功能高分子材料

1、某高等院校功能高分子材料课程论文功能性高分子材料概要专业：化学工程学和技术学生姓名：类别：学号：完成时间：摘要功能性高分子材料是高分子学科的重要分支，它是研究各种功能性高分子材料的分子设置与合成、结构与性能关系以及作为新材料的应用技术，其重要性在于所包含的各种高分子具有特殊的功能。 本文主要论述了一些在工程中应用广泛且具有重要应用价值的功能高分子材料，如吸附分离功能高分子、反应类型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医疗功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。关牛鼻子词资料高分子； 高分子材料； 功能材料目录1功能性高分子材料综述51.1功能性高分子材料的概要51.2功能性高分子材料的

2、类型51.3功能高分子的发展过程和展望62导电性高分子材料62.1导电性高分子材料的发展概况62.2导电性聚合物的分类72.2.1结构型导电性高分子72.2.2复合型导电性高分子72.3高分子导电机构72.4展望83医用高分子材料83.1概要83.2医疗用高分子材料的要求83.3医用高分子材料的应用93.4展望94高分子纳米复合材料94.1概要94.2高分子纳米复合材料的结构与性能104.3高分子纳米复合材料的分类104.4高分子纳米复合材料的应用前景和展望105高分子液晶材料115.1概要115.2功能性高分子液晶材料的分类115.3展望116高分子染料126.1概要126.2高分子染料的分

3、类126.3高分子染料的应用126.4展望127高分子表面活性剂137.1概要137.2高分子表面活性剂的类型137.3展望138吸附性高分子材料138.1概要138.2种和特点138.3展望149结束语14参考文献15谢谢161功能性高分子材料综述1.1功能性高分子材料的概要功能聚合物材料的定义与普通聚合物相比具有明显不同的物理化学性质，具有特殊功能的聚合物聚合物(主要指全人工和半人工合成的聚合物)都应属于功能聚合物材料的范畴。 以这些个材料为研究对象，研究其结构组成、结构效应关系、制备方法以及发展应用的科学，应称为功能高分子材料科学。功能高分子是指具有某种特定功能的高分子材料。 这些个之所

4、以有特定的功能，是因为其大分子链上结合了特定的功能化学基，或者大分子与有特定功能的其他材料复合，或者两者都有。 例如，吸水性树脂是由水溶性高分子适度架桥而成，遇到水的话，将水封闭在高分子的网络内，吸水后呈现透明的凝胶，产生吸水和保水的功能。除合成或天然高分子本来的力学性能外，赋予传统使用性能以外的各种特定功能(如化学活性、光易感性、导电性、催化活性、生物相容性、药效、选择分类性能等)而得到的一种高分子。 一般在功能性高分子的主链或侧链上有显示某种功能的化学基，其功能性的显示非常复杂，不仅取决于高分子链的化学结构、结构单元的序列分布、分子量及其分布、分支、立体结构等初生结构，还取决于高分子链的构

5、象、高分子链聚集时的高级结构等，后者对于生物活性功能的显示十分重要。1.2功能性高分子材料的类型在功能性高分子材料的二次区分中，一般采用按其性质、功能或实际用途区分的方法。 根据专业技术腻子粉和功能可分为以下7种类型(1)含有高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等反应性高分子材料。(2)包含各种光稳定剂、负性光刻胶、感光材料、非线性光学材料、导光材料、光致变色材料等的感光性高分子。(3)含导电性聚合物、能量转化型聚合物、电发光学和电致变色材料、其他电易感性材料等的电活性高分子材料。(4)包含各种分离膜、缓释膜及其他半透过性膜材料等的膜型高分子材料。(5)

6、含有高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子、络离子交换树脂、高分子鳌合剂、高分子絮凝剂等高分子吸附材料。(6)高分子液晶材料、功能性纤维材料等高性能工程材料。(7)高分子记忆材料、信息记忆材料和包含光、磁、pH、压力感应材料等的高分子智能材料。1.3功能高分子的发展过程与展望功能性高分子经历了日新月异的发展，其中自20世纪50年代发展起来的感光性高分子化学在光聚合、光交联、光分解、荧光及光传导反应历程的研究上取得了很大的突破，特别是在过去的20年里发展迅速，在工业上得到了广泛应用。 例如，感光性涂料、负性光刻胶、光稳定剂、光可降解材料、负性光刻胶、感光性树脂、光致发光、fluomic

