功能高分子复习提纲.docx

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1、功能高分子复习提纲一、名词解释 功能高分子材料：一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。 功能与性能，性能：材料的功能从本质上来说是指向材料输入某种能量和信息，经过材料的储存、传输或转换等过程，再向外输出的一种特性；材料的性能是指材料对外部作用的表征与抵抗的特性。材料在具备功能的同时，必须具有一定的性能。 结构型功能高分子材料，指在大分子链中具有特定的功能基团的高分子材料，它们的功能性是由分子中所含的特定的功能基团

2、来实现的。 复合型功能高分子材料：指以普通高分子材料为基体或载体，与具有某些特定功能的其他材料以一定的方式复合而成的，它们的功能性是上高分子材料以外的添加组分得到的。 智能材料：是将普通材料的各种功能与信息系统有机地结合起来的融合型材料，它可以感知外部的刺激，通过自我判断和自我结论，实现自我指令和自我执行的功能；又称为灵巧材料。 离子交换树脂：是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。它具有一般聚合物所没有的新功能离子交换功能，本质上属于反应性聚合物。 高吸水性树脂，是由分子链上含有强亲水性基团(如羧基、磺酸基、酰胺基、羟基等)并有一定交联度的功能高分子材料。 高分子分离膜，是用人工或天然合

3、成的高分子分离膜，可借助于化学位差的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂进行分离、提纯和选择性透过等。 导电高分子：是指由具有共轭键的高分子本身或经过“掺杂”后具有导电性的一类高分子材料。 -结构型导电高分子： -复合型导电高分子： -载流子： 掺杂：这种因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂” -光功能高分子材料：也称感光性高分子，指在吸收了光能后，能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。这种变化发生后，材料将输出其特有的功能。 光致抗蚀材料：指高分子材料经过光照后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶性，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。(负片型) -光致诱蚀材料，

4、与光致抗蚀材料正好相反，当高分子材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从而变为可溶性。 光引发剂和光敏剂：都是在光聚合中起到促进引发聚合作用的化合物。二者不同在于，光引发剂吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于键断裂所需的能量时，断键产生自由基，而引发反应，属消耗性，光敏剂吸收光能后跃迁到激发态，然后发生分子内或分子间能量转移。将能量传递给另一个分子，产生初级自由基，光敏剂回到基态，属非消耗性。 生物降解高分子材料：指一类能够被微生物酶的作用分裂成较小聚合物产物的高分子材料。 生物降解：是指高分子的分子链在微生物酶作用下分裂成较小聚合物产物的过程。 生物相容性：是指生物材料在生物体内与周

5、围环境的相互适应性，也可理解为宿主体与材料之间的相互作用程度。 生物吸收性高分子：在体内逐渐降解，其降解产物为机体吸收代谢的高分子材料。 生物惰性高分子：指在生物环境下呈现化学和物理惰性的高分子材料。 水凝胶：由液体和高分子网络组成，由于高分子网络与液体之间的亲和性，液体被高分子网络封闭在里面，并且像固体一样显示一定形状的材料。 智能型凝胶：高分子主链或侧链上通常存在着离子化基团、极性和疏水性基团，从而使之具有类似生物体的特性，当收到外界刺激(温度 PH 溶剂 盐浓度 化学物质等)，其结构，物理特性会产生敏感响应的一类凝胶材料。 形状记忆材料：是指对已经赋形的材料在一定的条件下实施变形，将这种

6、变形状态保存下来；当材料再进行加热、光照或者改变酸碱度等刺激的时候，聚合物又可以恢复到其原来的赋形状态。 -高分子液晶：出现在从各向异性晶体过渡到各向同性液体之间的、兼有液体和晶体部分性质的过渡状态称为液晶态，处于液晶态的高分子称为高分子液晶。 二、问答题 1. 功能高分子与通用高分子材料的区别是什么？ 答：通用型材料高分子，使用量大、应用面广。功能高分子侧重于研究性能特殊(物理、力学、化学、生物学、功能)、使用量小、附加价值高的一类材料，其性能和特征都大大超出了原有通用高分子材料和范畴。简而言之，功能高分子与通用高分子本质上不同的是分子上往往带有特殊结构的官能团。 2. 功能高分子按照功能特

