噻吩基等基团.ppt

功能高分子材料 高分子材料科学与工程 宋晓丽 第一章 绪论 1.1 高分子材料科学的历史回顾 高分子的概念始于20世纪20年代，应用更早： 1839年，美国人谷特一发明硫化橡胶。 1855年，英国人帕克斯用硝化纤维素与樟脑混合制得赛璐珞（制造文具、玩具，如钢笔杆、乒乓球）。 1889年，法国人夏尔多内发明人造丝，是一种人造纤维（服装、医药用品等）。 1907年，酚醛树脂诞生，耐高温（制造塑料、涂料等）。 第一章 绪论 1920年，德国人Staudinger（斯特丁格）发表了“论聚合”的论文，提出了高分子的概念，并预测了聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物的结构。 1935年，Carothes（卡罗斯）发明尼龙66(聚己二酰己二胺)，1938年工业化。 30年代： 1、一系列烯烃类加聚物被合成出来并工业化，PVC（1927～1937），PVAc（1936），PMMA（1927～1931），PS（1934～1937），LDPE（1939）。 2、自由基聚合发展 第一章 绪论 3、高分子溶液理论建立，并成功测定了聚合物的分子量。Flory（弗洛罗）为此获得诺贝尔奖。 40年代： 二次大战促进了高分子材料的发展，一大批重要的橡胶和塑料被合成出来。丁苯橡胶（1937），丁腈橡胶（1937），丁基橡胶（1940），有机氟材料（1943），ABS（1947），涤纶树脂（1940～1950）。 50年代： 1、Ziegler（齐格勒）和Natta（纳特）发明配位聚合催化剂，制得高密度PE和有规PP，低级烯烃得到利用。 第一章 绪论 2、1956年，美国人Szwarc（兹瓦克）发明活性阴离子聚合，开创了高分子结构设计的先河。 50年代后期至60年代： 大量高分子工程材料问世：聚甲醛（1956），聚碳酸酯（1957），聚砜（1965），聚苯醚（1964），聚酰亚胺（1962）。 60年代至70年代： 特种高分子得到发展。 高性能高分子：高强度、耐高温、耐辐射、高频绝 缘、半导体等。 第一章 绪论 功能高分子：分离材料（离子交换树脂、分离膜 等）、导电高分子、感光高分子、高分子催化剂、高吸水性树脂、医用高分子、药用高分子、高分子液晶等。 80年代以后： 新的聚合方法和新结构的聚合物不断出现和发展。 新的聚合方法：阳离子活性聚合、基团转移聚合、活性自由基聚合、等离子聚合等等； 新结构的聚合物：新型嵌段共聚物、新型接枝共聚物、星状聚合物、树枝状聚合物、超支化聚合物、含C60聚合物等等。 第一章 绪论 1.2 基本概念 功能高分子与高性能高分子 性能：材料对外部作用的抵抗特性。例如， 对外力的抵抗表现为材料的强度、模 量等；对热的抵抗表现为耐热性；对 光、电、化学药品的抵抗，则表现为 材料的耐光性、绝缘性、防腐蚀性 等。 第一章 绪论 第一章 绪论 因此： 功能高分子是指当有外部刺激时，能通过化学或物理的方法做出响应的高分子材料。 高性能高分子则是对外力有特别强的抵抗能力的高分子材料。 它们都属于特种高分子材料的范畴。 第一章 绪论 1.3 功能高分子材料的类型 日本著名功能高分子专家中村茂夫教授认为，功能高分子可从以下几个方面分类。 1. 力学功能材料 强化功能材料，如超高强材料、高结晶材 料等； 2) 弹性功能材料，如热塑性弹性体等。 第一章 绪论 2. 化学功能材料 分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、 高分子络合物等； 2)反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试剂； 3)生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。 第一章 绪论 3. 生物化学功能材料 1) 人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2) 高分子药物，如药物活性高分子、缓释性高分子 药物、高分子农药等； 3) 生物分解材料，如可降解性高分子材料等。 第一章 绪论 国内一般采用按其性质、功能或实际用途划分特种功能高分子材料，具体可划分为8种类型： 1. 反应性高分子材料，包括高分子试剂、高分子催 化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和 固定化酶试剂等。 2. 光敏型高分子，包括各种光稳定剂、光刻胶，感 光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材 料等。 第一章 绪论 3. 电性能高分子材料，包括导电聚合物、能量 转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及 其它电敏感性材料等。 4. 高分子分离材料，包括各种分离膜、缓释膜和 其他半透