功能高分子材料(罗祥林 主编)思考题

功能高分子思考题

第一章绪论

1．什么是功能高分子或功能高分子材料？功能高分子的特点有哪些？

与常规的聚合物相比具有明显不同的物理化学性能，并且具有某些特殊功能（如化学活性、光敏性、导电性等）的聚合物大分子都属于功能高分子材料。

特点：a.产量小、产值高、制造工艺复杂；b.具有与常规聚合物明显不同的物理化学性能，并具有某些特殊功能；c.既可以单独使用，也可以与其他材料复合制作成结构件，实现结构/功能一体化。

2．试述功能高分子、特种高分子、精细高分子之间的区别和联系。

特种高分子：具有高强度、耐冲击、耐高温、特优电绝缘性能或兼而有之的一类高分子。

精细高分子：包括高分子化的精细化学品，和有特殊性能的功能高分子材料。

3．功能高分子材料应具有哪些功能？

物理功能（导电、超塑性、磁记录等）、化学功能（离子交换、催化、氧化还原等）、介于化学和物理之间的功能（吸附、膜分离、表面活性等）、生物或生理功能（组织适应性、血液适应性、非吸附性等）。4．按照功能划分功能高分子材料可以分哪些类别？

物理功能高分子材料、化学功能高分子材料、生物功能和医用高分子材料、其他功能高分子材料。

5．按照性质和功能划分，功能高分子材料可以分为哪些类型？

反应型高分子、光敏型高分子、电活性高分子、膜型高分子材料、吸附型高分子、高性能功能材料、高分子智能材料、医用高分子、其他功能高分子。

6．功能高分子材料的主要结构层次有哪些？

元素组成、官能团结构、链结构和分子结构、微观构象和聚集态、宏观结构。

7．在功能高分子中官能团所起的作用有哪些？

（1）官能团的性质对材料的功能性起主要作用；

（2）官能团与聚合物骨架的协同作用决定了功能高分子的功能性；

（3）聚合物骨架本身具有官能团的作用；

（4）官能团对功能高分子的功能起辅助作用。

8．在功能高分子中常见高分子效应有哪几种？

物理效应、支撑作用、模板效应、邻位效应、包络作用和半透性、其他效应。

9．举一例说明从已知结构和功能的化合物设计功能的高分子。

（选一种）西瓜含水量极高的原因是西瓜中有一种纤维素，仿照西瓜纤维素的构造可以设计超吸水性树脂，它能够吸收超越自身重量数百倍到数千倍的水分；竹子在其表皮组织有密集的纤维束，在内部这样的结构却很稀少，这样形成了一种高强度材料。

10．化学方法制备功能高分子时制备功能可聚合单体应该注意什么？

可聚合基团的选择要根据在高分子化过程中使用的聚会方法，功能性小分子的结构特点、生成功能聚合物的使用条件和所需要的性能要求等多种因素综合考虑。需考虑可聚合基团与功能化基团之间不要相互干扰，必要时对敏感基团加以保护。

11．对通用高分子材料的功能化可以采用哪些途径来实现？

a.化学功能化：利用接枝反应在主链上引入活性功能基，从而改变聚合物的物理化学性质，赋予其新的功能；

b.物理方法：通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现；

c.功能高分子材料的多功能复合；

d.在同一种分子中引入多种功能基。

第二章吸附分离功能高分子（本章无标准答案）

1.什么是吸附选择性和吸附性分离？什么是吸附分离功能高分子材料？

固体物质对液体或气体中的不同组分的吸附性有差别。即具有吸附选择性；利用吸附选择性可以分离复杂物质和进行产品提纯，这种利用吸附现象实现分离某些物质的方法，称为吸附性分离。

吸附分离功能高分子材料，又称高分子吸附剂或高分子树脂，它是利用高分子材料与被吸附物质之间的各种相互作用，使其发生暂时或永久性结合，从而发生各种功能的材料。

2.列举吸附分离功能高分子材料的优势和分类。

优势：a.在聚合物骨架内可以通过化学或物理作用引入不同结构与性能的基团进行改性，从而得到本性性能与表面性能均十分优异的各种用途的吸附剂；b.通过调整制备工艺，可以制作各种规格的多孔性材料，

使吸附剂有效吸附面积大大增加；c.具有一定交联度的聚合物在溶剂中溶胀后，充分扩张的三维结构又为吸附的动力学过程提供便利条件；d.强度高，寿命长，耐氧化，耐辐射，耐热，易再生和回收。