7、性可以分为哪几类？ 答：按照功能特性可以分为：反应性高分子材料、光敏性高分子、电性能高分子材料、高分子分离材料、高分子吸附材料、高分子智能材料、医药用高分子材料、高性能工程材料。 3. 功能高分子材料的设计原理和制备策略有哪些？ 答：功能高分子材料的设计，就是赋予高分子材料特殊功能。设计的原理是通过化学、物理或者特殊的加工方法，按照材料的设计要求将某些带有特殊结构和功能基团的化合物高分子化，或者将这些小分子化合物与高分子骨架相结合，或者通过特殊的加工方法来精确地控制材料的聚集态结构及其宏观形态，从而实现预定的性能和功能。 目前功能高分子材料的制备策略主要有以下四种类型： 功能性小分子的高分子化

8、。从化学方法来看，包括：功能性小分子的聚合反应、将功能性小分子通过化学键引入到聚合物骨架中。物理方法上，通过共混、吸附、包埋等作用将功能性小分子高分子化。 已有高分子材料的功能化。主要是通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合来实现 多功能材料的复合。将两种以上的功能高分子材料以某种方式结合，将形成新的功能材料，而且具有任何单一功能高分子均不具备的性能。或是在同一种功能材料中，甚至在同一个分子中引入两种以上的功能基团。以这种方法制备的聚合物，或者及多种功能于一身，或者两种功能起协同作用，产生出新的功能。 已有功能高分子的功能扩展，通过对材料进行各种表面处理以获得新功能，如“低温等离子处理” 4

9、. 离子交换树脂在组成与结构上有哪些主要特征？ 离子交换树脂是一类带有可离子化基团的三维网状交联聚合物。结构上，具有两个基本特点：其骨架或载体是交联聚合物，因为在任何溶剂中都不能使其溶解，也不能使其熔融聚合物上所带的功能基可以离子化。组成上，三维空间结构的网络骨架；骨架上连接的可离子化的功能基团；功能集团上吸附的可交换的离子。 5. 离子交换树脂的主要类型有哪些？ 根据合成方式的不同，分为缩聚型和加聚型。 根据所带离子化基团的不同，分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和两性离子交换树脂。 根据树脂的物理结构，离子交换树脂可分为凝胶型、大孔型和载体型离子交换树脂。 凝胶型离子交换树脂在干态和溶胀态

10、都是透明的，呈现出均相结构。树脂在溶胀状态下存在聚合物链间的凝胶孔，小分子可以在凝胶口内扩散。在干燥状态或油类中将丧失离子交换功能。凝胶型离子交换树脂的优点是体积交换容量大、生产工艺简单、成本低。而缺点是耐渗透压差、抗有机污染性差。 大孔型离子交换树脂内存在海绵状的多孔结构，可在非水体系中起离子交换和吸附作用。优点为耐渗透压强度高、抗有机污染性好。缺点是体积交换容量小。 载体型离子交换树脂是一种特殊用途的树脂，主要用作液相色谱的固定相。一般是将离子交换树脂包覆在硅胶球或玻璃珠等非活性材料的表面上制成。既可经受液相色谱中流动介质的高压，又具有离子交换功能。 6. 主要类型离子交换树脂的制备 1、

11、聚苯乙烯系离子交换树脂的合成：分两步交联聚苯乙烯球粒的制备；交联聚苯乙烯的功能基团化 交联聚苯乙烯球粒的制备： 所用的单体为本乙烯和二乙烯基苯，在热引发剂的作用下在水相中进行悬浮聚合，反应是如下： 交联聚苯乙烯的功能基团化： 苯乙烯系强酸性阳离子交换树脂：通过白球的磺化即可得到磺酸型强酸性阳离子交换树脂。常用的磺化剂有浓硫酸、氯磺酸和三氧化硫等。 苯乙烯系强碱性和弱碱性阴离子交换树脂：将白球进行氯甲基化，然后用不同的胺进行胺化，则可分别得到苯乙烯系强碱性和弱碱性阴离子交换树脂。 当氯甲基化树脂与叔胺进行反应可得到季铵型强碱性阴离子交换树脂 当氯甲基化树脂与氨伯胺、仲胺反应D.弱碱型阴离子交换树

