变液晶高分子,近年来，将有序的液晶结构引入到刺激响应性形变高分子材料中的研究越来越引起人们的重视。以偶氮苯类液晶体系为例，反式的偶氮苯分子呈棒状结构，形状与液晶分子相似，对整个液晶体系有着稳定化作用，而顺式的偶氮苯分子则是弯曲结构，倾向于使整个液晶体系发生取向紊乱。,在用366nm紫外光照射使其发生反式到顺式的光化学异构反应时