分类：非离子型的高分子吸附树脂、离子型的高分子吸附树脂、金属离子配位型的螯合树脂、亲水性的高分子吸水剂、亲油性的高分子吸油剂、离子交换膜、高分子电解质絮凝剂。

3.试分析影响吸附分离功能的因素有哪些？

内因：（1）聚合物的化学组成（基本元素的影响、官能团的影响）；（2）聚合物链结构和超分子结构

；（3）吸附树脂的宏观结构

外因：温度、周围介质的影响、pH值。

其他：流动相的流速、溶液粘度、被吸附物质的扩散系数等动力学因素。

4.吸附分离高分子致孔的方法有哪些？各有什么特点？

（1）惰性溶剂致孔：（2）线形高分子致孔：（3）后交联成孔：（4）无极纳米微粒致孔：

5.物理相互作用吸附物质的吸附树脂可分为非极性、中极性和强极性三类，它们各有什么特点，对它们的制备各举一例。

（1）非极性：主要通过范德华力从水溶液中吸附具有一定疏水性的物质。以聚苯乙烯和二乙烯苯共聚得到的吸附树脂为非极性吸附树脂。

（2）中极性：从水中吸附物质，除范德华力外，也有氢键的作用。中极性单体聚合得到，如聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯。

（3）强极性：主要是通过氢键与偶极-偶极相互作用对吸附物质进行吸附。含氰基的吸附树脂，可由悬浮聚合法合成，如将DVB与丙烯腈共聚，得到含氰基的树脂。

6.什么是离子交换树脂？阳离子交换树脂和阴离子交换树脂分别含有哪些官能团？

离子交换树脂，又称为离子交换与吸附树脂，是指在聚合物骨架上含有离子交换基团，能够通过静电引力吸附反离子，并通过竞争吸附使原被吸附的离子被其他离子所取代，从而使物质发生分离的功能高分子材料。

阳离子：-SO3H、-COOH、-PO3H2、-AsO3H2等。

阴离子：-N+(CH3)3、-N+(CH3)2CH2CH2OH等。

7.以交联聚苯乙烯为骨架如何分别在苯环上引入阳离子交换基团和阴离子交换基团？（没有标准答案，大家自己斟酌一下）

阳离子：首先合成聚苯乙烯-二乙烯苯小球，然后用溶胀剂溶胀聚苯乙烯进行

磺化反应。

阴离子：大部分强碱性阴离子交换树脂是从聚苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球出

发，经氯甲基化和胺化反应制得。P 23

8.表征离子交换树脂物理性能指标有哪些？

粒度、密度、孔性能指标、比表面积、含水量。

9.离子交换树脂有哪些主要功能？试述离子交换树脂的用途。

（1）主要功能：离子交换功能、催化功能、吸附功能、脱水功能、脱色功能。

（2）用途：水处理、环境保护、海洋资源利用、冶金工业、原子能工业、食品工业、化学合成。

第三章反应型功能高分子

1.什么是反应型功能高分子材料？

反应型功能高分子材料是指具有化学活性、能够参与或促进化学反应进行的高分子材料，主要包括高分子化学反应试剂和高分子催化剂。

2.制备反应型功能高分子的有机聚合物载体应满足什么要求？反应型功能高分子的特点有哪些？反应型功能高分子主要有哪两大类？

要求：（1）不溶于普通有机溶剂，但能够溶胀；（2）物理机械性能好，有适当的刚性和柔性，不易破损；（3）容易功能基化，功能基早高分子骨架上分布均匀；（4）聚合物的功能基容易与反应试剂接近；（5）在反应过程中不发生副反应；（6）能通过简单、经济和转化率高的反应进行再生。