12、脂的制备：利用羧酸类基团与胺类化合物进行酰胺化反应，可得弱碱型阴离子交换树脂。 2.丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂的合成： 首先丙烯酸甲酯与二乙烯基进行自由基悬浮共聚合，然后在强酸或强碱条件下使酯基水解，即可得丙烯酸系弱酸性阳离子交换树脂： 2) 大孔型离子交换树脂：凝胶型离子交换树脂基本相同，以苯乙烯骨架为主。与凝胶型树脂相比，大孔树脂制备中有两大明显的不同之处：二乙烯基苯含量大大增加，交联度较大；制备过程中加入致孔剂。 7. 阐述离子交换树脂的特性与功能及其主要应用。 答：离子交换树脂最重要的功能化学性能，为保证其功能的正常发挥，还必须具有一些必要的物理化学性能，具体来说，分为2个方面来考虑

13、。物理性能，外观上为珠状颗粒型；包含有足够的水分；同时兼有化学稳定性、热稳定性和力学稳定性。化学性能上，离子交换树脂最基本、最重要的性能离子交换反应；合适的交换容量；一定的离子交换选择性。 离子交换树脂应该具备5个方面功能：离子交换树脂：离子交换树脂最主要的功能吸附作用：具有从溶液中吸附非电解质的功能。尤其是大孔型离子交换树脂有很强的吸附功能催化作用：离子交换树脂实际上是不溶不熔的多价酸、碱，故可催化某些化学反应脱水作用：这是由于离子交换树脂的交换基团是强极性的，亲水性强，因此，干燥的离子交换树脂有很强的吸水作用。如利用离子交换树脂对各种有机溶剂进行脱水脱色作用。色素大多数为阴离子物质或弱极性

14、物质，可用离子交换树脂除去。特别是大孔型树脂具有强的脱色作用。与常用的活性碳相比较，离子交换树脂脱色剂的优点是：使用方便，且可以反复使用。 离子交换树脂的应用广泛。主要的有：水处理。包括水质的软化、水的脱盐和高纯水的制备等治金工业。应用于铀、针等超铀元素、稀土金属、重金属、轻金属、贵金属和过渡金属的分离、提纯和回收方面原子能工业。包括燃料的分离、提纯、精制和回收等海洋资源利用。利用离子交换树脂，可从许多海洋生物中提取碘、溴、镁等重要化工原料环境保护。用于废水、废弃的浓缩、处理、分离、回收及分析检测。催化剂在制药行业中的应用：用于可离子化药品的提纯，分离色素、盐等杂质。 8. 高吸水性树脂为什么

15、能大量吸水并保水？ 答：高吸水性树脂具有特殊的结构，物理结构：轻度交联的空间网络结构。化学结构：高吸水性树脂主链和接枝侧链上含亲水性基团。 吸水前，高分子网络是固态网络，未电离成离子对，当遇到水时，由于亲水性基团与水分子的水合作用，使水渗入到网络内部，使高分子电解质解离，从而产生网络内外的离子浓度差，即产生渗透压，水分子由于渗透压差而向网络内部迁移，从而在高分子网络内部形成纯溶剂区，高分子上解离出的可迁移离子如钠离子向纯溶剂区迁移，从而导致高分子链上带有负电荷，由于静电斥力使高分子网络扩张，故而能使大量水封存在高分子网络中。此即高吸水性树脂能大量吸水的原因。 水分子进入高分子网络后，由于网格的

16、弹性束缚，水分子的热运动受到限制，不易重新从网络中逸出，因此，具有良好的保水性。 9. 简述高吸水性树脂的主要性能及其应用。 高吸水性树脂作为一种高分子材料，除具有一般高分子材料的性能外，同时还有其特殊的性能。 吸水能力，指树脂在溶液中溶胀和形成凝胶以吸收液体的能力保水能力，指的是吸水后的凝胶能保持其水溶液不离析状态的能力吸水状态的凝胶强度，因为高吸水性树脂有一定的交联密度，所以凝胶强度较高、不易破碎，一般吸水量较低时，显示的强度越大热稳定性，在130以下，高吸水性树脂的吸水能力温度变化不是很大。吸氨能力，高吸水性树脂一般为含羧基的阳离子聚合物，为提高吸水能力是大部分羧酸基团转变为羧酸盐基团，

