功能高分子重点ppt课件

1、普通是指具有传送、转换或储存物质、能量和信息作用的高分子及其复合资料，或详细地指在原有力学性能的根底上，还具有特殊的物理功能和化学功能的高分子及其复合资料。这些物理功能和化学功能包括光敏性、导电性、能量转换性、磁性、选择分别性、化学反响活性、催化性、生物兼容性、药理性等。 l包括离于交换，催化，氧化复原，光聚合，光交联，光分解，光降解，固体电解质，微生物分解等功能。l化学功能高分子资料有：感光性高分子资料，氧化复原树脂，离子交换树脂光降价性塑料，高分子试剂，固体电介质。 l包括导电，热电，压电，焦电，电磁波的透过吸收，反射，热电子放射，超导，外形记亿超塑性，低温韧性，磁化，透磁，电磁屏蔽，磁记

2、录，光致变色，偏光性，光传导，光磁效应，光弹性，耐放射线、x射线透过，x射线吸收等功能。l以物理功能为主的功能高分子资料有： 导电聚合物，压电高分子，高分子驻极体，旋光性高分子，高分子载体，磁记录高分子资料，高分子颜料及荧光体，高分子发光体。 l包括组织顺应性血液顺应性，生物体内分解非抽出性，非吸附性等功能。l生理功能为主的高分子资料有： 医用高分子资料，医药，农药，生物降价性塑料。 一、官能团性质与聚合物功能的关系功能高分子资料的性质主要取决于所含的官能团：如侧链液晶型高分子，在柔性主链上接上刚性侧链构成，高分子氧化剂的氧化性取决于所含的过氧羧基，含季胺基和磺酸基的高分子资料具有离子交换功能

3、功能高分子资料的性质主要取决于官能团与聚合物骨架的协同作用：如固相合成试剂l官能团与聚合物骨架不能区分：官能团与聚合物骨架不能区分：l 具有电子导电功能的高分子资料含有共轭具有电子导电功能的高分子资料含有共轭双键，既是官能团，也构成聚合物骨架；具有双键，既是官能团，也构成聚合物骨架；具有离子导电功能的高分子资料起主要作用的醚氧离子导电功能的高分子资料起主要作用的醚氧构造位于主链上；主链液晶型高分子，刚性主构造位于主链上；主链液晶型高分子，刚性主链在构成液晶时起主要作用链在构成液晶时起主要作用l官能团仅起辅助作用：官能团仅起辅助作用：l 引入官能团改善溶解性，润湿性，玻璃化引入官能团改善溶解性，

4、润湿性，玻璃化转变温度，氧化复原电位，稳定性等转变温度，氧化复原电位，稳定性等 二、高分子骨架的作用-高分子效应溶解度下降：分子间力增大，导致溶解度下降机械支撑作用模板效应稳定效应 三、聚合物骨架种类和形状的影响聚合物骨架的种类和影响1烯类及环氧类单体制备的聚合物，主链为饱和构造，链的柔顺性好2以聚酯、聚酰胺为代表的，普通采用缩聚制备，强度较高3以天然高分子改性得到的聚合物分子，如改性纤维素、甲壳素等，生物相容性好4以聚吡咯、聚噻吩、聚苯、聚乙烯为代表的具有线性共轭构造，具有电子传输性5以聚芳香内酰胺为主链的梯形化合物，有超凡的机械性能，可制备主链高分子液晶6聚均苯四甲内酰胺，很高的拉伸强度及

5、热稳定性 l 功能高分子资料从它们的组成和构造可分成构外型、复合型和混合型三种。l 构外型功能高分子资料是指在大分子链中有特定功能基因的高分子资料，对于它们的制备方法主要是化学合成为手段。l 复合型功能高分于资料是指以普通高分子资料为基体或载体与具有特定功能的其它资料进展复合，主要用物理加工手段。l功能高分子资料是既有构外型又有复合型的特点称作混合型l分子设计 l高分子化l功能复合 l功能扩展 l系列化 l由外表处置可以使高分子固体资料获得如下功能；l被粘结性及可印刷性；l对物质有选择性的屏蔽功能或选择性透过功能；l对能量有选择性的屏蔽、透过及反射功能；l硬度及耐磨损性；l电磁特性l对生物体组