特点：（1）化学和物理稳定性好；（2）试剂和催化剂容易分离和可回收利用；（3）稀释效应和浓缩效应；（4）实现连续化和自动化操作；（5）避免副反应和提高产率。

分类：高分子化学反应试剂、高分子催化剂。

3.从化学反应的角度可以将高分子化学反应试剂分成哪两类？它们在进行反应时有何不同？

分类：高分子承载的反应底物（1）、高分子承载的小分子试剂（2）。

不同：（1）将普通的反应底物通过适当的化学反应固载到聚合物上，然后用这

种高分子承载的反应底物与小分子化学反应试剂得到高分子承载的

产物，再用一定的化学反应方法将产物从高分子载体上解脱下来，

除去载体，经简单纯化得到所需要的产物。

（2）将小分子试剂通过适当的化学反应固载到聚合物上，然后用这种高

分子承载的试剂与小分子进行计量反应以获得产物。

4.氧化还原型高分子试剂活性中心一般含有哪五种结构类型？作为高分子氧化剂的高分子硒试剂与小分子有机硒相比具有哪些优点？

结构类型：氢醌或酮式结构、硫醇或硫醚结构、吡啶结构、二茂铁结构、多核杂环芳烃结构。

优点：消除了毒性和令人讨厌的气味；具有良好的选择氧化性。

5.在高分子转递试剂中列举三种以上高分子试剂的化学反应，并分析反应机理和特点。

6.简述固相合成过程。高分子固相载体必须满足的要求有哪些？

合成：首先，含有双官能团或多官能团的低分子有机化合物A以共价键的形式与

带有活性基团的X的高分子载体相连接；

然后，这种一端与高分子骨架相接，另一端的官能团处在游离状态的中间

产物能与其他小分子试剂进行单步或多步反应，生成化合物A-B；

最后，将合成好的化合物通过水解从载体上释放下来。

要求：（1）在反应介质中不溶解，不参与化学反应，是化学惰性的；

（2）在反应介质能很好地溶胀；

（3）载体上的活性基团与反应物的反应活性高；

（4）载体与反应物形成的键在反应过程中、温和条件下稳定，但反应完成

后容易离解。

合成：首先，使氨基保护的氨基酸与氯苄反应构成肽反应增长点；

然后，在保证生成的酯键不断裂的条件（温和酸性水解）下脱下保护基

R，再与另一种氨基酸（氨基被保护）反应形成酰胺键。如此反

复，就可以得到预定结构的多肽；

最后，用合适的酸（HBr与CH3COOH的混合液或CF3COOH与HF的混合

液）水解除去端基保护基并断开载体与多肽之间的酯键。

7.列举几种高分子酸碱催化的有机反应。

酸催化：（1）酯化反应；

（2）缩合反应。

碱催化：（1）水解反应；

（2）缩合反应。

8.通过化学结合的高分子金属络合物催化剂有哪三种结构？

结构：单配位、分子内螯合、分子间交联。

9.列举一些高分子金属络合物催化剂催化的有机反应。

（1）氧化反应；

（2）加氢反应；

（3）烯烃聚合；

（4）烯烃的其他反应；

（5）卤代烃酰化。

10.什么是相转移催化剂？举例说明高分子相转移催化剂催化的反应。

相转移催化剂一般是指在反应中能与阴离子形成离子对，或者与阳离子形成

配合物，从而增加这些离子型化合物在有机相中的溶解度的物质。

第四章光功能高分子材料

1.名词解释：光功能高分子材料、光量子效率、激基缔合物、活性稀释剂、光刻胶、正性胶、负性胶、光力学功能高分子材料、高分子非线性光学材料。

光功能高分子材料：在光的作用下能够产生某些特殊物理或化学性能变化的高分子材料。

光量子效率：物质分子每吸收单位光强度后，发出的荧光（或磷光）强度与入射光强度的比值。

激基缔合物：处在激发态的分子和同种处于基态的分子相互作用，生成的分子对。

活性稀释剂：

光刻胶：感光性树脂受光的照射而产生化学反应（交联或降解）或其他结构变化，使溶解性能发生显著变化，不溶解的树脂对底材具有抗化学腐蚀的作用，这种感光性树脂就叫做光抗蚀剂或光刻胶。

正性胶：光的照射使涂层发生光降解反应，导致溶解性提高，在显影时被洗去，暗区的光刻胶被保留下来。负性胶：光的照射使涂层发生光交联反应，导致溶解性下降，在显影时被保留下来，暗区的光刻胶被洗去。光力学功能高分子材料：光功能高分子材料在吸收光参量的能量之后，如果发生材料的形状变化或产生运动的能力，称为光力学功能高分子材料。