17、因水解不完全，残存的羧基往往使树脂显示弱酸性，并可吸收氨类等弱碱性物质。增黏作用，高吸水性树脂吸水后形成水凝胶。 高吸水性树脂在日常生活中、农业、林业、石油化工、土木建筑等方面取得了广泛的用途。具体来说，在日常生活中，可以用作纸尿布、吸水性抹布、芳香除臭剂、插花材料等；在农业上，可以用作土壤改良剂、植物幼苗移植用保水剂、水果蔬菜保鲜。医用材料，医用检验试片、人工皮肤、缓释性药剂、抗血栓材料，人工器官代替材料等 10. 简述高分子分离膜的分类。 根据结构主要分为两大类：对称膜和不对称膜，每种膜又可由多孔膜和致密膜共同组成。从材料来源可分为合成膜和天然膜；依据膜的形态可分为液态膜和固态膜；依据分离

18、膜分离时候所选择的球粒的大小可分为微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。 (1)按材料的来源分为合成膜和天然膜 (2)按膜的形态分类分为液态膜和固态膜 (3)按膜所分离物质的粒径及分离原理分类 微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。 (4) 按膜的宏观形态分类 平板膜、管式膜、中空纤维膜，等。 (5)膜按功能分为 分离功能膜、能量转化功能膜、生物功能膜等 11. 高分子分离膜的分离机理如何？请简述不同结构的膜的分离机理。 各种物质与膜的相互作用不一致，高分子分离膜的分离机理有3种，即过筛分离机制、溶解扩散机制、选择性吸附机制。其中分离作用主要依靠过筛分离作用和溶解扩散作用。

19、 过筛分离机制，类似于物理过筛过程，被分离物质能否通过筛网取决于物质粒径尺寸和网孔的大小。 溶解扩散机制，当膜材料对某些物质具有一定溶解能力时，在外力作用下被溶解物能够在膜中扩散运动，从膜的一侧扩散到另一侧，在离开分离膜。 选择性吸附机制，当膜材料对混合物中的部分物质有选择性吸附时，吸附性高的成分将在表面富集，通过膜的几率将加大；相反，不容易被吸附的成分将不易透过该分离膜。对膜分离作用的吸附作用主要包括范德华力吸附和静电吸附。 多孔膜的分离机制主要是过筛原理，以截留水和非水溶液中不同尺寸的溶质分子，也可用于气体的分离。 致密膜的传质和分离机理是溶解-扩散机理，即在膜上游的溶质分子或气体分子溶解

20、与高分子膜界面，按扩散定律通过膜层，在下游界面脱溶。 12. 高分子分离膜的主要制备方法 1.多孔膜的制备方法有烧结法，拉伸法，径迹刻蚀法，相转化法。相转化法也可以制备致密膜。 烧结法：将聚合物微粒初步成型后再熔融温度下处理，使微粒的外表面软化，相互黏结在一起，冷却固化后形成多孔性材料。 2.拉伸法：由部分晶体状态时的聚合物膜经拉伸后再膜内形成微孔而得到的非晶区收到过渡拉伸而局部断裂形成微孔，而晶区则作为骨架得以保存。 3.径迹刻蚀法：当高能球粒穿透高分子膜时，在一定条件下可以形成细小的径迹，径迹小的高分子链发生断裂，形成活性很高的新链端，将其浸入侵蚀液中，细小的径迹被侵蚀扩大，形成多孔膜。

21、4.相转化法：指配制一定组成的均相聚合物溶液，通过一定的物理方法改变溶液的热力学状态，使其从均相的聚合物溶液发生相分离，最终转变为凝胶结构。 5.复合膜的制备方法： 两种分离膜分开制备，然后再将两种膜用机械方法复合在一起。 制备多孔膜作为支撑膜。然后将第二种聚合物溶液滴加到多孔膜表面，直接在第一种膜表面上形成第二种膜，膜形成与复合一次完成。 第一步与2相同，先制备多孔膜，再将制备的第二种聚合物膜的单体溶液沉积在多孔膜表面，最后用等离子体引发聚合形成第二种膜。并完成复合。 在已制备好的多孔膜表面沉积一层双官能团缩合反应单体，将其与另一种双官能团单体溶液接触并发生缩合反应，在多孔膜表面形成致密膜。

