【文章內(nèi)容簡介】 性高分子的降解速度和程度，也由土壤中微生物的種類、含量、溫度、濕度、肥力而定，實際上往往也不能徹底分解。為了有效地解決高分子廢棄物污染環(huán)境的問題， 近年來人們又開始研究既能被光降解又可被微生物降解的雙降解性高分子。目前的代表性品種是據(jù)乳酸，由葡萄糖經(jīng)發(fā)酵 (生成乳酸 )、脫水 (生成交酯 )和開環(huán)聚合 (生成聚乳酸 )而得。 以物理功能為主的功能高分子 高分子導電材料 高分子導電材料分為合成的和復合的導電性高分子材料兩類。其中，合成的導電性高分子材料又分為如下 3類：共軛型、螯合型和電荷轉(zhuǎn)移型。迄今，大部分導電高分子都需要摻入一定的雜質(zhì)才具有較好的導電性。近年來開發(fā)出兩種無需摻雜的導電高分子，一種是聚硫化氮 － (SN)n， 它被稱為超導電材料；另一種是聚磷腈絡合物。 開發(fā)導電性高分子材料目的是希望它既像金屬材料那樣具有高電導率，又像高分子材料那樣容易加工成型，而且穩(wěn)定。這也是多年來人們試圖解決的主要問題。 例如，用 HClO4摻雜的聚苯胺，加入適量的乙炔黑后，其電導率達到 5 S/cm，是良好的電極活性材料。可通過電化學氧化法將苯胺聚合制備小面積的膜，也可用化學氧化聚合法制備成粉末，然后加工成較大面積的膜?，F(xiàn)已用該膜制成二次電池用于計算機方面，其反復沖放電次數(shù)達 2023次。 1987年日本開發(fā)出聚異戊基噻吩，是一種穩(wěn)定性和加工性較好的導電高分子。制成的薄膜電導率達到 42 S/cm， 在空氣中放置一年都保持性能穩(wěn)定，它可溶于普通溶劑中，便于加工成型。預計可用于制造電致彩色顯示元件、傳感器和電池等。 介電性高分子 介電材料屬于絕緣材料，主要用于夾在電極板之間制造電容器。電容器按所用介電材料的不同分為固體的、氣體的和液體的三種。例如，空氣電容器、真空電容器、紙介電容器、塑料薄膜電容器、云母電容器、陶瓷電容器、電解電容器等；根據(jù)結(jié)構(gòu)分為單板型、多層型和卷繞型的三種。聚苯乙烯、滌綸、聚碳酸酯、聚丙烯和聚四氟乙烯都已經(jīng)制成商品化電容器用的塑料薄膜。 壓電性高分子 壓電性薄膜 當薄膜受壓變形時，如果其表面能誘發(fā)電荷，就稱這種薄膜具有壓電性。在單位面積上施加單位壓力所產(chǎn)生電荷的量稱為壓電率。 已知木材纖維素、腱膠原和聚氨基酸具有壓電性。此外，合成的聚偏氟乙烯膜經(jīng)拉伸后具有很高的壓電性能，而且質(zhì)地柔軟，能加工成較大面積的薄膜。 壓電性高分子的用途是制造聲學元件和位移元件。由于壓電性高分子與生物體的音響阻抗匹配較好，故可用作超聲波診斷設備的探測器，它的靈敏度和精度遠高于無機材料探測器。還可能制作生物超聲波顯微鏡的振蕩元件。此外，還可用于 制造水下聲納器、魚群探測器、無損傷探傷器、頭戴受話器、電話機、人體斷層攝影裝置、血壓表、脈搏表、鐘表的音響元件等。 將兩張壓電性薄膜貼在一起，并對每張施加反偏壓，該薄膜即成為折曲位移元件，可用作光導纖維的開關元件、自動開關簾幕、顯示元件、通風冷卻元件、錄像盤中心對準元件等。另外，利用其能將壓力轉(zhuǎn)換為電的功能，以印刷電路板復合后，也可用作電子計算機的鍵盤。 