6、织及生物功能的顺应性；l耐化学药品性 从微观上讲，资料之所以具有导电性是由于资料内部存在传送电流的自在电荷，这些自在电荷通常称之为载流子，它们可以是电子、空穴、也可以是正、负离子。这些载流子在外加电场的作用下，作定向运动，便构成电流。因此资料宏观导电性电导率、电阻率的大小，与其所含载流子的数目及其运动速度有关。 导电高分子资料按导电原理可分为构外型导电高分子和复合型导电高分子两大类。 所谓构外型导电高分子是指那些分子构造本身能提供载流子从而显示导电性的高分子资料。 复合型导电高分子是以绝缘聚合物作基体与导电性颗粒或细丝如银、钢、石墨等经过共混、层压等复合手段而制得的资料。 复合型导电高分子中的

7、高分子本身并无导电性，它的导电过程是靠掺入的导电微粒或细丝来实现的，即由导电微粒或细丝提供载流子。 复合型导电高分子中的高分子本身并无导电性，它的导电过程是靠掺入的导电微粒或细丝来实现的，即由导电微粒或细丝提供载流子。 导电高分子资料与金属相比，具有分量轻、易成型、电阻率可调理等诸多优点，早巳引起人们的普遍关注。目前复合型导电高分子资料已在能源、纺织、电子、宇航等各个领域得到广泛运用构外型导电高分子资料尚处于实验室研讨或小批量试制阶段 构外型导电高分子主要有4大类； 1.共轭高聚物； 2.高分子电荷转移络台物； 3.金属有机聚合物。 4.聚合物离子自在基盐 n电致发光n 电致发光的过程是一个能

8、量转换的过程，即电能转变成光能。在具有一定的载流子迁移率和固态荧光量子效率的有机薄膜发光资料两边各加一个电极，即可制备出简单的有机电致发光器件。当施加一定的电压后，就会发生有机资料的电致发光electroluminescence，简称EL景象。 n电致发光发光机理n在外界电压的驱动下，由电极注入的电子和空穴在有机物中复合而释放出能量，并将能量传送给有机发光物质的分子，使其遭到激发，从基态跃迁到激发态，当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁而产生发光景象。 其本质是一个电极颜色能随充放电过程发生可逆转变的超薄电池。 显色一消色过程伴随着电子转移和坚持资料电中性的离子传导。普通电致变色薄膜采用多层构

9、造，在两层透明导体中交替填充着电致变色层、离子导体和对电极三层活性薄层。处于中间的离子导体作为电解质起着把自在离子从储电层对电极传输到电致变色层的作用，此时薄膜将由透明变为不透明。 1、光密度与注入离子电荷Q的关系，当Q较小时是线性的，较大时呈现出某种饱和，因此可经过控制注入电荷量实现OD延续调控。 2、经过改动电压极性使电荷注入或抽取，可方便地实现着色或消色，即着、消色有可逆性。不过着消色是不对称的动力学过程：离子注入时受电色电极电解质界面势垒的限制，离子抽取时受电色电极内空间电荷层的限制。这样，着、消色的呼应特性有区别。 3、已着色的资料如切断电荷流通途径开路、也不发生其它氧化一复原反响时

10、，可以坚持着色形状，即有记忆功崩。 4、将有不同谱特性的资料以某种方式结合，有能够实现颜色的组合，这被利用来开展混合氧化物EC系统，以得到例如较适宜人眼的光谱峰值呼应以致彩色显示 高分子驻极体 聚偏二氟乙烯，聚氯乙烯、尼龙11和聚碳酸酯等极性高分子在高温下处于软化或熔融形状时，假设加以高直流电压使之极化，并在冷却之后才撤去电场，使极化形状冻结下来对外显示电场，这种半永久极化的高分子资料称为驻极体。 PVDF压电薄膜的制备 首先用流涎法或热压法制成。型PVDF薄膜所谓流涎法就是将PVDF的树脂溶于溶剂如二甲基甲酰脓中，配成溶液，流涎于平板上，在一定温度下枯燥后即得薄膜。所谓热压法就是将PVDF树

11、脂加热，用辊压机压制成薄膜。用这两种方法制得的薄膜通常以晶型为主，原始薄膜厚约50400 m。 然后在120左右经过单轴拉伸，使。型PVDF蒲膜转变为多型构造。拉速普通为20mmmin拉伸45倍时可得到主要含型的PVDF薄膜。 接着在拉伸膜的两面蒸镀金、银、铝等金属电极，电极厚度约01m。也可在室温下将拉伸膜电晕极化处置后再蒸镀电极。电晕极化条件是电场强度为10一40kVm，时间为20一30s。 最后是热极化。极化温度为80一100，极化场强约5kVm，极化时间为30一60 min。 经过极化处置后，就可得到具有永久极化强度、压电常数和热电常数的驻极体。 感光性高分子资料是泛指含有聚合物、预聚

