导电高分子 可降解高分子 高分子吸附剂 高分子功能膜 生物医用高分子.pptx

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1、鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣 轻便赛车轻便赛车波音波音757AV8B鹞式飞机鹞式飞机 内容概要功能高分子材料简介功能高分子材料简介几种类型的高分子材料几种类型的高分子材料导电高分子导电高分子可降解高分子可降解高分子高分子吸附剂高分子吸附剂高分子功能膜高分子功能膜生物医用高分子生物医用高分子什么是功能高分子什么是功能高分子?一般说来，利用其力学性能的高分一般说来，利用其力学性能的高分子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚子，称为一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力学性能以外性能的高分子，叫做功能高分能以外性能的高分子，叫做功能高分子。功能高分子（子。功能高分子（

2、FP,Functional Polymer）一般带有官能团，化学结构）一般带有官能团，化学结构较复杂，因此，难以按化学结构来分较复杂，因此，难以按化学结构来分类，一般按照其功能来分类。类，一般按照其功能来分类。按照功能来分类按照功能来分类:1.化学功能化学功能离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧离子交换树脂、螯合树脂、感光性树脂、氧化复原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、化复原树脂、高分子试剂、高分子催化剂、高分子增感剂、分解性高分子等高分子增感剂、分解性高分子等 2.物理功能物理功能导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子导电性高分子（包括电子型导电高分子、高分子固态离子导体、高分子半导体

3、）、高介电性高分固态离子导体、高分子半导体）、高介电性高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子（包括高分子驻极体、高分子压电体）、高分子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示子光电导体、高分子光生伏打材料、高分子显示材料、高分子光致变色材料等；材料、高分子光致变色材料等；3.复合功能复合功能高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子高分子、高分子吸附剂、高分子絮凝剂、高分子外表活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分外表活性剂、高分子染料、高分子稳定剂、高分子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等子相溶剂、高分子功能膜和高分子功能电极等 4.生物、医用功能生物、医用功能抗血栓、控制药物

4、释放和生物活性等抗血栓、控制药物释放和生物活性等 按照功能特性通常可分成以下几类：按照功能特性通常可分成以下几类：（1 1）别离材料和化学功能材料）别离材料和化学功能材料（2 2）电磁功能高分子材料）电磁功能高分子材料（3 3）光功能高分子材料）光功能高分子材料（4 4）生物医用高分子材料）生物医用高分子材料 从制造和结构的角度考虑：从制造和结构的角度考虑：结构型功能高分子结构型功能高分子 复合型功能高分子复合型功能高分子 种种 类类 功功 能能 特特 性性 应应 用用 示示 例例1.1.别别离材料和化学功能高分子材料离材料和化学功能高分子材料高分子别离膜和气液交换膜 传质作用 化工、制药、海

5、水淡化、冶金离子交换树脂和交换膜 离子交换作用 化工、制药、水净化高分子催化剂和高分子固定酶 催化作用 化工、食品加工、生物工程高分子试剂 反响性 农药、医用、环保贮氢材料 吸着作用 化工、能源高吸水性材料 吸着作用 农业、纸制品2.2.电电磁功能高分子材料磁功能高分子材料导电高分子材料 导电性 防静电材料、屏蔽材料、固体电 解质材料、面状发热体高分子半导体 导电性 电子技术和电子器件光导电材料 光电效应 电子照相、光电池、传感器压电高分子 力电效应 开关材料、仪器仪表测量材料 机器人触感材料高分子磁性体 导磁作用 塑料磁石、磁性橡胶、中子汲取 微型电机磁性记录材料 磁性转换 磁带、磁盘电致变

6、色材料 光电效应 显示、记录 种种 类类 功功 能能 特特 性性 应应 用用 示示 例例3.3.光功能高分子材料光功能高分子材料光致光致变变色、色、显显示和示和发发光材料光材料 光色、光光色、光电电效效应应 自自动调节动调节光光线线明暗明暗 的太阳的太阳镜镜和窗玻璃和窗玻璃 等、等、显显示、示、记录记录液晶高分子液晶高分子 偏光效偏光效应应 显显示、示、连连接器接器荧荧光高分子材料光高分子材料 光化学作用光化学作用 情情报处报处理、理、荧荧光染料光染料光降解高分子材料光降解高分子材料 光化学光化学 环环境保境保护护光光盘盘基板材料基板材料 光学原理光学原理 高密度高密度记录记录和和贮贮存信息存

