功能高分子重點(diǎn)ppt課件

1、普通是指具有傳送、轉(zhuǎn)換或儲存物質(zhì)、能量和信息作用的高分子及其復(fù)合資料，或詳細(xì)地指在原有力學(xué)性能的根底上，還具有特殊的物理功能和化學(xué)功能的高分子及其復(fù)合資料。這些物理功能和化學(xué)功能包括光敏性、導(dǎo)電性、能量轉(zhuǎn)換性、磁性、選擇分別性、化學(xué)反響活性、催化性、生物兼容性、藥理性等。 l包括離于交換，催化，氧化復(fù)原，光聚合，光交聯(lián)，光分解，光降解，固體電解質(zhì)，微生物分解等功能。l化學(xué)功能高分子資料有：感光性高分子資料，氧化復(fù)原樹脂，離子交換樹脂光降價性塑料，高分子試劑，固體電介質(zhì)。 l包括導(dǎo)電，熱電，壓電，焦電，電磁波的透過吸收，反射，熱電子放射，超導(dǎo)，外形記億超塑性，低溫韌性，磁化，透磁，電磁屏蔽，磁記

2、錄，光致變色，偏光性，光傳導(dǎo)，光磁效應(yīng)，光彈性，耐放射線、x射線透過，x射線吸收等功能。l以物理功能為主的功能高分子資料有： 導(dǎo)電聚合物，壓電高分子，高分子駐極體，旋光性高分子，高分子載體，磁記錄高分子資料，高分子顏料及熒光體，高分子發(fā)光體。 l包括組織順應(yīng)性血液順應(yīng)性，生物體內(nèi)分解非抽出性，非吸附性等功能。l生理功能為主的高分子資料有： 醫(yī)用高分子資料，醫(yī)藥，農(nóng)藥，生物降價性塑料。 一、官能團(tuán)性質(zhì)與聚合物功能的關(guān)系功能高分子資料的性質(zhì)主要取決于所含的官能團(tuán)：如側(cè)鏈液晶型高分子，在柔性主鏈上接上剛性側(cè)鏈構(gòu)成，高分子氧化劑的氧化性取決于所含的過氧羧基，含季胺基和磺酸基的高分子資料具有離子交換功能

3、功能高分子資料的性質(zhì)主要取決于官能團(tuán)與聚合物骨架的協(xié)同作用：如固相合成試劑l官能團(tuán)與聚合物骨架不能區(qū)分：官能團(tuán)與聚合物骨架不能區(qū)分：l 具有電子導(dǎo)電功能的高分子資料含有共軛具有電子導(dǎo)電功能的高分子資料含有共軛雙鍵，既是官能團(tuán)，也構(gòu)成聚合物骨架；具有雙鍵，既是官能團(tuán)，也構(gòu)成聚合物骨架；具有離子導(dǎo)電功能的高分子資料起主要作用的醚氧離子導(dǎo)電功能的高分子資料起主要作用的醚氧構(gòu)造位于主鏈上；主鏈液晶型高分子，剛性主構(gòu)造位于主鏈上；主鏈液晶型高分子，剛性主鏈在構(gòu)成液晶時起主要作用鏈在構(gòu)成液晶時起主要作用l官能團(tuán)僅起輔助作用：官能團(tuán)僅起輔助作用：l 引入官能團(tuán)改善溶解性，潤濕性，玻璃化引入官能團(tuán)改善溶解性，

4、潤濕性，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，氧化復(fù)原電位，穩(wěn)定性等轉(zhuǎn)變溫度，氧化復(fù)原電位，穩(wěn)定性等 二、高分子骨架的作用-高分子效應(yīng)溶解度下降：分子間力增大，導(dǎo)致溶解度下降機(jī)械支撐作用模板效應(yīng)穩(wěn)定效應(yīng) 三、聚合物骨架種類和形狀的影響聚合物骨架的種類和影響1烯類及環(huán)氧類單體制備的聚合物，主鏈為飽和構(gòu)造，鏈的柔順性好2以聚酯、聚酰胺為代表的，普通采用縮聚制備，強(qiáng)度較高3以天然高分子改性得到的聚合物分子，如改性纖維素、甲殼素等，生物相容性好4以聚吡咯、聚噻吩、聚苯、聚乙烯為代表的具有線性共軛構(gòu)造，具有電子傳輸性5以聚芳香內(nèi)酰胺為主鏈的梯形化合物，有超凡的機(jī)械性能，可制備主鏈高分子液晶6聚均苯四甲內(nèi)酰胺，很高的拉伸強(qiáng)度及