高分子非线性光学材料：光学性质依赖于入射光强度的材料。

2.利用Jablonsky图简要阐述激发态的损耗方式。

3.简述光敏涂料的主要组分

主要组成：预聚物、交联剂、稀释剂、光敏剂（光引发剂）、热阻剂、调色颜

料

4.常见的光固化稀释剂有哪些类型？分别举出1~2个单官能、双官能和多官能丙烯酸酯的稀释剂，说明其特点。

类型：单官能团活性稀释剂、

双官能团活性稀释剂、

多官能团活性稀释剂。

稀释剂：

（1）单官能丙烯酸酯：

特点：有气味、活性较低、收缩率较低、固化物柔软。

特点：同上。

（2）双官能丙烯酸酯：

特点：粘度小、稀释性好、活性大、柔性好、附着好。

特点：粘度小、稀释性好、活性大、柔性好、附着好较HDDA少用。

（3）多官能丙烯酸酯：

特点：反应不完全、硬度大、交联度高。

特点：固体、活性大、硬度大、交联度高、收缩率大。

5.光固化的低聚物主要有哪些类型

类型：不饱和聚酯、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯。

6.写出聚乙烯醇肉桂酸酯光刻胶的结构式和交联反应方程式。

7.简述光导电机理及光导电高分子材料的结构特点。

机理：

结构特点：（1）主链中有较高程度的共轭双键；

（2）侧基中具有多环的芳香基；

（3）侧基带有各种取代基的芳香氨基，其中主要为咔唑基。

8.光能转换高分子功能材料主要有哪些？

光能转化为电能、光能转化为化学能、光力学功能高分子材料。

第五章电功能高分子材料

1.载流子的概念，以及导电高分子的分类。

概念：导体、半导体导电是通过它们中荷载电流（或传导电流）的粒子实现，这种粒子即为载流子。分类：结构型（或称本征型）导电高分子、复合型（又称掺合型）导电高分子。

2.导电高分子材料的特点。

P 109-110没找着，看你们自己的了0.0

3.电导型高分子的结构特征

特征：分子内具有大的共轭π电子体系，具有跨键移动能力的π价电子成为这一类导电聚合物的唯一载流子。

机制：（1）电荷转移络合物机制；（2）质子酸机制。

4.渗滤阀值的涵义。

随导电填料含量增加，开始时导电率增加极少，当加入的导电粒子达到某一含量值后，电导率有一跳跃，剧增是个数量级以上，这个含量值就是渗滤阀值。

5.离子导电高分子的导电机理。

离子同高分子链上的极性基团络合，在电场作用下，非晶区的离子与极性基团不断发生络合—解络合过程，从而实现离子的迁移。

6.离子导电高分子对高分子基质的要求，常见的聚合物名称及结构。

要求：（1）含有一些给电子能力很强的原子或基团,它们能与阳离子形成配位键

（2）配位中心间距离适当以便形成多元配位键

（3）高分子链足够柔顺

聚合物：聚环氧乙烷（PEO）、聚环氧丙烷（PPO）、聚丁二酸乙二醇酯（PES）、聚癸二酸乙二醇（PEA）、聚乙二醇亚胺（PE）。

7.导电复合材料的导电机理及常见性质。

机理：（1）渗流理论；（2）隧道效应理论；（3）场致发射理论。

性质：

导电通路理论：导电填料浓度达到“渗滤阀值”时相互连接形成导电通路。

性质：在某个浓度以上，复合材料的导电能力会急剧上升。

隧道导电理论：分子在振动时，电子通过相邻导电粒子在电场作用下形成的

隧道实现定向迁移。

性质：在导电颗粒还没有分散成网络时，就有导电能力了。

导电机理：

粒子导电：从通过接触的导体粒子链来导电，粒子之间的接触电阻与接触数是决定导电的关键

隧道导电机制：把非常薄的非导体夹在导体中时，电场作用下电子仅需越过非常低的势垒而移动的现象

开关效应：电压与电流的关系急剧发生变化的现象

表现：在一定温度下增加电压，在某一电压时有非导体剧变为导体；在一定电压下升温，在某一温度区域由良导体变为绝缘体

压敏、拉敏效应：在外场压力作用下，复合材料由高阻态转变为低阻态，称为压敏效应，反之在拉力作用下，由低阻态转变为高阻态，则为拉敏效应。

热敏效应：电阻率随温度的升高而增加或降低

第六章生物医用功能高分子

1.对医用高分子的特殊要求有哪些？

生物相容性、特定的物理机械性能、良好的灭菌性能。

2.生物相容性包括哪两方面的内容？各自的影响因素有哪些？

包括：宿主反应（影响因素：组织反应、血液反应、免疫反应）、材料反应（影响因素：生理活动中骨骼、关节、肌肉的机械活动；生物电场、磁场和电解、水解和氧化作用；新陈代谢过程中的生化反应和酶催化反应；细胞黏附与吞噬作用）。