7、信息4.4.生物医用高分子材料生物医用高分子材料人工器官材料人工器官材料 仿人体功能与替代仿人体功能与替代 人体人体脏脏器器 修修补补作用作用药药物高分子物高分子 药药理作用理作用 治治疗动疗动脉硬化、抗血栓脉硬化、抗血栓降解性降解性缝缝合材料合材料 化学降解化学降解 非永久性外科材料非永久性外科材料导电高分子材料导电高分子材料 2000年年10月月10日日，瑞瑞典典皇皇家家科科学学院院宣宣布布了了2000年年诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖获获得得者者，加加利利福福尼尼亚亚大大学学的的物物理理学学家家艾艾伦伦.J.黑黑格格教教授授、宾宾夕夕法法尼尼亚亚大大学学的的化化学学家家艾艾伦伦.G.马马克克迪

8、迪亚亚米米德德教教授授和和 筑筑波波大大学学的的化化学学家家白白川川英英树树教教授授，因为他们发现了导电塑料。因为他们发现了导电塑料。掺杂聚乙炔掺杂聚乙炔几种导电高分子的掺杂情况几种导电高分子的掺杂情况 复复合合型型导导电电高高分分子子材材料料是是以以有有机机高高分分子子材材料料为为基基体体,参参加加一一定定数数量量的的导导电电物物质质(如如炭炭黑黑、石石墨墨、碳碳纤纤维维、金金属属粉粉、金金属属纤纤维维、金金属属氧氧化化物物等等)组组合合而而成成。该该类类材材料料兼兼有有高高分分子子材材料料的的易易加加工工特特性性和和金金属属的的导导电电性性。与与金金属属相相比比较较,导导电电性性复复合合材

9、材料料具具有有加加工工性性好好、工工艺艺简简单单、耐耐腐腐蚀蚀、电电阻阻率可调范围大、价格低等率可调范围大、价格低等优点。优点。复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种复合型导电高分子所采用的复合方法主要有两种:一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子一种是将亲水性聚合物或结构型导电高分子与基体高分子进行共混；进行共混；另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。另一种则是将各种导电填料填充到基体高分子中。炭炭黑黑是是天天然然的的导导电电材材料料,其其体体积积电电阻阻率率约约为为0.1100cm-1。它它不不仅仅原原料料易易得得,导导电电性性持持久久稳稳定定,而而且且可可以以大大幅

10、幅度度调调整整复复合合材材料料的的电电阻阻率率(1108cm-1)。由由炭炭黑黑填填充充制制成成的的复复合合型型导导电电高高分分子子是是目目前前用用途途最最广广、用用量量最最大的一种导电高分子材料。大的一种导电高分子材料。金金属属纤纤维维的的填填充充量量对对导导电电性性能能的的影影响响规规律律与与炭炭黑黑填填充充的的情情形形相相类类似似。但但由由于于纤纤维维状状填填料料的的接接触触几几率率更更大大,因因此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。此在填充量很少的情况下便可获得较高的导电率。结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺结构型导电高分子是指高分子材料本身或经少量掺杂后具有导电性的高

11、分子物质杂后具有导电性的高分子物质,一般由电子高度离域的共一般由电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。轭聚合物经过适当电子给体或受体掺杂后制得。离离子子型型导导电电高高分分子子通通常常又又叫叫高高分分子子固固体体电电解解质质，其其导导电电时的载流子主要是离子。时的载流子主要是离子。电电子子型型导导电电高高分分子子指指的的是是以以共共轭轭高高分分子子为为主主体体的的导导电电高高分分子子材材料料,导导电电时时的的载载流流子子是是电电子子(或或空空穴穴)，这这类类材材料料是目前世界上导电高分子材料研究开辟的重点。是目前世界上导电高分子材料研究开辟的重点。导电高分子是由含导电高分子