高分子駐極體 半永久性極化的絕緣體稱為駐極體。駐極體一般既具有壓電性，又具有熱電性。壓電性是指因壓力變化而變形時能產(chǎn)生電荷，熱電性是指因溫度變化而變形時能產(chǎn)生電荷。駐極體除具有壓電性和熱電性之外，還具有非線性光學元件功能，能將光波波長折為一半。另外，由于它 具有強電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，并能產(chǎn)生光電動勢，所以可用作傳聲器、頭戴受話機、無觸點開關、紅外線傳感器、火災警報器、機器人觸角、胎兒心音監(jiān)測器等聲學、熱學、光學的傳感器，并可用于復印。 高分子紫外線吸收劑 為了防止紫外線吸收劑揮發(fā)與遷移，人們曾經(jīng)設法提高紫外線吸收劑的分子量，但分子量過高時，就與主體高分子的相容性下降，也影響其發(fā)揮功能。為此，近年來開始研究反應性紫外線吸收劑，并使它與反應性高分子反應而鍵合到高分子鏈上，形成半永久性紫外線吸收劑，一般稱之為紫外線吸收劑的高分子化。 光學活性高分子 具有光學活性的生物高分子如蛋白質(zhì) (肽 )、核酸、酶等， 由于它們具有一定的結(jié)構(gòu)順序，所以具有生物功能。為了模仿這些功能，于是人們開始研究合成具有光學活性的高分子。 高分子的光學活性與其化學結(jié)構(gòu) (不對稱碳原子 )和空間結(jié)構(gòu) (分子卷曲情況 )有關。研究光學活性高分子的主要目的，是仿照酶來制備高分子催化劑 (例如光學活性高分子與金屬的絡合物等 )，用于不對稱合成。 具有物理 化學復合功能的高分子 高分子吸附劑 高分子吸附劑也稱為合成洗發(fā)劑或吸附樹脂。它與活性炭、沸石、硅膠不同，一般是直徑為 ? 1 mm的白色－淺黃色不透明小球，球內(nèi)有許多直徑在 103 ? 101 ? m的微孔，比表面積是數(shù)百平米，與活性炭相比 其表面積不大，但孔徑大，可以用溶劑將被吸附的物質(zhì)溶出，而吸附樹脂本身由于具有立體網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，故不溶于水和有機溶劑，加入也不熔融。高分子吸附劑可分為兩類： 二乙烯基苯交聯(lián)共聚物， 丙烯酸酯 雙甲基丙烯酸乙二酯交聯(lián)共聚物。高分子吸附劑的用途非常廣泛，例如可用于精制先鋒霉素、維生素 B1竹桃霉素、四環(huán)素等藥物，也可用于精制卡哈苡苷、甘草皂苷等食品添加劑和天然香料等，還可用于造紙廢水脫色、驗血和驗尿、分離金屬離子等，并可作為金屬螯合劑的載體。 高分子絮凝劑 絮凝劑是能使分散在水中的微粒聚集成絮狀物，從而促進其沉降或過濾的添加劑。過去主要用明礬、氯化鋁等無機絮凝劑，現(xiàn)在則主要用高分子絮凝劑。最早的高分子 最早的高分子絮凝劑是淀粉、海藻酸鈉等天然高分子絮凝劑； 1940年美國氰胺公司開發(fā)成功聚丙烯酰胺以后，才有了合成的高分子絮凝劑。高分子絮凝劑分為陰離子型、非離子型、陽離子型三類。陰離子型以聚丙烯酸鈉為主，非離子型以聚酰胺為主，陽離子型以聚甲基丙烯酸氯化三甲銨基乙酯為主。