5、熱穩(wěn)定性 l 功能高分子資料從它們的組成和構(gòu)造可分成構(gòu)外型、復(fù)合型和混合型三種。l 構(gòu)外型功能高分子資料是指在大分子鏈中有特定功能基因的高分子資料，對于它們的制備方法主要是化學(xué)合成為手段。l 復(fù)合型功能高分于資料是指以普通高分子資料為基體或載體與具有特定功能的其它資料進(jìn)展復(fù)合，主要用物理加工手段。l功能高分子資料是既有構(gòu)外型又有復(fù)合型的特點(diǎn)稱作混合型l分子設(shè)計 l高分子化l功能復(fù)合 l功能擴(kuò)展 l系列化 l由外表處置可以使高分子固體資料獲得如下功能；l被粘結(jié)性及可印刷性；l對物質(zhì)有選擇性的屏蔽功能或選擇性透過功能；l對能量有選擇性的屏蔽、透過及反射功能；l硬度及耐磨損性；l電磁特性l對生物體組

6、織及生物功能的順應(yīng)性；l耐化學(xué)藥品性 從微觀上講，資料之所以具有導(dǎo)電性是由于資料內(nèi)部存在傳送電流的自在電荷，這些自在電荷通常稱之為載流子，它們可以是電子、空穴、也可以是正、負(fù)離子。這些載流子在外加電場的作用下，作定向運(yùn)動，便構(gòu)成電流。因此資料宏觀導(dǎo)電性電導(dǎo)率、電阻率的大小，與其所含載流子的數(shù)目及其運(yùn)動速度有關(guān)。 導(dǎo)電高分子資料按導(dǎo)電原理可分為構(gòu)外型導(dǎo)電高分子和復(fù)合型導(dǎo)電高分子兩大類。 所謂構(gòu)外型導(dǎo)電高分子是指那些分子構(gòu)造本身能提供載流子從而顯示導(dǎo)電性的高分子資料。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子是以絕緣聚合物作基體與導(dǎo)電性顆?；蚣?xì)絲如銀、鋼、石墨等經(jīng)過共混、層壓等復(fù)合手段而制得的資料。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子中的

7、高分子本身并無導(dǎo)電性，它的導(dǎo)電過程是靠摻入的導(dǎo)電微?；蚣?xì)絲來實現(xiàn)的，即由導(dǎo)電微粒或細(xì)絲提供載流子。 復(fù)合型導(dǎo)電高分子中的高分子本身并無導(dǎo)電性，它的導(dǎo)電過程是靠摻入的導(dǎo)電微?；蚣?xì)絲來實現(xiàn)的，即由導(dǎo)電微粒或細(xì)絲提供載流子。 導(dǎo)電高分子資料與金屬相比，具有分量輕、易成型、電阻率可調(diào)理等諸多優(yōu)點(diǎn)，早巳引起人們的普遍關(guān)注。目前復(fù)合型導(dǎo)電高分子資料已在能源、紡織、電子、宇航等各個領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用構(gòu)外型導(dǎo)電高分子資料尚處于實驗室研討或小批量試制階段 構(gòu)外型導(dǎo)電高分子主要有4大類； 1.共軛高聚物； 2.高分子電荷轉(zhuǎn)移絡(luò)臺物； 3.金屬有機(jī)聚合物。 4.聚合物離子自在基鹽 n電致發(fā)光n 電致發(fā)光的過程是一個能

8、量轉(zhuǎn)換的過程，即電能轉(zhuǎn)變成光能。在具有一定的載流子遷移率和固態(tài)熒光量子效率的有機(jī)薄膜發(fā)光資料兩邊各加一個電極，即可制備出簡單的有機(jī)電致發(fā)光器件。當(dāng)施加一定的電壓后，就會發(fā)生有機(jī)資料的電致發(fā)光electroluminescence，簡稱EL景象。 n電致發(fā)光發(fā)光機(jī)理n在外界電壓的驅(qū)動下，由電極注入的電子和空穴在有機(jī)物中復(fù)合而釋放出能量，并將能量傳送給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，使其遭到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光景象。 其本質(zhì)是一個電極顏色能隨充放電過程發(fā)生可逆轉(zhuǎn)變的超薄電池。 顯色一消色過程伴隨著電子轉(zhuǎn)移和堅持資料電中性的離子傳導(dǎo)。普通電致變色薄膜采用多層構(gòu)