12、是由含 电子的共轭高聚物通过化学或电电子的共轭高聚物通过化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。化学掺杂使其由绝缘体转变为导体。（1）通过操作掺杂度，导电高分子的室温电导率可在绝缘体-半导体-金属态范围内变化。目前最高的室温电导率可达105S/cm，它可与铜的电导率相比，而重量仅为铜的1/12；（2）导电高分子可拉伸取向。沿拉伸方向电导率随拉伸度而增加，而垂直拉伸方向的电导率根本不变，呈现强的电导各向异性；（3）尽管导电高分子的室温电导率可达金属态，但它的电导率-温度依赖性不呈现金属特性，而服从半导体特性；（4）导电高分子的载流子既不同于金属的自由电子，也不同于半导体的电子或空穴，而是用孤子、

13、极化子和双极化子概念描述。与金属和半导体相比较，导电高分子的电学性能具有如下特点：与金属和半导体相比较，导电高分子的电学性能具有如下特点：对对于于导导电电高高分分子子来来说说，掺掺杂杂的的概概念念不不同同于于常常见见的的无无机机半半导导体体。以以单单晶晶硅硅为为例例，每每个个硅硅原原子子有有四四个个价价电电子子，假假设设晶晶格格中中有有一一个个硅硅原原子子被被一一个个仅仅具具有有三三个个价价电电子子的的硼硼原原子子取取代代后后，由由于于硼硼原原子子是是缺缺电电子子的的，无无论论硅硅与与硼硼之之间间是是否否发发生生电电子子转转移移，在在晶晶格格中中都都有有一一个个正正的的“空空穴穴”，这这即即所

14、所谓谓p p掺掺杂杂；反反之之，假假设设晶晶格格中中有有一一个个硅硅原原子子被被一一个个具具有有五五个个价价电电子子的的磷磷原原子子取取代代后后，该该格格点点上上就就比比别别的的格格点点多多出出一一个个电电子，这即所谓子，这即所谓n n掺杂。掺杂。导导电电高高分分子子的的掺掺杂杂则则是是通通过过氧氧化化复复原原反反响响实实现现的的。掺掺杂的方式主要有两种：杂的方式主要有两种：化化学学掺掺杂杂法法，即即通通过过参参加加第第二二种种不不同同氧氧化化态态的的物物质质，使使之与聚合物接触并反响；之与聚合物接触并反响；电电化化学学掺掺杂杂法法，即即聚聚合合物物作作为为电电极极，掺掺杂杂剂剂作作为为电电解

15、解质质，在在通通电电条条件件下下使使聚聚合合物物链链发发生生氧氧化化复复原原反反响响而而直直接接改改变变其其荷电状态。荷电状态。前前者者简简单单易易行行，有有利利于于了了解解掺掺杂杂前前后后聚聚合合物物结结构构与与性性能能的的变变化化；后后者者时时间间短短，效效率率高高，易易于于得得到到导导电电聚聚合合物物薄薄膜膜。除除此此之之外外，还还有有诸诸如如酸酸碱碱化化学学掺掺杂杂、光光掺掺杂杂、电电荷荷注注入掺杂等方法。入掺杂等方法。掺杂对于电子导电聚合物导电能力的改变具有非常重要掺杂对于电子导电聚合物导电能力的改变具有非常重要的意义，其导电性能往往会增加几个数量级。掺杂过程中，的意义，其导电性能往

16、往会增加几个数量级。掺杂过程中，掺杂剂分子插入聚合物分子链中，通过两者之间氧化复原反掺杂剂分子插入聚合物分子链中，通过两者之间氧化复原反响完成电子转移过程响完成电子转移过程p型掺杂剂型掺杂剂在掺杂反响中作为电子的接受体。卤素：Cl2,Br2,I2,IBr等；路易斯酸：PF5,AsF5,BF3,SbF5等；质子酸：HF,HCl,HNO3,ClSO3H等；过渡金属卤化物：NbF5,TaF5,MoF5,ZrCl4，TeI4等；过渡金属化合物：四氰基乙烯（TCNE）,四氰基对苯醌二甲烷（TCNQ），四氯对苯醌、二氯二氰代苯醌（DDQ）等。n型掺杂剂型掺杂剂在掺杂反响中作为电子的给予体。常见的有碱金属：

