功能高分子材料复习提要

功能高分子材料复习提要（答案仅供参考）一．名词解释：1．功能高分子材料：指与常规聚合物相比，除了具有一定的力学性能之外，还具有特定功能(如导电性、光敏性、催化性、化学活性和生物活性等)的高分子材料。2．功能高分子材料化学：以功能高分子材料为研究对象，研究它们的结构和组成、物理化学性质、制备方法及其应用的科学，就称为功能高分子材料化学。3．结构型功能高分子材料：是指在大分子链中具有特定功能基团的高分子材料，这种材料所表现的特定功能是由于高分子本身的结构因素决定的。4．复合型功能高分子材料：是指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能(如导电、导磁等)的其它材料进行复合而制得的功能材料。5．渗透系数：是指在单位时间、单位膜面积通过的被测物与单位膜厚度所施加的驱动力的比值。6．高分子骨架的邻位效应：在功能高分子材料中，高分子骨架上邻近功能基团的一些结构和基团对功能基的性能具有明显的影响力，这种作用称为高分子的邻位效应。7．高分子骨架的模板效应：模板效应是指利用高分子骨架的空间结构，包括构型和构象，在其周围建立起特殊的局部空间环境，在有机合成和其他应用场合提供一个类似于工业上浇铸过程中使用的模板的作用。8．聚合物的半透性：指聚合物对某些气体或液体有一定透过性，而对另外一些物质没有透过性，或者透过性很小。9．一次功能：指向材料输入的能量和从材料输出的能量同种形式时，即材料仅起能量传送作用时的这种功能称为一次功能。10．二次功能：指向材料输入的能量和输出的能量不同形式时，即材料起能量转换作用时的这种功能称为二次功能。11．功能高分子材料的多功能复合：将两种以上的功能高分子材料以某种方式结合，形成的新的功能材料具有任何单一功能高分子均不具备的性能，这一结合过程被称为功能高分子材料的多功能复合过程。12．阳离子交换树脂：带有酸性基团(即可解离的反离子是H+或金属阳离子)，能与阳离子进行交换反应的称作阳离子交换树脂。阴离子交换树脂：带有碱性基团(即可解离的反离子是OH-或其它酸根离子)，能与阴离子进行交换反应的称作阴离子交换树脂。13．交换容量：交换容量也叫交换量，是指一定数量的离子交换树脂所带的可交换离子的数量。通常把交换容量分为总交换容量、工作交换容量和再生交换容量。总交换容量表示单位重量(或体积)树脂中所具有的可交换离子的总数，它反映了离子交换树脂的化学结构特点。工作交换容量是指离子交换树脂在一定工作条件下表现出的交换量，它是离子交换树脂实际交换能力的量度。再生交换容量是离子交换树脂在指定再生剂用量条件下的交换容量。14．高吸水性树脂：是指含有强亲水性基团并具有一定交联度，能吸收数百倍至数千倍于自身重量水的功能性高分子材料。15．絮凝作用：凡具有吸附架桥或表面吸附而导致分散相成絮团沉降的过沉叫做絮凝作用。起絮凝作用的药剂即絮凝剂。16．高分子化学试剂：小分子试剂经过高分子化，或者将某些聚合物功能化，使聚合物骨架与具有反应活性的官能团相连接，得到的具有化学反应功能的高分子化合物称为高分子化学试剂。17．均相化学反应：在化学反应中如果原料、试剂、催化剂相互间互溶，在反应体系中处在同一相态中(相互混溶或溶解)，称此反应为均相化学反应。18．多相化学反应：在化学反应中，如果原料、试剂和催化剂中至少有一种在反应体系中不溶解或不混溶，因而反应体系不能处在同一相态中，这种类型的反应称为多相化学反应。19．液晶就是液态晶体,指既具有像晶体一样的各向异性,又具有液体流动性的物质。液晶态:某些物质的晶体在熔融或溶解时，可形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态。20．热致液晶：某些物质熔融后在一定温度范围内形成的液晶。溶致液晶：某些化合物溶解于适当的溶剂中而产生的液晶，就是溶致液晶，也叫溶液液晶。21．液晶基元：由中心桥键和苯环或其它环状基团结合的有一定刚性的中心骨架称为液晶基元。22．