12、体、单体、感光性化合物或其混合物所组成的各种感光性体系。它们吸收了光能之后，导致体系的分子内或分子间产生化学或物理变化： 由液态转变成不溶性固态，称为光固化或光交链： 溶解性起变化称为光交链。 变色或发光，称为光致变色或光致发光。 导电性起变化，称为光导性。 具有催化功能，称为光催化性。 对基材的附着力起变化，称为光敏胶。 高分子链段起降解作用，称为光降解。感光性高分子资料的组成 感光性高分子资料体系普通组成如下： 感光性树脂高分子预聚体主要成膜资料 活性稀释剂乙烯基化合物次要成膜资料 光引发剂安息香或二苯甲酮衍生物反响引发剂 光增感剂叔胺、季铵盐反响加速剂 阻聚剂对羟基苯甲醚等储存稳定剂 添

13、加剂消泡、流平剂辅助成膜资料 颜料着色剂 填料加强、致廉感光性高分子资料的运用 光敏涂料 射线固化涂料 感光性油墨 光致抗蚀剂 印刷制版用感光性树脂 射线固化胶粘剂 光降解塑料 其他方面的运用 含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色，这种可逆的变色景象称为光色互变或光致变色光致变色的根本原理 理想的光色过程有如下两步组成 1激活反响。即显色反响。系指化合物经一定波长的光照射后显色和变色的过程。 2消色反响。它有两种途径； 热消色反响；系指化合物经过加热恢复到原来的颜色。 光消色反响：系指化合物经过另一波长的光照 射恢复到原来的颜色。

14、光致变色资料的运用 光致变色化合物作为光敏性资料用于信息记录介质等方面具有以下优点：操作简单，不用湿法显影和定影；分辨率非常高，成像后可消除能屡次反复运用；呼应速度快。其缺陷是灵敏度低，像的保管时间不长。 光致变色资料的运用范围可归纳为以下几个方面： 1光的控制和调变。用这种资料制成光色玻璃可以自动控制建筑物及汽车内的光线，做成防护眼镜可以防止原子弹爆炸产生的射线和强激光对人眼的损害，还可以做成照像机自动曝光的滤光片，军用机械的伪装等。 2全息记录介质。 3计算机记忆元件。光色资料的显色和消色的循环变换可用来建立计算机的随机记忆元件，能记录相当大量的信息。 4信号显示系统。光色资料用作宇航指挥

15、控制的动态显示屏、计算机末端输出的大屏幕显示，有着宽广的前景，同时它也是军事指挥中心的一项重要设备。 5辐射计量计。光色资料可用作强光的辐射计量计，可以油量电离辐射、紫外线、X射线和射线等。 6感光资料。光色资料感光度较低，且有些化台物只对紫外光敏感，但已运用于印刷工业方面，如制版等。 7利用光色反响来模拟生物过程、生化反响是一种很好的途径。 第一种分类法热致液晶和溶致液晶 1、 按液晶构成的条件，可将液晶分为热致性和溶致性两类。 1热致液晶 经过加热而呈现液晶态的物质称为热致液晶，多数液晶是热致液晶。 2溶致液晶 因参与溶剂在某一浓度范围内而呈现液晶态的物质称为溶致液晶。 溶致性液晶又分为两

16、类，第一类是双亲分子如脂肪酸盐、离子型和非离子型外表活性剂以及类脂等与极性溶剂组成的二元或多元体系，其液晶相态可分为层状相、立方相和六方相等三种；第二类是非双亲刚棒状分子如多肽、核酸及病毒等天然高分子和聚对二甲酰对苯二胺等合成高分子的溶液。它们的液晶态可分为向列相、近晶相和胆甾相三种。 此外，在外场如压力、流场、电场、磁场和光场等作用下进入液晶态的物质称为感应液晶。例如，聚乙烯在某一高压下呈现液晶态称为压致液晶，聚对苯二甲酰对氨基苯甲酰肪在施加流动场后呈现液晶态是典型的流致液晶。 2第二种分类法向列相、近晶相和胆甾相 医用高分子资料是一类可对有机体组织进展修复.替代与再生,具有特殊功能作用的合