17、Li,Na,K等；在电化学掺杂中常用R4N+，R4P+(R=CH3，C6H5等)p型掺杂是由于导电高分子的局部氧化，即：型掺杂是由于导电高分子的局部氧化，即：x 聚合物聚合物 (聚合物聚合物+y)x+(xy)e-n型掺杂则是由于导电高分子的局部复原，即：型掺杂则是由于导电高分子的局部复原，即：x聚合物聚合物+(xy)e-(聚合物聚合物-y)x 上上述述过过程程可可通通过过电电化化学学或或化化学学方方法法完完成成。为为了了维维持持电中性，电中性，p型掺杂和型掺杂和n型掺杂都必须提供一个对离子，如型掺杂都必须提供一个对离子，如(聚合物聚合物+y)x+（xy）A-(聚合物聚合物+y)A-y x(聚合

18、物聚合物-y)x+（xy）M+M+y(聚合物聚合物-y)x导电高分子具有以下特点导电高分子具有以下特点:(1)与金属相比与金属相比,重量轻重量轻;(2)成型性好成型性好,用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其用浇铸、模压等比较简易的方法就能使其纤维化、薄膜化，制成涂料纤维化、薄膜化，制成涂料,以及得到人们所需要的其他以及得到人们所需要的其他形状，而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜形状，而且易于加工成轻质的大面积的可挠性薄膜,以其以其大的面积大的面积/厚度比来补偿它的电导率较低的缺乏；厚度比来补偿它的电导率较低的缺乏；(3)易于合成和进行分子设计、材料设计易于合成和进行分子设计、材料设计,从而

19、能较好地从而能较好地满足科学技术对这类功能材料提出的各种要求；满足科学技术对这类功能材料提出的各种要求；(4)原料来源广原料来源广v电磁波屏蔽电磁波屏蔽 随随着着各各种种商商用用和和家家用用电电子子产产品品数数量量的的迅迅速速增增加加,电电磁磁波波干干扰扰已已成成为为一一种种新新的的社社会会公公害害，对对电电子子仪仪器器、设设备备进进行行电电磁磁波波屏屏蔽蔽是是极极为为重重要要的的。直直接接使使用用混混有有导导电电高高分分子子材材料料的的塑塑料料做做外外壳壳,因因其其成成形形与与屏屏蔽蔽一一体体，较较其其他他方方法法,如如使使用用太太重重又又不不方方便便的的金金属属板板作作外外壳壳、在在塑塑料

20、料外外壳壳上上涂涂一一层层金金属属或或含含有有碳碳粉粉、碳碳纤纤维维的的导导电电涂涂料料、通通过过电电镀镀金金属将外壳覆盖等等更为方便。属将外壳覆盖等等更为方便。v电子元件电子元件(二极管、晶体管、场效应晶体管等二极管、晶体管、场效应晶体管等)导导电电高高分分子子材材料料在在掺掺杂杂状状态态具具有有半半导导体体或或金金属属的的电电导导性性,去去掺掺杂杂时时表表现现为为绝绝缘缘体体或或半半导导体体,而而原原来来禁禁带带宽宽度度较较大大的的仍仍为为绝绝缘缘体体,所所以以可可以以利利用用这这些些性性质质来来制制作作各各种种类类型型的的元元件件成成为为二二极极管管、晶晶体体管管及及场场效效应应晶晶体体