3.医用高分子的分类方法有哪些？

a.按照材料的性质：生物惰性高分子材料和可生物降解高分子材料

b.按用途分：治疗用高分子材料，药用高分子材料，人造器官用高分子材料等

c.来源：天然高分子医用材料，合成高分子医用材料，含高分子的复合医用材料

d.按材料自身的功能和特点：生物相容性高分子材料，生物降解性，生物功能性

第七章液晶高分子材料

1.什么是液晶？什么是液晶高分子？

液晶：一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间态，即液态晶体。

液晶高分子：在一定条件下能以液晶相态存在的高分子。

2.液晶高分子有哪几种分类方法？

分类：生成条件、液晶基元所处的位置、其他（高分子链形状、高分子链的亲溶剂特性、高分子的来源、主链上是否含有芳香环）

4.列举几种溶致性主链液晶高分子。

溶致性：聚对氨基苯甲酰胺、聚均苯四甲内酰胺

6.侧链型液晶高分子主要有哪几部分组成？组成：高分子主链、液晶基元、间隔基。

7.什么是侧链型液晶高分子的“柔性间隔基去偶概念”？

概念：在主链与液晶基元之间插入足够柔顺的柔性间隔基，可以减弱两者热运动

的相互干扰，从而保证液晶基元的取向有序排列，这就是“去偶”效应。

第八章高分子功能膜材料

1.什么是膜？高分子分离膜按膜过程主要分为几类？

膜：一种能够分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种物质的二维材料。

分类：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、透析膜、电渗析、气体分离膜、渗

透汽化膜、液膜。

2.按膜体结构和断面形态可以将高分子分离膜分为几类？

按膜体结构分：致密膜（又称密度膜）、多孔膜、乳化膜。

按膜的结构分：对称膜（又称均质膜）、非对称膜

3.什么是致密膜和多孔膜，其制备方法有哪些？

致密膜：又称密度膜，通常是指孔径小于1nm的膜，多用于电渗析、反渗透、气体分离、渗透汽化等。

多孔膜：可分为微孔膜和大孔膜，主要用于混合物水溶液的分离，如渗透、微滤、超滤、纳滤和亲和膜等。

4.膜分离原理主要包含的分离机理有哪些？

机理：筛分机制、溶解扩散机制、选择性吸附-----毛细管流动理论。

5.膜分离驱动力有哪些？

驱动力：浓度差驱动力（透析膜）、

压力差驱动力（微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜）、

电场驱动力（电透析膜）

6.简述膜透过性能及其影响的因素。

膜透过性能：单位时间内透过单位面积分离膜的物质的量，一般用透过率J表示。

因素：膜材料的组成和结构、被分离物质在膜中的溶解性能、分离膜的聚集结构和超分子结构、被透过物质的物理化学性质。

7.针对不同的分离膜，膜的分离性能主要有哪几种表示方法？

表示方法：（1）截留率R；（2）截留分子量；（3）分离系数α；（4）选择透过度和交换容量。

8.相转化法制备一体化非对称膜的方法有哪些？

方法：浸没沉淀法、热沉淀法、溶剂蒸发沉淀法、蒸汽相沉淀法。

9.分离膜的主要性能指标是什么？

透过率：指测定物质单位时间透过单位面积分离膜的绝对量。（分离速度）

选择性：指在同等条件下测定物质透过量与参考物质透过量之比。（分离质量）

10.什么是LB膜和分子组装膜？

LB膜：一种超薄有序膜，是在气-液界面上形成的分子紧密有序排列的单分子膜。

分子组装膜：利用分子间的静电力、生物亲和力、化学吸附作用力在基材表面上

形成化学键连接的、取向紧密排列的二维甚至三维的有序单层或多层膜。

考试题型总结

填空：

1.功能高分子材料的性能必然也受到聚合物骨架的种类和形态影响。根据形成高分子骨架的聚合物的类型，目前在功能高分子材料中主要有以下及种类型骨架得到应用，即1.聚乙烯型、聚乙烯、聚醚等为代表的饱和碳链型聚合物，其特点是链的柔性好；

2.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物，特点是强度较高；

3.以多糖和肽链为代表的大分子，多数是天然高分子，或经过改造修饰的天难然高分子，常见的如改性纤维素和甲壳质衍生物，特点是生物相容性较好；

4.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链的，带有线性共轭结构的聚合物，这类聚合物的骨架有电子位异性质；

5.以聚芳香内酰胺为主链的所谓梯型聚合物，一般具有超长

的力学性能。

2.根基聚合物骨架的形态，可以将聚合物骨架分成三种：一种是线性聚合物，第二种是分支型聚合物，第三种是交联聚合物。

3.红外形光谱、紫外线光谱、核磁共振光谱法和质谱法被称为近代化学结构分析的四大光谱法，红外光谱主要提供分子中各种官能团的信息，核磁共振谱和质谱主要提供分子内元素连接次序和空间分布信息，紫外光谱可以提供分子内发色团、不饱和键和共轭结构信息。

4.高分子氧化还原试剂：1.醌型高分子试剂2.硫醇性高分子试剂3.吡啶性高分子试剂4.二茂铁型高分子试剂

5.多核芳香杂环形高分子试剂

5.高分子氧化试剂：高分子过氧酸试剂和高分子硒试剂

6.多肽固相合成（保护端基）BOC方法Fmoc固相合成法

7.核酸都是由上述三种物质，即磷酸、戊糖（核糖、脱氧核酸）、碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、脲嘧啶和胸嘧啶）构成。

8.核苷酸一般由剪辑杂环内的饱和氮原子与核糖1位上的羟基反应脱水相连接，磷酸与核糖5位上的羟基反应脱水形成酯键。核苷酸之间则通过磷酸与另个核苷酸糖上3位羟基反应形成二酯键连接，当多核苷酸以一定顺序连接构成短链核酸，则一般称为寡核酸。

9.ptc效应的产生主要有：热膨说和晶区破坏说

10.负温度系数效应（NTC）T升σ升R降

11.复合型导电高分子材料的结构：1.分散复合结构2.层状复合结构3.表面复合结构4.梯度复和结构。

12.离子导电理论，主要包扩缺陷导电，无扰亚晶格离子迁移导电和非晶区传导导电

13.电子导电高分材料由具有大的线型或面型共轭分子结构的聚合物构成，离域性的π分子是潜在的载流子。

14.高分子液晶材料是指那些外在一种介稳定态的高分子材料，在这种相态下，材料即有固态晶体的空间排列有序性，又有液态物体的流动性。高分子液晶分子是指具备形成液晶态的高分子材料，并不一定外在液晶态；高分子液晶态则是指外在液晶态的高分子材料，指的是一种状态：液晶态固件是保留了液晶态分子堆切结构的固态材料，指的是固体晶体状态。

15.高分子液晶材料有三种常用的分类方法：根据液晶相态结构分类有向列型液晶、近晶型液晶和胆甾唇型液晶，根据高分子液晶材料的分子结构分类有主链型液晶，则链型液晶和混合型液晶，根据液晶态的形成过程分类有热致性液晶和溶致型液晶。