22、 13. 导电高分子材料有哪些种类？其导电载流子是什么？ 按照材料的结构和组成分类，有结构性导电高分子和复合型导电高分子。结构性导电高分子，本身具有“固有”的导电性，由聚合物结构提供载流子。在复合型导电高分子中，高分子材料本身并不具备导电性，只充当了粘合剂的角色。导电性是通过混合在其中的导电性的物质如炭黑、金属粉末等获得的。导电填料起提供载流子的作用。 按导电机理分，有离子导电聚合物、电子导电聚合物和氧化还愿型导电聚合物。 按材料的结构和组成可分为：结构型导电高分子和复合型导电高分子材料。 按导电机理分为：离子导电聚合物、电子导电聚合物、氧化还原型导电聚合物。 其导电载流子是：电子、空穴、或离

23、子。 14. 什么是掺杂？为什么掺杂后的共轭高聚物的电导率可大幅度提高？ 因添加了电子受体或电子给体而提高电导率的方法称为“掺杂” 掺杂就是在共轭结构高分子上发生的电荷转移或氧化还原反应。 通过加入掺杂剂，在聚合物的空轨道中加入电子，或从占有轨道中拉出电子，进而改变现有电子能带的能级，出现能力居中的半充满能带，减小能带间的能量差，使自由电子或空穴迁移时的阻碍减小，故其电导率大幅提高，有些甚至具有导体的性质。 P-型掺杂从占有轨道中拉出电子，进而改变现有电子能带的能级，出现能量居中的半充满能带，减少能带间的能量差，使空穴迁移阻碍减少。 n-型掺杂在聚合物空轨道中加入电子，减小空穴迁移的阻碍。 碘

24、分子从聚乙炔抽取一个电子形成I3，聚乙炔分子形成带正电荷的自由基阳离子，在外加电场作用下双键上的电子可以非常容易地移动，结果使双键可以成功地沿着分子移动，实现其导电能力。 15. 阐述复合型导电高分子材料的导电机理。 关于复合型导电高分子材料的导电机理，目前比较流行的网链形成的机理及网链结构的导电理论有两种：一是宏观的渗流理论，即导电通道学说；另一种是微观的量子力学的隧道效应和场致发射效应。 导电通道学说表明，当导电填料浓度较低时，填料颗粒分散在聚合物中，相互接触很少，导电性很低。随着填料浓度增加，填料颗粒接触机会增加，电导率逐步上升。当填料浓度达到某一临界值时，体系内的填料颗粒相互接触形成无

25、限网链。这个无线网链就像金属网贯穿于聚合物中，形成导电通道，电导率急剧上升，是聚合物形成导体。再增加导电颗粒的用量，对聚合物的导电性不会再有更多的贡献，故导电率变化就趋于平缓。 隧道效应表明，当导电颗粒不相互接触时，颗粒间存在聚合物隔离层，使导电颗粒中自由电子的定向运动受到阻碍，电子作为一种微观粒子，它具有穿过导电颗粒之间隔离层阻碍的可能性，即可能产生“贯穿效应”，也称隧道效应。 16.环境降解高分子材料可以分为几类？ 按降解机理分为光降解型、生物降解型和光-生物降解型高分子材料。化学降解 按生产方法分为微生物生产高分子、天然高分子、合成高分子 按组成与结构分为结构型、掺混型 按降解形式分为完

26、全生物降解高分子、生物破坏高分子 17. 光降解高分子材料的制备方法 共聚是合成光降解高分子最常用的方法，通过共聚在大分子中引入感光基团，如酮基，双键等，并通过控制感光基团的含量以控制聚合物的寿命。 通过大分子的化学反应在分子链上引入感光基团。如用辐射接枝的法将含有酮基的单体直接接在塑料上。 掺入光敏添加剂：在光的作用下，光敏剂通过分子内或分子间能量转移后可激发其它分子产生初级自由基，进而引发聚合物分子链的连锁反应达到降解的作用，常用的光敏剂有过渡金属络合物、羰基化合物、卤化物以及一些多环芳香化合物如蒽、菲、芘等。 18.生物降解高分子材料的降解机理是什么？现在有哪些典型的生物降解材料。 高分