陰離子型和非離子型高分子絮凝劑可在制造氫氧化鎂、濕法選礦和濕法冶煉中用于使懸浮液澄清或使懸浮物濃縮，也可用于處理造紙、煉鐵等工業(yè)廢水。非離子型高分子絮凝劑的用途與陰離子型高分子絮凝劑沒有明顯區(qū)別，一般當被處理物的 pH是中性 ? 堿性時用陰離子型的；當被處理物的 pH是酸性時用非離子型的。 陽離子型高分子絮凝劑可用作生化處理污水的污泥助濾劑，以及紙漿纖維和填料的助濾劑。 高分子絮凝劑表面活性劑 關于高分子表面活性劑，目前還沒有一個明確的定義。一般的表面活性劑，分子量不過是數(shù)百左右，當它的分子量達到數(shù)千以上時，就稱為高分子表面活性劑。 通常的表面活性劑達到一定濃度后，分子就集合成膠束；當達到臨界膠束濃度以上時，其降低表面活性的能力、起泡力、滲透力等就趨于一個比較穩(wěn)定的水平。而高分子表面活性劑一般不形成膠束，其降低表面活性的能力、起泡力、滲透力等都相對較低。但可以認為它本身就是一個牢固的表面活性劑集合體，具有較好的分散和絮凝作用，毒性也比較低。 海藻酸鈉是天然的高分子表面活性劑，可用作膠粘劑、絮凝劑；淀粉的脂肪酸酯是半合成的高分子表面活性劑，可用作食品增稠劑和保鮮劑。合成的高分子表面活性劑 品種很多，按離子類型分為陰離子、陽離子和非離子等三類，也可按官能團分為羧酸型、磺酸型、季銨鹽型等。 高分子表面活性劑可用作例如水乳漆中的顏料分散劑、染料分散劑、水泥減水劑、抗靜電劑、乳化劑、低泡沫洗滌劑、乳液聚合乳化劑等。 高分子染料和顏料 將有色成分引入高分子的側(cè)鏈或主鏈中而制成的著色劑，稱為高分子染料、顏料或高分子色素。高分子染料、顏料具有不遷移、耐溶劑、無毒、耐熱等優(yōu)點，可用于如下方面： 1)塑料著色 由于它不遷移，安全無毒，故適用于食品包裝材料、玩具、醫(yī)療用品的著色和加印標記；2)化妝品著色 由于它不透過細胞膜，故適用于化妝品、頭發(fā)定型膠、指甲油等的著色； 3)食品著色 經(jīng)小鼠口服試驗證明，高分子色素可完全從體內(nèi)通過，而不被肌體吸收，故有可能用作食品色素； 4)纖維著色 高分子染料、顏料耐摩、耐洗，用于纖維著色雖然較好，但因成本太高，故一般不用； 5)在彩色膠片中用作非擴散性色素，也可用作皮革染料和涂料、油墨用顏料等。 高分子醫(yī)藥和農(nóng)藥 在醫(yī)藥中多數(shù)是低分子化合物，只有少數(shù)是高分子的，例如治療矽肺病用的克矽平是聚 2乙烯基吡啶的 N氧化物；又如 706代血漿是羥乙基淀粉等。 為了使醫(yī)藥在體內(nèi)能保持較長時間，人們一直致力于醫(yī)藥的高分子化。例如維生素 B1含有羥基，將它接在高分子中，可以在體內(nèi)緩慢分解，釋放出低分子的有效成分VB1。單從“緩釋”和“長效”兩點來考慮，今后的趨勢是，不一定非要采用藥物高分子化的方法不可，將藥物包在 微膠囊中也可達到要求。 近年來，低聚的寡肽已用作醫(yī)藥，今后的方向主要是酶、抗體和干擾素等生理活性物質(zhì)的醫(yī)藥化?？鼓玫母嗡匾部晒潭ㄔ诟叻肿由献鳛橐环N長效藥物。 聚乙烯基吡咯烷酮是良好的藥物添加劑和化妝品添加劑。它具有很好的化學穩(wěn)定性和生理穩(wěn)定性，急性毒性很小，長期服用也沒有明顯障礙；不會被粘膜和皮膚吸收，對皮膚既沒有原發(fā)性刺激作用，又不會引