16.溶致型侧链高分子液晶指刚性结构处在聚合物侧链上，并在溶解过程中形成液晶态的高分子材料。侧链通常含有两亲结构，即一端亲水、一端亲油，这样在溶解液中有利于分子的有序排列。侧链的任何一端都可以和聚合物骨架连接，构成梳状液晶分子。

17.多孔膜的特点：微滤（MF）固体颗粒、细菌等；超滤（VF）蛋白质、酶、多肽、病毒等；纳滤（NF）抗生素、合成药、染料、二糖等；反滤透（RO）无机盐类水溶剂。

18.膜分离机制：1.过筛分离机制2.溶解扩散机制3.选择性吸附机制。

19.膜分离过程的驱动力：1.浓度差驱动力2.压力差驱动力3.电场驱动力。

20.溶剂的选择：1.当溶剂分子与聚合物分子之间作用力大大超过聚合物分子间作用力—聚合物溶剂。2.当溶剂分子与聚合物分子之间作用力与聚合物分子间作用力处于同一个数量级—聚合物溶胀剂。3.当溶剂分子与聚合物分子之间作用力远远小于聚合物分子间作用力—聚合物非溶剂。

21.微滤膜（mF）：以静压力作为驱动力（筛分机理）多孔膜，膜孔径的范围在0.1~10um。孔积率70%左右，孔密度109个/cm2，操作压力在69~207kPa之间。特点：1.孔径均匀，过滤精度高2.孔径大3.无吸附或少吸附，微孔膜厚度90~150um4.无介质脱落.缺点：1.颗粒容量较小，易堵塞2.使用前道过滤的配合。

22.超滤膜（VF）：静压力作为驱动力，多孔膜，孔径范围1~100nm，孔积率60%，孔密度104个/m2。

23.纳滤膜（NF）：主要指能够截留直径在1nm左右，分子量在1000左右溶质的分离膜。低压反渗透膜（松

散反渗透膜）SO

42-、PO

4

2-多价阴离子有截留100%。分离物质介于反渗透膜与超滤膜之间。

反渗透膜（超细滤膜）：主要用于反渗透过程，是压力驱动分离过程中分离颗粒粒径最小的一种分离方法。膜的孔径0.1~10nm，孔积率50%，孔密度1012个/cm2，操作压力0.69~5.5MPa。

25.密度膜：聚合物膜，不存在人为孔。

26.液体膜：乳状液体膜，支撑型液体膜。

27.分子吸收光子后从基态跃迁到激发态，其获得的激发能有三种可能的转化方式：1.发生化学反应2.以发射光的形式耗散能量3.通过其他方式转化成热能。

28.abs表示光吸收过程，吸收光后电子跃迁到激发态，f

1

为荧光过程，分子吸收的能量以荧光发射方式耗

散，激发态电子回到基态。Vr为振动弛豫，i

c

为热能耗散，通过分子间的热碰撞过程失去能量回到基态。isc为级间窜跃，此时表示单线激发态电子转移到三线激发态。Phos为磷光过程，电子从三线激发态回到基态，能量以磷光发射形式耗散，S表示单线态，T表示三线态。

29.能级（能量）T

j

j

,寿命T

j

>S

j

，自由基性能T

j

>S

i

，离子性能T

j

i

。

30.影响高吸水性树脂性能的因素：1.树脂化学结构的影响2.聚合物链段结构的影响3.外部影响因素。

31.吸附性高分子材料根据材料来源划分有天然高分子吸附性和合成高分子吸附剂。根据吸附剂的化学结构和作用原理划分有非离子型高分子吸附剂、离子型高分子吸附剂，配位型高分子吸附剂和高吸水性高分子吸附剂，合成高分子吸附剂根据其外观形态还可以分成凝胶型（微孔）吸附树脂、大孔型吸附树脂，米花型吸附树脂和大网状吸附树脂。