27、子生物降解的机理可分为四种：加溶、生成电荷、化学水解和酶催化水解。 加溶。对于一些易溶于水的高分子，如聚电解质、聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮极性高分子等，当它们与水接触时，高分子首先吸水溶胀形成凝胶，随着吸水溶胀程度的增大，高分子间相互作用减弱，逐渐溶于水中，形成黏性溶液 生成电荷。有些不溶于水的高分子，由于其分子的侧基离子化或质子化后可变成水溶性的。 水解。水解是生物降解性高分子最重要的降解机理。在主链中引入可水解的功能团，可使水解发生在高分子主链上。按类型不同，又可分为本体水解和表面蚀解。本体水解，外形保持不变，结构逐渐变松，分子量和力学性能下降在先，质量损失滞后。表面蚀解，分子量和质量同时

28、下降。 酶解。酶的催化使水解更易顺利进行，速度更快。单纯水解的聚合物水解后生成低分子量的聚合物片断可能需要酶作用转化为小分子代谢产物即酶促水解。 生物降解高分子材料是指生物或生物化学作用过程中或生物环境中可以发生降解的高分子。其主要的类型为：淀粉类生物降解高分子材料、纤维素类生物降解高分子材料、甲壳素类生物降解高分子材料、微生物合成降解高分子材料、化学合成的降解高分子材料等，其中使用广泛较为典型的有壳聚糖、聚羟基脂肪酸酯、聚己内酯、聚乳酸等。 16. 生物降解性与高聚物结构的关系 具有侧链的化合物难于降解。直链高分子比支链高分子，交联高分子易于生物降解。 柔软的链结构容易被生物降解。有规晶态结

29、构阻碍生物降解，非晶态聚合物比晶态聚合物易于生物降解。主链柔顺性越大，降解速率越大， 具有不饱和结构的化合物难于降解。脂肪族高分子比芳香族高分子易于降解。 分子量低、宽分子量分布的聚合物易于降解。 低熔点高分子比高熔点高分子易于降解。 酯键、肽键易于生物降解。而酰胺键由于分子间氢键难于生物降解。 含有亲水性基团的亲水性高分子比疏水性高分子易于降解。 环状化合物难于降解。 表面粗糙的材料易于降解。 17. 生物降解评价的方法有哪些？ 18. 什么是微生物合成高分子？有哪些聚酯可以微生物合成？ 19. 生物吸收性高分子材料的设计原理是什么？ 23.举例说明高分子材料在生物医学领域的用途。 高分子材

30、料在化学结构上千变万化，并可加工成任意的几何形状，因此可满足材料复杂形状等的要求，从实现多种多样的治疗目的，故在生物医学领域的用途十分广泛。 在生物吸收性高分子材料方面，可在体内生理环境下逐步降解或溶解并被机体吸收代谢，主要有PLA，聚羟基乙酸及改性的天然多糖和蛋白质等，在临床上，主要用于暂时执行组织和器官的功能，或作为药物缓释系统，可吸收性外科缝合线、创伤敷药、组织工程支架材料，如PLA，因具有良好的力学性能，适于用作内植骨固定装置，又因降解和吸收速率快，可用作药物控释系统的载体材料。 生物惰性材料主要用作体内植入材料，人工器官人工组织的制造，典型的有有机硅橡胶，聚氨酯等，其中，硅橡胶有较好

31、的O2和CO2的透过性，抗血栓性等优异性能，使其广泛用于体内人工器官和组织用品，药物控释载体，体外循环用品。而氨酯的软硬段的嵌段结构是一种微相分离结构，赋予其良好的生物相容性，加之优异的韧性、弹性及耐磨性，可用作人工心脏辅助装置、外科辅料、包扎材料及组织修复材料。 聚乙烯醇微孔薄膜和硅橡胶多孔海绵是制作人造皮肤的两种重要材料。这两种人造皮肤使用时手术简便，抗排异性好，移植成活率高，已应用于临床。 硬组织相容性高分子材料：主要包括骨科、齿科材料。 软组织相容性高分子材料：主要用于软组织上的替代与修复，如人工皮肤、人工角膜、人工心血管等。 血液相容性高分子材料：用于制作与血液接触的人工器官或器械，