9、造，在兩層透明導(dǎo)體中交替填充著電致變色層、離子導(dǎo)體和對電極三層活性薄層。處于中間的離子導(dǎo)體作為電解質(zhì)起著把自在離子從儲電層對電極傳輸?shù)诫娭伦兩珜拥淖饔?，此時薄膜將由透明變?yōu)椴煌该鳌?1、光密度與注入離子電荷Q的關(guān)系，當(dāng)Q較小時是線性的，較大時呈現(xiàn)出某種飽和，因此可經(jīng)過控制注入電荷量實現(xiàn)OD延續(xù)調(diào)控。 2、經(jīng)過改動電壓極性使電荷注入或抽取，可方便地實現(xiàn)著色或消色，即著、消色有可逆性。不過著消色是不對稱的動力學(xué)過程：離子注入時受電色電極電解質(zhì)界面勢壘的限制，離子抽取時受電色電極內(nèi)空間電荷層的限制。這樣，著、消色的呼應(yīng)特性有區(qū)別。 3、已著色的資料如切斷電荷流通途徑開路、也不發(fā)生其它氧化一復(fù)原反響時

10、，可以堅持著色形狀，即有記憶功崩。 4、將有不同譜特性的資料以某種方式結(jié)合，有能夠?qū)崿F(xiàn)顏色的組合，這被利用來開展混合氧化物EC系統(tǒng)，以得到例如較適宜人眼的光譜峰值呼應(yīng)以致彩色顯示 高分子駐極體 聚偏二氟乙烯，聚氯乙烯、尼龍11和聚碳酸酯等極性高分子在高溫下處于軟化或熔融形狀時，假設(shè)加以高直流電壓使之極化，并在冷卻之后才撤去電場，使極化形狀凍結(jié)下來對外顯示電場，這種半永久極化的高分子資料稱為駐極體。 PVDF壓電薄膜的制備 首先用流涎法或熱壓法制成。型PVDF薄膜所謂流涎法就是將PVDF的樹脂溶于溶劑如二甲基甲酰膿中，配成溶液，流涎于平板上，在一定溫度下枯燥后即得薄膜。所謂熱壓法就是將PVDF樹

11、脂加熱，用輥壓機(jī)壓制成薄膜。用這兩種方法制得的薄膜通常以晶型為主，原始薄膜厚約50400 m。 然后在120左右經(jīng)過單軸拉伸，使。型PVDF蒲膜轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈蜆?gòu)造。拉速普通為20mmmin拉伸45倍時可得到主要含型的PVDF薄膜。 接著在拉伸膜的兩面蒸鍍金、銀、鋁等金屬電極，電極厚度約01m。也可在室溫下將拉伸膜電暈極化處置后再蒸鍍電極。電暈極化條件是電場強(qiáng)度為10一40kVm，時間為20一30s。 最后是熱極化。極化溫度為80一100，極化場強(qiáng)約5kVm，極化時間為30一60 min。 經(jīng)過極化處置后，就可得到具有永久極化強(qiáng)度、壓電常數(shù)和熱電常數(shù)的駐極體。 感光性高分子資料是泛指含有聚合物、預(yù)聚

12、體、單體、感光性化合物或其混合物所組成的各種感光性體系。它們吸收了光能之后，導(dǎo)致體系的分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生化學(xué)或物理變化： 由液態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶性固態(tài)，稱為光固化或光交鏈： 溶解性起變化稱為光交鏈。 變色或發(fā)光，稱為光致變色或光致發(fā)光。 導(dǎo)電性起變化，稱為光導(dǎo)性。 具有催化功能，稱為光催化性。 對基材的附著力起變化，稱為光敏膠。 高分子鏈段起降解作用，稱為光降解。感光性高分子資料的組成 感光性高分子資料體系普通組成如下： 感光性樹脂高分子預(yù)聚體主要成膜資料 活性稀釋劑乙烯基化合物次要成膜資料 光引發(fā)劑安息香或二苯甲酮衍生物反響引發(fā)劑 光增感劑叔胺、季銨鹽反響加速劑 阻聚劑對羥基苯甲醚等儲存穩(wěn)定劑 添