32.离子交换树脂命名：分类名称I

1，骨架名称I

2

，基本名称I

3

。

33.强酸性离子交换树脂-SO

3H，弱酸性-COOH，强碱性弱碱性-NH

2

，-NHP

1

，-NR

2

。

34.离子交换树脂的制备方法：分散剂：明矾，聚乙烯醇（COV）。

名词解释

1.功能：外部向材料输入信号时，材料内部质和量的变化而产生输出的特性。

2.性能：材料对外部的抵抗特性。

3.功能高分子材料：人们将这些具有物理化学性质的材料称为功能高分子材料。

4.功能高分子材料制备策略：是通过化学或者物理的方法按照材料的设计要求将功能基于高分子骨架相结合，从而实现预定功能。

5.均相化学反应：在化学反应中如果原料、试剂、催化剂相互间互溶，在反应体系中处在同一相态中（相互混溶或溶解）。

6.多相化学反应：在化学反应中如果原料、试剂、催化剂中至少有一种在反应体系中不溶解或不混溶，因而反应体系不能处在同一相态。

7.均相催化反应：催化剂与反应体系成一相的催化反应。

8.多相催化反应：其中催化剂独立成相的称为多相催化反应。

9.有机固相合成：是指在合成过程中采用在反应体系中不溶的有机高分子试剂作为载体进行的合成反应。

10.掺杂：因提供电子给体电子受体而提高电导率的方法。

11.负温度系数NTC：即负温度系数效应是指材料的电阻率随着温度的升高而下降的现象。

12.正温度系数PTC：即正温度系数效应是指材料的电阻率随着温度的升高而升高的现象。

13.NTC材料：当升高材料温度导电能力升高，电阻值随之下降，具备这种性质的高分子材料称为负温度系数材料。

14.PTC材料：当升高材料温度导电能力下降，电阻值随之上升，具备这种性质的高分子材料称为正温度系数材料。

15.复合型导电高分子材料：主要由高分子基体材料、导电填充材料和助剂等构成。

16.本征态导电高分子材料：材料内部不含有其他导电性物质，完全由导电性高分子本身构成。

17.液晶：在物理性质上呈现各向异性，形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态，处于这种状态下的物质称为液晶。

18.高分子液晶材料：指那些处在一种介稳态的高分子材料，在这种相态下，材料既有固态晶体的空间排列有序性，又有液态物体的流动性。

19.熔融型液晶：

20.溶致型液晶（热致型高分子液晶）：当溶解在溶液中的液晶分子的浓度达到一定值时，分子在溶液中能够按一定规律有序排列，形成具有晶体性质的聚集体，此时称这一溶液体系为溶致型液晶。

21.相转变：均质的制膜液通过溶剂的挥发或向溶液中加入非溶剂或加热制膜将液相转化成固相的过程。

22.分离膜：具有选择性透过能力的膜型材料。

23.液体膜：膜材料在使用过程中仍然以液态存在。

24.密度膜：膜中聚合物以非晶态或半晶态存在，与其他常见聚合物宏观结构类似，因此有时也直接称为聚合物膜。

25.单线态（S）：当分子轨道中所有电子都有配对，自旋量子数的代数和等于0，即2S+1=1。

26.三线态（T）：电子不配对，自旋量子数的代数和不等于0，即2S+1=3。

27.光敏高分子材料（光功能高分子材料）：是指在光参量的作用下能够表现出某些特殊物理或化学性能的高分子材料。

28.吸附性高分子材料：由单体和适量交联剂（通常带有双聚合物基团）通过共聚反应合成，形成具有一定

交联度的三维网状聚合物。

29.离子交换树脂：吸附与脱附反应的实质是环境中存在的反离子与固化在高分子骨架上离子相互作用，特别是与原配对离子之间相互竞争吸附的结果。这一类树脂通常称为离子交换树脂。

简答：

1.功能与结构之间的构效关系：1.功能高分子材料的性质主要取决于所含的官能团；

2.功能高分子材料的慈宁宫只取决于聚合物骨架与官能团协同作用；

3.官能团与聚合物骨架不能区分；

4.官能图在功能高分子材料中仅起辅助作用

2.功能高分子材料的制备方法：1.功能型小分子的高分子；2.已有高分子的功能性；

3.多功能的复合，功能高分子材料的功能扩展

3.发展高分子试剂的目的：1.简化操作过程；2.有利于贵重试剂和催化剂的回收和再生；3.可以提高试剂的稳定性和安全性；

4.所谓的固相合成工艺可以提高化学反应的机械化和自动化；

5.提高化学反应的选择性；

6.可以提供在均相反应条件下难以达到的反映环境

缺点：1.增加试剂的生产成本；2.降低化学反应速度

4.反应性高分子材料的应用特征：反应型功能高分子与常规化学试剂和催化剂相比具有某些特殊性质，这些性质包括不溶性，立体选择性（模板效应），非挥发性，无限稀释效应等。由于引入了高分子骨架而带来的这些特殊性质被成为高分子效应。应用高分子试剂和高分子催化剂可以简化合成反应的后处理过程，得到纯度更高的产物；可以提高试剂的稳定性，消除某些试剂的易燃、易爆特性；此外高分子化的固相合成试剂还可以使合成化学过程实现机械化和自动化。

5.本征态导电高分子的导电机理：1.载流子为自由电子的电子导电聚合物；2.载流子为能在聚合物分子间迁移的正、负离子导电聚合物；3.以氧化还原反应为电子转移机理的氧化还原型导电聚合物。

6.进行掺杂的作用（目的）：在材料中的空轨道中加入电子，或从占有轨道中拉出点子，进而改变现有几电子能带的能级，出现能量居中的半充满能带，减小能带间的能量差，在产生大量载流子的同时使自由电子或空穴迁移时的阻碍减小

