功能高分子材料

二、功能高分子的设计与制备

1、材料的功能：向材料输入某种能量或刺激，经过材料的传输和转换，再作为输出或反馈提供给外界环境的一种作用。

一次功能：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属同种形式，材料只能起到能量传送部件的作用，这种功能称为一次功能。（如导电、导热）。

二次功能：当向材料输入的能量和输出的能量是不同形式时，材料起能量转换部件的作用，这种功能称为二次功能。（如压电功能） 2、功能高分子材料的制备可归纳为以下四种类型： 功能性小分子材料的高分子化；已有高分子材料的功能化； 多功能材料的复合; 已有功能高分子材料的功能扩展。

3、活性聚合：不存在任何使聚合链增长反应停止或不可逆转移副反应的聚合反应。

活性聚合最典型的特征是引发速度远远大于增长速度，并且在特定条件下不存在链终止反应和链转移反应，亦即活性中心不会自己消失。 活性聚合对高分子设计的意义：

1）通过控制单体与引发剂浓度之比，合成指定分子量的聚合物。分子质量可控,相对分子质量分布很窄。 Xn?n?M?/?C?2）按顺序加入不同单体，合成指定结构的嵌段共聚物。

mMR??nM1?R—M1M1?M1????????R—M1M1...M1M2M2...M2?2?????n??????????nm3）利用活性端基制备含有特殊官能团的高分子材料。

4、可控聚合：虽存在链转移反应和链终止反应但宏观上类似于活性

聚合的聚合反应为“可控聚合”。 5、阴离子活性聚合基本特点：（P28-30）

1）聚合反应速度极快，通常在几分钟内即告完成； 2）单体对引发剂有强烈的选择性；

3）无链终止反应； 4）多种活性种共存；

5）相对分子质量分布很窄，目前已知通过阴离子活性聚合得到的最窄相对分子质量分布指数为1.04。

6、高分子的化学反应的定义：聚合物分子链上或分子链间官能团相互转化的化学反应过程。

7、高分子化学反应的类型（根据聚合度和基团的变化）：

1）聚合物基团反应：聚合度及总体结构基本不变的反应，只是侧基和端基变化，也称之为相似转变。许多功能高分子也可归属基团反应。 2）聚合度增大的反应：如交联、接枝、嵌段、扩链等 3）聚合度变小的反应：如降解，解聚 8、将聚醋酸乙烯酯转变为聚乙烯醇的反应

聚苯乙烯的相似转变

CH2CHCH3OCH2ClCH2CHKHCO3CH2CHCH2ClCHOH2O2, H+CH2CHCOOHO

可用于在聚乙烯醇结构中引入活性基团的反应

[CH2CHOHCH]n2CHR[CH2CH]n2OCHClCH2CCH2ROOH[CH2CH]n2OCH(RCO)2OCOOH[CH2CH]nOCORRCOCl[CH2CH]nOCORP2O5, H3PO4[CH2CHO]nOP9

RCHOOH[CHCHOCHRCH2 OH、CHO]n2

聚氯乙烯的功能化改性

三、高分子分离材料

1、离子交换树脂的定义：离子交换树脂是一类带有功能基的网状结构的高分子化合物，它由不溶性的三维空间网状骨架、连接在骨架上的功能基团和功能基团上带有相反电荷的可交换离子三部分构成。 离子交换树脂由三部分组成：

1）交联的具有三维空间结构的网络骨架 2）在骨架上连接由许多功能基团 3）功能基团上吸附着可进行交换的离子