21、管管等等具具有有非非线线性电流性电流-电压特性的电子元件。电压特性的电子元件。v微波汲取材料微波汲取材料 由由于于可可以以对对导导电电高高分分子子的的厚厚度度、密密度度和和导导电电性性进进行行调调整整,从从而而可可以以调调整整微微波波反反射射系系数数、汲汲取取系系数数,其其汲汲取取系系数数可可达达105cm-1。导导电电高高分分子子作作为为微微波波汲汲取取材材料料,其其薄薄膜膜重量轻、柔性好重量轻、柔性好,可作任何设备可作任何设备(包括飞机包括飞机)的蒙皮。的蒙皮。v隐身材料隐身材料 所所谓谓隐隐身身材材料料是是指指能能够够减减少少 事事目目标标的的雷雷达达特特征征、红红外外特特征征、光光电电

22、特特征征及及目目视视特特征征的的材材料料的的总总称称。由由于于雷雷达达是是 事事目目标标侦侦查查的的主主要要手手段段,所所以以雷雷达达波波汲汲取取材材料料的的研研制制是是关关键键。自自从从导导电电聚聚合合物物的的出出现现,其其作作为为新新型型的的雷雷达达波波汲汲取取材材料料成成为为研研究究的的热热点点。、法法国国、印印度度及及中中国国相相继继开开展展了了导导电电聚聚合合物物雷雷达达波波汲汲取取材材料料的的研研制制,尤尤其其是是 空空 投投资资开开辟辟的的高高聚聚物物雷雷达达波波汲汲取取材材料料，为为隐隐身身战战斗斗机机和和侦侦察察机机制制造造“灵灵巧巧蒙蒙皮皮”的的设设想想和和方方案案奠奠定定

23、了了根底，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的开展。根底，进一步刺激了导电聚合物雷达隐身技术的开展。可降解高分子材料可降解高分子材料可降解高分子材料是指在使用后的特定环可降解高分子材料是指在使用后的特定环境条件下境条件下,在一些环境因素如光、氧、风、在一些环境因素如光、氧、风、水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下水、微生物、昆虫以及机械力等的作用下,使其化学结构在较短时间内发生明显变化使其化学结构在较短时间内发生明显变化,从而引起物性下降从而引起物性下降,最终成为可被环境所消最终成为可被环境所消纳的高分子材料。纳的高分子材料。降解高分子降解高分子生物降解生物降解淀粉添加剂淀粉添加剂天然大分子天

24、然大分子合成聚合物合成聚合物光降解光降解添加光敏剂型添加光敏剂型化学合成化学合成氧化降解氧化降解复合降解复合降解光生物双降解光生物双降解(1)(1)生物降解高分子生物降解高分子 生生物物降降解解高高分分子子材材料料是是指指在在自自然然界界微微生生物物或或人人体体及及动动物物体体内内的的组组织织细细胞胞、酶酶和和体体液液的的作作用用下下,可可使使其其化化学学结结构构发发生生变变化化,致致使使分分子子量量下下降降及及性性能能发发生生变变化化的的高高分分子子材材料。料。添添加加型型淀淀粉粉塑塑料料和和橡橡胶胶，其其生生产产方方法法是是将将淀淀粉粉以以非非偶偶联联方方式式与与现现行行塑塑料料(PE、P

25、P、PS和和PVC等等)共共混混，淀淀粉粉含含量量一一般般为为7%-15%。的的Goodyear公公司司宣宣布布试试销销含含有有局局部部淀淀粉粉填填料料的的轮轮胎胎,该该填填料料可可以以降降低低轮轮胎胎的的滚滚动动阻阻力力和和重重量量,还还有有利于环境保护。利于环境保护。但但是是添添加加型型淀淀粉粉塑塑料料和和橡橡胶胶的的主主要要成成分分仍仍是是石石油油基基类类聚聚合合物物(PE、PP、PS、PVC等等),很很快快降降解解的的局局部部主主要要是是淀淀粉粉,剩剩余余的的树树脂脂降降解解仍仍需需几几百百年年。严严格格地地讲讲,添添加加淀淀粉粉的的可可降降解解塑料不具备降解机理和功能，所以该类产品已