7.复合型导电机理：复合型导电高分子材料存在三种导电机理，在不同情况下，表现其中一种机理为主导复合型导电高分子的导电性能是这三种导电机理作用的竞争结果，导电填料加入高分子基体中后，一般不能实现真正均匀分布，其中一部分导电粒子能够相互接触而形成链状导电通道，使复合材料导电，而另一部分导电粒子则以小聚集体或孤立离子形成分散在基体中。机本上不参与导电，但由于导电粒子之间存在内部电场，当这些小聚集体或孤立离子之间距离很近，中间只被很薄的树脂层隔开时，则由于热振动而被激活的电子就能越过树脂界面层所形成的势垒跃迁到相邻的导电粒子上形成较大的隧道电流或者导电粒子之间的内部电场很强时，电子将有很大的概率飞跃树脂界面层势垒而跃迁到相邻的导电粒子上产生场效发电电流。

8.液晶的应用：1.作为高性能工程材料的应用；2.在图形显示方面的应用；3.在温度和化学敏感器件制作方面的应用；4.高分子液晶作为信息储存介质；5.高分子液晶作为色谱分离材料

9.高分子液晶的组成单元及各部间组成：1.刚性结构、致晶单元；2.结构部分；3.刚性体的端基

10.相转变实施方法：1.干法：利用低沸点良溶剂和高沸点非溶剂在升温过程中发挥速度不同降低溶解度实现相转变；2.湿法工艺是利用良溶剂高分子溶液与非溶剂进行交换降低高分子的溶解度实现相转变；3.热法工艺是利用高分子与某些溶剂制成的溶液其溶解度随温度降低而降低的特性；4.聚合物辅助相变转变法11.造纸厂的废水中通常含有短链纤维，无机碱，有机小分子和水，请结合膜分离工艺给出一个合理的分离工艺设计：1.首先用超滤膜分离出短链纤维；2.用纳滤膜分离出有机小分子；3.用反渗透膜分离出无机碱和水

12.光导电高分子材料在复印中的作用：第一步是在无光条件下利用电晕放电对光导材料进行充电，通过在高电场作用下空气放电，使空气中的电子离子化后均匀散布在光导体表面，导电性基材相反符号电荷。此时由于光导材料处在非导电状态，使材料的极化状态得以保持。第二部是透过或反射要复制的图像将光投射到光导体表面，使受光部分因光导材料电导率提高而正负电荷发生中和，而未受光部分的电荷仍得以保存。此时电荷分布与复印图像相同称为潜影，因此称其为曝光过程。第三步是显影过程，采用的显影剂通常是由载体和调色剂连部分组成，调色剂是含有颜料或染料的高分子，在与载体混合时由于摩擦而带电，且所带电荷与光导体所带电荷相反；通过静电吸引，调色剂被吸附在光导体表面而带电荷部分，使第二部中得到的静电影响变成有调色剂构成的可见影响。第四步是将该影像再通过静电引力转移到带有相反电荷的复印纸上，经过加热定影将图像在纸面固化

13.正胶蛀牙发生光降解反应或其它类型的光化学反应，反应的结果是胶的溶解性能提升或溶解属性发生改变，从而是曝光部分在随后的显影过程背出去。

14.负胶利用光照使光致抗蚀剂发光聚合或者光交联反应，发生的聚合物溶解度大大下降，在显影时溶剂不能溶解而留在被保护层表面。

15.根据吸附性高分子材料的性质和用途，他们可以具体分成以下几类：1.非离子型吸附树脂：这种树脂中不含有特殊的离子和官能团，吸附主要依靠分子间的范德华力。非离子型树脂对非极性和弱极性有机化合物具有特殊吸附作用；2.吸水性高分子吸附剂：这种高分子材料具有亲水性网状分子结构，并可以被水以较大倍数溶胀，因此具有较大吸收和保持水分的能力；3.金属阳离子配位型吸附树脂：这种高分子材料的骨架上带有配位原子或者配位基团，能够对特定金属离子进行络合反应，两者间生成配位键而结合，因此对多种过渡金属离子有吸附和富集作用；4.离子型吸附树脂：这种高分子材料的骨架中含有某些酸性或者碱性基团，在溶液中解离后分别具有与阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐而结合的趋势

16.高吸水性树脂的作用机制：1.首先由于树脂内亲水基团的作用，水分子与亲水性基团之间形成氢键，产生强相互作用进入树脂内部将树脂溶胀，并且在树枝溶胀体系与水之间形成一个界面，这一过程与其他交联高分子的溶胀过程相似；2.进入体系内部的将树脂的可解离基团水解离子化，产生的离子是体系内部水溶液的离子浓度提高，这样在体系内外由于离子浓度差别产生渗透压，此时，渗透压的作用促使更多的水分子通过界面进入体系内部。由于聚合物链上离子基团对可移动反离子的静电吸引作用，这些反离子并不易于通过扩散转移到体系外部，因此，渗透压得以保持。3.一方面随着大量水分子进入体系内部，聚合物溶胀程度不断扩大，呈现被溶解趋势；另一方面，聚合物交联网络的内聚力促使体系收缩，这种内聚力与渗透压达到平衡时水将不再进入体系内部，吸水能力达到最大化。水的表面张力和聚合物网络结构共同作用，吸水后体系形成类似凝胶状结构，吸收的水分成固化状态，即使在轻微受压时吸收的水分也不易流失。