生物体相容性：是指医用材料与生物体组织接触时，对生物体不产生副作用，以及与医用材料接触的生物体环境，对材料也不产生副作用。23.长效制剂:指通过适宜的方法延缓药物在体内的吸收、分布、代谢和排除等过程，从而达到延长药物作用时间的目的的制剂称为长效制剂。24．纳米复合材料：是指无机填充物以纳米尺寸的粒子分散在有机聚合物基体中形成的有机／无机纳米复合材料。25．高分子分离膜：是指对某些物质有一定的选择透过性，可从混合物中有选择地透过或输送特定物质的高分子膜。26．高聚物膜的渗透性：是指小分子气体或液体透过高聚物薄膜的扩散现象。27．膜的选择渗透度：当混合组分渗透过聚合物薄膜时，其中某一组分的分子与另一组分的分子相比，要优先渗透过高聚物薄膜。这种现象称为膜的选择渗透性。选择渗透度指扩散分子离开膜时的浓度比与扩散开始前的浓度比之间的比值。28．渗透和渗析：如果用膜把一容器隔成两部分，膜的一侧是溶液，另一侧是溶剂，或者膜的两侧是浓度不同的溶液，则将溶剂从稀溶液一侧透过膜迁移到浓溶液一侧的过程称作渗透。而溶质分子从高浓度一侧迁移到低浓度一侧的过程称作渗折。29．渗透压：在渗透过程中，溶剂优先通过膜，如果不转移走渗透过来的溶剂，那么最终就会呈现一流体静压差，在此净压差下物质净传递量为零。这种状态被称为渗透平衡,相应的压差称为渗透压。30．导电聚合物：它是指由许多小的、重复出现的结构单元组成的聚合物，如果在其两端加上一定的电压，在材料中就有电流流过。象这种具有导电性质的聚合物我们称为导电高分子或导电聚合物。31．结构型导电高分子：是指那些分子结构本身能提供载流子从而显示导电性的高分子材料。复合型导电高分子:是指以绝缘聚合物作基体与导电性颗粒或细丝(如银、铜、石墨等)通过共混、层压等复合手段而制得的材料。32．受阻共轭：是指共轭链的分子轨道上存在“缺陷”，这种缺陷使整个共轭链的π电子离域受到阻碍(或称中断)。π电子离域受阻碍的程度越大，分子链内电子导电性就越低。无阻共轭：是指共轭链的分子轨道上不存在“缺陷”，整个共轭链的π电子离域不受限制(即不中断)，π电子完全可以离域。二．填空题：1．功能高分子材料按组成和结构可分为结构型和复合型两大类。2．根据聚合物的化学形态，可将聚合物骨架分成两类：一类是线性聚合物，另一类是交联聚合物。3．目前常用的交联聚合物主要有微孔型或溶胶型树脂、大孔和大网络树脂、米花状聚合物、大网状聚合物几类。4．高分子骨架的物理效应指高分子骨架使功能材料的挥发性、溶解性和结晶度均大大下降，特别是引入交联型聚合物，使其在溶剂中只能溶胀，而不能溶解。5．通过高分子材料的功能化制备功能高分子材料，包括化学改性和物理共混两种方法。6．聚合物的分子量测定，一般多采用端基分析法、渗透压法、粘度法和凝胶渗透色谱法测定。7．功能高分子晶相分析的主要方法包括X射线衍射法、小角度X光散射法、电子显微镜法等，其中X射线法是通过衍射图形分析测定晶体结构参数最有力的工具。8．功能高分子材料的聚集态结构包括聚合物的结晶态、取向态结构、液晶态结构和共混体系的织态结构。聚集态结构分析最常用的工具是电子显微镜和扫描电镜。9．带有酸性基团(即可解离的反离子是H+或金属阳离子)，能与阳离子进行交换反应的称作阳离子交换树脂。带有碱性基团(即可解离的反离子是OH-或其它酸根离子)，能与阴离子进行交换反应的称作阴离子交换树脂。10．离子交换树脂的功能有离子交换功能、催化功能、吸附功能、脱水功能、脱色功能等。11．按原料组成分类，高吸水性树脂主要有淀粉类、纤维素类及合成树脂类。12．高分子絮凝剂的分子量一般在107以下。在实际使用时，高分子絮凝剂的溶液浓度一般配制在0.05%～0.2%之间，否则粘度太大也会影响其絮凝效果。13．高分子化学试剂主要包括高分子氧化还原试剂、高分子卤代试剂、烷基化试剂、酰基化试剂及亲核试剂等，还包括固化酶试剂，以及固相肽合成试剂等。14．氧化还原型高分子试剂可分成含醌式结构的、含硫醇结构的、含吡啶结构的、含二茂铁结构的和含杂原子的多环芳烃结构的5种类型。15．