7、高分子材料等工业化。反应类型高分子是有机合成和生化领域的重要成果，已经研制出许多新型高分子试剂和高分子催化剂应用于科研和生产过程，提高合成反应的选择性，简化工艺，为化工过程的绿色化作出了贡献。电活性高分子材料的发展导致了导电性聚合物、聚合物电解质、聚合物电极的出现。 超导、电发光学、电致变色聚合物也是近年来的重要研究成果，其中电发光学材料制成的彩色显视器已由日本和美国公司研发，可望成为新一代的显示老虎钳高分子分离膜材料和分离技术的发展在复杂的系统分离技术方面开辟了唯一的道路，开辟了瓦斯气体分离、苦咸水脱盐、液体消毒等迅速、简便、低消耗的新的分离替代技术，目前高分子分离膜在海水淡化方面已具有生产

8、18万吨/日纯水设备的能力。压电石英药用功能性高分子是目前发展非常迅速的领域，高分子药物、高分子人工组织器官、高分子医疗材料为定向给药、脏器替代、整形外科和治疗范围的扩大作出了巨大贡献。特殊和功能性高分子材料是涉及面很广，涉及很多学科的新兴边缘学科，内容包括有机化学、无机化学、光学、电学、结构化学、生化、电子，甚至医学等许多学科，是目前国内外非常活跃的研究领域。在今后漫长的历史中，特殊和功能高分子材料的研究将代表高分子材料发展的主要方向。2导电性高分子材料2.1导电性高分子材料的发展概况近年来，导电高分子的研究得到了显着的发展，形成了一个非常活跃的边缘学科领域，它对电子工业、信息工业以及新技术

9、的发展具有重要意义。 目前的研究结果表明，导电聚合物的发展不仅可以满足人们对导电材料的需求，而且兼具有有机聚合物材料的性能、半导体和金属的电性能，重量轻，容易加工成各种复杂的形状，化学稳定性好，电阻率可以在大范围内调节等特点。 另外，在电子工业中的应用越来越广泛，促进了现代科学技术的发展。 因此，引起学界和工业界的广泛关注是理所当然的。2.2导电性聚合物的分类导电性高分子材料可以分为结构型和复合型两种。 结构型导电性高分子材料是高分子自身的结构具有一定的导电性能，或者经过一定的掺杂大头针处理而具有导电功能的材料，例如聚乙炔、聚苯胺等。 复合型导电性高分子材料是由高分子沉积基质和具有导电性的材料

10、通过各种复合方法形成的导电材料，复合材料中的聚合物自身没有导电性，发挥导电作用的是添加到聚合物中的导电物质，例如热解炭黑、金属粉等。2.2.1结构型导电性高分子结构型导电性高分子也称为本征型导电性高分子，本征型导电性高分子是指聚合物自身具有导电性，例如是聚乙炔、聚吡咯等。 但是，这些个本征型的导电性聚合物由于其结构的限制，导电能力极其有限，一般为100S#cm- 1以下，因此大多在聚合物中掺杂一定的物质来提高聚合物的导电性能。2.2.2复合型导电性高分子复合型导电性高分子材料中高分子沉积基质可以选择聚甲基乙烯、聚乙烯管、聚丙乙烯、聚氯乙烯等一般的塑料，也可以选择ABS等工程塑料，在硅橡胶等复合

11、型导电性高分子的沉积基质的导电性填料中，添加有热解炭黑、碳纤维布、金属粉、金属梅2.3高分子导电机构导电过程是载流子在电场下取向运动的过程。 为了使高分子聚合物导电，可以产生一盏茶量的载流子电子、空沟道孔或者络离子的大分子链内和链间可以导电至络离子型导电性高分子材料，聚醚、聚醋等大分子链形成螺旋体空间构造， 在其中配位的碱金属阳络离子在大分子链的运动促进下可以通过空位移动的自由体积模型的电子型导电性高分子材料中，作为主体的高分子聚合物通常为共轭类至少不饱和键系，长链中的一键电子比较活跃，特别是与掺杂摇镜头形成电荷传递配合物后由大分子链内和链间的二一电子轨道重叠的交叉复盖形成的导电性能带为载流子