32、不引起凝血、溶血等生理反应，与活性组织有良好的互相适应性。 高分子药物和药物缓释高分子材料：指本身具有药理活性或辅助其他药物发挥作用的高分子材料；对材料的要求是：无毒副作用、无热原、不会引起免疫反应。 其他生物医用高分子材料：如组织粘合剂、手术缝合线。 24.主要类型的智能型凝胶？ PH响应性凝胶，化学物质响应性凝胶，温敏性凝胶，光敏性凝胶，电活性凝胶，磁响应性凝胶，压敏性凝胶等。 25.写出聚异丙基丙烯酰胺温敏性水凝胶的体积对温度的响应过程。 26.阐述热致形状记忆高分子材料的形状记忆原理。 形状记忆高分子具有两相结构，由记忆起始形状的固定相和随温度变化能可逆地硬化和软化的可逆相组成，由于固

33、定相和可逆相具有不同的软化温度，当温度达到软段的结晶态熔点或高于其玻璃化温度时，软软段的微观布朗运动加剧，由玻璃态转为橡胶态，而硬段仍处于玻璃态，阻止分子链产生滑移，抵抗性变，从而产生回弹性，即记忆性。 27.高分子液晶的主要分类 按形成条件可分为溶致型液晶和热致型液晶。按排列方式可分为向列型、近晶型和胆甾型。按基团分布分为主链液晶高分子和侧链液晶高分子。 28.高分子液晶的分子结构特征 29.哪种形态的液晶分子的分子排列最规整？为什么？ 近晶型的分子排列最规整，因为向列型仅一维有序，沿指向矢方向的取向有序，但分子的重心排布无序。它的有序性最低，易沿外力作用方向流动。近晶型是最接近固体结晶结构

34、的液晶，这类液晶二维有序，分子刚性部分互相平行，并构成垂直于分子长轴方向的层状结构。胆甾型分子不是镜像对称，与近晶型不同的是它的长轴与层面平行，并具有螺旋结构，因此不如近晶型规整。 30.高分子液晶材料的主要表征方法。 答：差示扫描量热法、热台偏光显微镜法、X-射线衍射法、核磁共振光谱法、介电松弛谱法。 差示扫描量热法用于为液晶高分子材料提供相转变温度数据。热台偏光显微镜可进行液晶态的直接观察。X射线衍射用于鉴别三维有序结构，也可判断液晶相的类型。核磁共振研究热致型液晶的结构。 三、合成和制备题 1. 写出一种强酸性阳离子交换树脂的制备方程式。 2. 写出一种弱酸性阳离子交换树脂的制备方程式。

35、 3. 写出一种强碱性阴离子交换树脂的制备方程式。 4. 写出一种制备高吸水性树脂的反应方程式。 利用丙烯酸直接聚合皂化法制备聚丙烯酸盐系高吸水性树脂 5、请说明光致抗蚀剂的正性胶和负性胶的光刻原理。举例说明正性胶和负性胶的光化学反应。 负性光刻胶的感光高分子属光交联型，在紫外光作用下，光刻胶中光照部分产生交联反应，溶解度降低，用适当溶剂即可把未曝光的部分显影后除去，在被加工表面上形成与曝光掩膜相反的负图像。正性光刻胶的感光高分子属光分解型，在紫外光作用下，光刻胶的光照部分分解，溶解度上升，用适当溶剂可把光照部分显影后除去，即形成与掩膜一致的图像。 例子：负性胶的代表为聚乙烯醇肉桂酸酯，是由聚乙烯醇与肉桂酸酰氯反应，引入双键制备而成，起交联机理是在紫外线作用下发生光二聚化作用 正性胶：典型的连接有邻重氮苯醌的线形酚醛树脂在紫外线照射时能够发生光分解反应： a）曝光部分： b)未曝光部分 6. 给出由虾壳或蟹壳制备壳聚糖的路线 虾壳，蟹壳-甲壳素-脱乙酰基化反应-烯酸溶解-析出胶体低温干燥-壳聚糖 脱乙酰基化反应： 7. 请设计一种pH敏感性的水凝胶。