13、加劑消泡、流平劑輔助成膜資料 顏料著色劑 填料加強(qiáng)、致廉感光性高分子資料的運(yùn)用 光敏涂料 射線固化涂料 感光性油墨 光致抗蝕劑 印刷制版用感光性樹脂 射線固化膠粘劑 光降解塑料 其他方面的運(yùn)用 含有光色基團(tuán)的化合物受一定波長的光照射時發(fā)生顏色變化，而在另一波長的光或熱的作用下又恢復(fù)到原來的顏色，這種可逆的變色景象稱為光色互變或光致變色光致變色的根本原理 理想的光色過程有如下兩步組成 1激活反響。即顯色反響。系指化合物經(jīng)一定波長的光照射后顯色和變色的過程。 2消色反響。它有兩種途徑； 熱消色反響；系指化合物經(jīng)過加熱恢復(fù)到原來的顏色。 光消色反響：系指化合物經(jīng)過另一波長的光照 射恢復(fù)到原來的顏色。

14、光致變色資料的運(yùn)用 光致變色化合物作為光敏性資料用于信息記錄介質(zhì)等方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，不用濕法顯影和定影；分辨率非常高，成像后可消除能屢次反復(fù)運(yùn)用；呼應(yīng)速度快。其缺陷是靈敏度低，像的保管時間不長。 光致變色資料的運(yùn)用范圍可歸納為以下幾個方面： 1光的控制和調(diào)變。用這種資料制成光色玻璃可以自動控制建筑物及汽車內(nèi)的光線，做成防護(hù)眼鏡可以防止原子彈爆炸產(chǎn)生的射線和強(qiáng)激光對人眼的損害，還可以做成照像機(jī)自動曝光的濾光片，軍用機(jī)械的偽裝等。 2全息記錄介質(zhì)。 3計算機(jī)記憶元件。光色資料的顯色和消色的循環(huán)變換可用來建立計算機(jī)的隨機(jī)記憶元件，能記錄相當(dāng)大量的信息。 4信號顯示系統(tǒng)。光色資料用作宇航指揮

15、控制的動態(tài)顯示屏、計算機(jī)末端輸出的大屏幕顯示，有著寬廣的前景，同時它也是軍事指揮中心的一項重要設(shè)備。 5輻射計量計。光色資料可用作強(qiáng)光的輻射計量計，可以油量電離輻射、紫外線、X射線和射線等。 6感光資料。光色資料感光度較低，且有些化臺物只對紫外光敏感，但已運(yùn)用于印刷工業(yè)方面，如制版等。 7利用光色反響來模擬生物過程、生化反響是一種很好的途徑。 第一種分類法熱致液晶和溶致液晶 1、 按液晶構(gòu)成的條件，可將液晶分為熱致性和溶致性兩類。 1熱致液晶 經(jīng)過加熱而呈現(xiàn)液晶態(tài)的物質(zhì)稱為熱致液晶，多數(shù)液晶是熱致液晶。 2溶致液晶 因參與溶劑在某一濃度范圍內(nèi)而呈現(xiàn)液晶態(tài)的物質(zhì)稱為溶致液晶。 溶致性液晶又分為兩

16、類，第一類是雙親分子如脂肪酸鹽、離子型和非離子型外表活性劑以及類脂等與極性溶劑組成的二元或多元體系，其液晶相態(tài)可分為層狀相、立方相和六方相等三種；第二類是非雙親剛棒狀分子如多肽、核酸及病毒等天然高分子和聚對二甲酰對苯二胺等合成高分子的溶液。它們的液晶態(tài)可分為向列相、近晶相和膽甾相三種。 此外，在外場如壓力、流場、電場、磁場和光場等作用下進(jìn)入液晶態(tài)的物質(zhì)稱為感應(yīng)液晶。例如，聚乙烯在某一高壓下呈現(xiàn)液晶態(tài)稱為壓致液晶，聚對苯二甲酰對氨基苯甲酰肪在施加流動場后呈現(xiàn)液晶態(tài)是典型的流致液晶。 2第二種分類法向列相、近晶相和膽甾相 醫(yī)用高分子資料是一類可對有機(jī)體組織進(jìn)展修復(fù).替代與再生,具有特殊功能作用的合