12、的移动和迁移提供通道。 受到施加能量和大分子链振动的挤压，可以在电流河中传导。2.4展望尽管导电聚合物材料的发展历史只有30年，但是现在的导电聚合物在国民经济中的地位，在很多方面都不亚于20世纪50年代初的传统塑料的地位。 在合成、加工和应用方面取得了划时代的进展，面向实用化，在云同步中有许多潜在的应用正在研究中。 目前，其研究方向在以下几个主要方面可概括为高导电性，通过复合、改变分子结构等手段挖掘导电性高分子材料的潜在性能。 最近，成功开发出了导电率为3000S/cm的聚乙炔。 包括光，电，磁间的转换多功能化，改善稳定性，加工性。 提高导电材料的实用性，按实用要求确定难关方向。 多行业多学科

13、交叉结合，开发导电高分子材料的应用新领域，加快其商品化进程。3医用高分子材料3.1概要在功能聚合物材料领域，生物医用聚合物材料可以说是异军突起，但已成为目前发展最快的重要分支。 医用高分子材料是一种能够修复、替代和再生生物组织、具有特殊功能作用的合成高分子材料，可以聚合的方法制备，是生物医疗材料的重要组成之一。 医用高分子材料根据组成和结构的控制使材料具有不同的物理和化学性质，能满足不同的需求，耐生物老化，作为长期植入材料具有良好的生物稳定性和物理、机械性能，加工成型容易，原料容易得到，消毒灭菌容易，因此受到人们的关注，是生物材料中用途最广泛的3.2医疗用高分子材料的要求医用高分子材料必须长期

14、与人体体表、血液、体液接触，甚至要求永久移植到体内。 因此，这种材料必须具有优良的生物替代性和生物相容性。 一般来说，必须满足以下基本条件(1)化学惰性，不随体液或血液接触而变化(2)周围组织不发生炎症反应；(3)不发生基因毒性和致癌性(4)不发生免疫毒性(5)长期植入体内也必须维持必要的极限拉伸强度和弹性等物理机械性能(6)具有良好的血液相容性(7)不变形可承受必要的灭菌过程(8)易加工成必要、复杂的形态。3.3医用高分子材料的应用目前高分子材料制成的人工脏器中，较成功的有人造血管、人工食道、人工尿道、人工心瓣膜、人工关节、人工骨、整形材料等。 取得了重大的研究成果，但仍需完善的有人工肾、人

15、工心脏、人工肺、人工胰脏、人工眼乌珠、人工血液等。 此外，还有人工肝、人工胃、人工子宫等具有更复杂功能的器官。 我在致力于研究开发。 从应用情况来看，人工脏器的功能开始从部分置换向完全置换发展，从短时间应用向长期应用发展，从大型向小型化发展，从体外应用向体内植入发展，人工脏器种类从与生命密切相关的部位发展为人工感觉器官、人工肢体。3.4展望在医用高分子材料的开发过程中面临的一大课题是材料的抗血栓问题。 在人工脏器移植中使用材料时，必然要与血液接触。 人体自然保护反应引起移植排斥反应，其中之一是材料与肌体接触表面发生凝固，即血栓，从而导致手术失败，严重者可引起生命危险。 对高分子材料的抗血栓性研

16、究开发是医用高分子研究中的重要问题，迄今为止还没有完全突破。 成为今后医用高分子材料研究中的第一个问题。4高分子纳米复合材料4.1概要纳米复合材料以树脂、橡胶、陶瓷和金属等沉积基质为连续相，以纳米尺寸的金属、半导体、刚性粒子和其他无机粒子、纤维、碳纳米管等的改性为分散相，用适当的制造方法将改性剂均匀分散在沉积基质中，形成含有纳米尺寸材料的复合体系。 复合材料因其优良的综合性能，特别是其性能的设计性广泛应用于航空航天、国防、交通、体育等领域，纳米复合材料是其中最具吸引力的部分，近年来发展迅速，世界发达国家发展新材料的战略将纳米复合材料的发展置于重要位置。 该研究方向主要包括纳米聚合物复合材料、碳纳米管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。4.2高分子纳