目前常见的高分子卤代试剂主要有二卤化磷型、N－卤代酰亚胺型、三价碘型反应试剂三种类型。16．高分子烷基化试剂的种类主要包括高分子金属有机试剂、高分子金属络合物和有叠氮结构的高分子烷基化试剂。17．按照液晶形成的条件的不同，可将其分为热致液晶和溶致液晶两大类。按照液晶基元在大分子链中的位置不同，高分子液晶又可分为主链型高分子液晶和侧链型高分子液晶。18．大多数液晶分子中都含有苯环或其它环状结构。从几何形状看，其分子长度与宽度之比较大，即分子是长形的，通常呈刚性棒状。19.液晶相的产生不仅与分子形状有关，而且也和分子内极性基团的强度、位置及总极化度有密切关系。20．侧链液晶大分子一般由柔性主链、刚性侧链和间隔基团等三部分组成。主链多为碳链，也有杂链(如Si－O链)，它们本质上是柔性链，侧链则是由刚性液晶基元构成的。21.高分子药物与低分子药物相比具有高效、低毒、靶向、长效、缓释等特点。22．纳米粒子的基本特性有体积效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应和介电限域效应，并由此派生出传统固体不具有的许多特殊性质。23．纳米材料制备的物理方法可分为蒸发冷凝法、物理粉碎法、溶液蒸发法和机械合金法等。24.膜分离作用主要依靠过筛作用和溶解扩散作用两种。25．按电导率的大小，可将材料划分为导体(电导率105s／m)、半导体(电导率=10－7～105s／m)、绝缘体(导电率10－7s／m)。26．复合型导电高分子材料是在聚合物基料中混入碳黑、石墨、金属粉末、导电纤维等导电填料而制得的。27．赋予导电性的碳黑必须具有结构发达、粒度小、表面积大、捕捉π电子的杂质少及可进一步石墨化等5个基本特性。28．石墨是典型的无阻共轭体系，它是稠合苯环组成的平面网。苯环中碳与碳之间的π电子离域很强烈，而且在平面网内有非常多的π电子。因此，石墨在平面网上的电导率可达106～107s/m。三．简答题：1．功能高分子材料按性质和用途可分为哪几类？答：可分为反应型和吸附型高分子材料、光敏型高分子材料、电磁活性高分子材料、膜型高分子材料、生物医用高分子材料、其他功能高分子材料。2．功能高分子材料的性质主要与其结构中哪两方面的性质有关？答：一是对功能高分子材料表现出的特殊性质起关键作用的官能团的性质，如高分子化学反应试剂中的反应活性点的反应性质。二是连接并承载这些官能团的聚合物骨架的性质，如溶胀性或润湿性等。3．什么是聚合物骨架的高分子效应?有哪些表现？答：由于引入高分子骨架后产生的带有同样功能基团的高分子化合物的物理化学性质不同于其小分子类似物的这种效应被称为高分子效应。在功能高分子材料中表现较为突出的几种高分子效应有高分子骨架的物理效应、机械支撑作用、邻位效应、模板效应、半透性和包络作用等。4．功能高分子材料的制备方法归纳起来主要有哪几种？答：有通过功能型小分子材料的高分子化制备；通过已有高分子材料的功能化和多功能材料的复合制备；通过已有功能高分子材料的功能扩展来制备三种，或者可将几种方法相结合来制备。5．在聚合法制备功能高分子材料时需要注意哪几个问题？答：①要充分考虑单体中功能基的保护问题；②在研究聚合条件时应考虑到功能基对聚合反应的影响；③应当注意避免在聚合过程中引入的引发剂、溶剂、分散剂残留对生成聚合物功能的影响；④要考虑形成的聚合物的交联度、空隙率、孔径等对功能材料使用的影响；⑤要考虑生成的聚合物的机械和化学稳定性对实际应用的影响。6．聚合法制备功能高分子材料的主要优缺点有哪些？答：优点在于可以使生成的功能高分子功能基分布均匀，生成的聚合物结构可以通过小分子分析和聚合机理加以测定，产物的稳定性较好。缺点是在功能型小分子中需要引入可聚合单体，而这种引入常常需要复杂的合成反应；要求在反应中不破坏原有结构和功能；当需要引入的功能基稳定性不好时需要加以保护；引入功能基后对单体的聚合活性也有影响。7．根据离子交换树脂交换基团的性质可将其分为哪几类？在结构上各有什么特点？答：有：①强酸性阳离子交换树脂：这类树脂的大分子骨架上带有磺酸基(R—SO3H