功能高分子總論ppt課件(參考版)
2025-05-09 12:06本頁面
【正文】 ? 三、環(huán)境友好高分子材料 2022/6/3 。因此研究高分子的這種特征，利用外場(chǎng)的變化來調(diào)節(jié)高分子功能的變化，發(fā)掘高分子的自適應(yīng)性，尋找實(shí)現(xiàn)高分子功能材料智能化的途徑，將是我們今后的另一努力目標(biāo)。 2022/6/3 ? 二、高分子材料的智能化 ? 高分子功能材料的智能化，是指其功能可隨外界條件的變化而自動(dòng)地調(diào)節(jié)、修飾和修復(fù)。一般而言，單個(gè)小分子的功能性質(zhì)有很明確的方向性，在對(duì)這種小分子單體聚合時(shí)，如果使其先在外場(chǎng)作用下精確取向排列，它們的功能性質(zhì)則可展現(xiàn)在同一方向上，然后再完成聚合反應(yīng)，這樣得到的高分子將具有明顯的功能各向異性?；蜻M(jìn)一步在分子聚集體中引發(fā)成鍵，得到具有高度準(zhǔn)確的多級(jí)結(jié)構(gòu)的高分子。 2022/6/3 ? 二．功能高分子材料的結(jié)構(gòu)與組成研究 ? 化學(xué)成分分析：化學(xué)分析法、元素分析、質(zhì)譜、色譜法等 ? 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析：紅外光譜、紫外光譜、核磁共振、質(zhì)譜、光電子能譜等 ? 晶態(tài)結(jié)構(gòu)分析： X射線衍射法、小角度 X射光散射法、電子顯微鏡、核磁共振等 ? 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分析：電子顯微鏡（ SEM和 TEM），原子力顯微鏡、 X射線衍射法、小角度 X射光散射法、熱分析 ? 熱性質(zhì)分析： DTA、 DSC、 TGA ? 宏觀結(jié)構(gòu)分析：如高分子膜材料的膜厚、孔形和孔徑，高分子吸附材料的空隙率、孔徑和外形，復(fù)合材料的相關(guān)尺寸等。其目的是將功能小分子與聚合物很好地混合，改進(jìn)相容性可以對(duì)兩種分子均有親和性的第三種物質(zhì)，或?qū)Ω叻肿硬牧线M(jìn)行修飾改性。 2022/6/3 ? 2．高分子化條件 ? 根據(jù)功能高分子材料對(duì)機(jī)械性質(zhì)，材料外形特征，物理和化學(xué)性質(zhì)的具體要求而且定。 ? 離子交換樹脂中，在離子取代基鄰位引入氧化還原基團(tuán)，以形成電極修飾材料 ? 化學(xué)反應(yīng)中的鄰位效應(yīng)，加快反應(yīng)速度，提高選擇性。 2022/6/3 ? 三．功能高分子材料的其他制備方法 —— 功能高分子材料中引入第二種功能基和擴(kuò)大已有功能高分子材料的功能 ? 1．功能高分子材料的多功能復(fù)合 ? 將兩種以上的功能高分子材料以某種方式結(jié)合，從而使之具有任何單一功能高分子無法不具備的性能。同時(shí)得到的功能化聚合物功能基的分布也比較均勻。 ? 無機(jī)高分子載體的優(yōu)點(diǎn)在于機(jī)械強(qiáng)度高，可以耐受較高的壓力。 2022/6/3 ? 6）無機(jī)聚合物的功能化反應(yīng) ? 如硅膠和多孔玻璃珠等都是可以作為載體的無機(jī)高分子，其上含有大量的 羥基 ，這些羥基可以通過與三氯硅烷等試劑反應(yīng)，直接引入功能基或引入活性更強(qiáng)的官能團(tuán)，為進(jìn)一步的功能化反應(yīng)做準(zhǔn)備。 2022/6/3 ? 功能基的引入也可以在高分子鏈的結(jié)構(gòu)上 ，如聚苯醚，在氯化錫存在下與氯甲基乙醚反應(yīng)，可以在苯環(huán)上引入活性較強(qiáng)的氯甲基。 ? 端基上引入功能基： 其端基是非封閉的，功能基的引入可以在活性的端基上，如當(dāng)端基為羥基或氨基時(shí)，可以采用帶有羧基及羧基衍生物的功能小分子與其進(jìn)行酯化或酰胺化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)功能化。 2022/6/3 ? 2）聚氯乙烯的功能化反應(yīng) 2022/6/3 ? 3）聚乙烯醇的功能化反應(yīng) 2022/6/3 ? 4）聚環(huán)氧氯丙烷的功能化反應(yīng) ? 聚合物鏈上的氯甲基與醚氧原子相鄰，具有類似聚氯甲基苯乙烯的反應(yīng)活性，可以在非質(zhì)子型極性溶劑中與多種親核試劑反應(yīng)，生成疊氮結(jié)構(gòu)，或者生成酯鍵、碳硫鍵等結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增強(qiáng)反應(yīng)活性。改變制備條件，可以得到凝膠型、大孔型、大網(wǎng)型、米花型樹脂。 ? 聚苯乙烯型功能高分子的特點(diǎn)：這種聚合物與多種常見的溶劑相容性好，對(duì)制成的功能高分子的使用范圍限制小。 ? 方法：化學(xué)改性和物理共混 ? 1．高分子材料的化學(xué)功能化方法 ? 利用接枝反應(yīng)在聚合物上引入活性功能基，從而改變聚合物的物理化學(xué)性質(zhì)，賦予其新的功能。 2022/6/3 ? 二．普通高分子材料的功能化 ? 通過化學(xué)或物理方法對(duì)已有聚合物進(jìn)行功能化，使常見的高分子賦予特定的功能，成為功能高分子。 ? 特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)便、功能小分子的性質(zhì)不受聚合物性質(zhì)的影響，均勻性好，適宜對(duì)敏感材料（如酶）的固化；但在使用過程中包絡(luò)的小分子功能化合物容易失去，特別在溶脹狀態(tài)下，將加快固化酶的失活過程。 2022/6/3 ? 2．聚合包埋法 ? 利用生成高分子的束縛作用將功能型小分子包埋固定來制備功能高分子材料 ? 在聚合反應(yīng)前，向單體溶液中加入小分子功能化合物，在聚合過程中小分子被生成的聚合物包埋。 ? 共聚可以將兩種以上的單體以不同結(jié)構(gòu)單元的形式結(jié)合到一條聚合物主鏈上。 2022/6/3 ? 共聚：共聚也是制備功能性高分子的常用方法，特別是當(dāng)需要控制所含功能基在生成聚合物內(nèi)分布的密度時(shí)，共聚可能是唯一可行的方法 ? 根據(jù)單體結(jié)構(gòu)不同，共聚物可以通過加成聚合或縮合反應(yīng)制備。水解等降解反應(yīng)是縮聚的逆反應(yīng)，可以使聚合物的分子量降低。 ? 縮合反應(yīng)最明顯的特征是反
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