26、不再受欢送。塑料不具备降解机理和功能，所以该类产品已不再受欢送。热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料，意大利研制热塑性淀粉材料是完全生物可降解材料，意大利研制出一种淀粉含量为出一种淀粉含量为70%的可降解材料，所使用的树脂是无的可降解材料，所使用的树脂是无毒的毒的,分子量在分子量在500050000，它与淀粉直接交联或产生间，它与淀粉直接交联或产生间接物理作用，从而形成一连续相。此种合金有良好的成型接物理作用，从而形成一连续相。此种合金有良好的成型性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能，缺点性、二次加工性、力学性能和优良的生物降解性能，缺点是有亲水性，不宜用于食品包装而且价格较高。是有亲水

27、性，不宜用于食品包装而且价格较高。德国的德国的Battele研究所开辟出了淀粉含量为研究所开辟出了淀粉含量为90%的降解的降解塑料塑料,可作为包装材料使用可作为包装材料使用,以聚氯乙烯为取代目标。以聚氯乙烯为取代目标。开开辟了一种热塑性淀粉材料，是以变性淀粉为主，且配有少辟了一种热塑性淀粉材料，是以变性淀粉为主，且配有少量其它生物降解性添加剂的天然聚合物材料量其它生物降解性添加剂的天然聚合物材料,淀粉含量高达淀粉含量高达90%100%，材料的性能类似于聚苯乙烯，可完全生物降，材料的性能类似于聚苯乙烯，可完全生物降解，且降解可控，产品广泛用于医用器材、包装材料。解，且降解可控，产品广泛用于医用器

28、材、包装材料。化化学学合合成成型型生生物物降降解解高高分分子子：该该类类生生物物降降解解高高分分子子材材料料多多是是在在分分子子结结构构中中引引入入酯酯基基结结构构的的聚聚酯酯。工工业业化化的的有有聚聚乳乳酸酸(PLA)和和聚聚己己内内酯酯(PCL)。PLA在在医医学学领领域域内内被被认认为为是是最最重重要要的的可可完完全全生生物物降降解解的的高高分分子子。由由于于制制备备工工艺艺、本本钱钱的的限限制制,该该类类材材料料的的研研究究起起步步较较晚晚,但但越越来来越越受受到到重重视视。由由于于可可完完全全降降解解,所所以以应应用用前前景景较较好好,但但是是降降解解机理仍不完全清楚。机理仍不完全清

29、楚。微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制微生物合成高分子材料是由生物通过各种碳源发酵制得的一类高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微得的一类高分子材料，主要包括微生物聚酯、聚乳酸及微生物多糖，此种产品的特点是能完全生物降解。生物多糖，此种产品的特点是能完全生物降解。研究发现，有许多可用于合成微生物聚酯的细菌，一研究发现，有许多可用于合成微生物聚酯的细菌，一般发酵底物是般发酵底物是C1-C5的化合物。聚的化合物。聚-羟基丁酸酯羟基丁酸酯(PHB)是是细菌与藻类的贮存产物，细菌与藻类的贮存产物，70年代由英国年代由英国ICI公司开辟成功公司开辟成功并进行生产，可以完全生物降解并进行生

30、产，可以完全生物降解,但力学和热学性能不佳。但力学和热学性能不佳。为了改善这一点，另一家公司开辟了为了改善这一点，另一家公司开辟了-羟基丁酸与羟基丁酸与-羟基羟基戊酸戊酸(HV)的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的的共聚物，得到了性能良好，可完全生物降解的高分子材料。高分子材料。0.025mm厚的厚的PHB或或PHB-HV膜在海水中膜在海水中6周已穿孔周已穿孔,堆肥堆肥7周可降解周可降解70%80%。PHB-HV可以制成可以制成瓶、膜和纤维瓶、膜和纤维,应用广泛。应用广泛。(2)光降解高分子光降解高分子 在制备塑料时在制备塑料时,通过向塑料基体中参加光敏剂通过向塑料基体中参加光敏剂,使其

31、使其在光照条件下可诱发光降解反响，此类塑料称为光降解在光照条件下可诱发光降解反响，此类塑料称为光降解塑料。塑料。光降解引发剂有很多种光降解引发剂有很多种,包括过渡金属的各种化合包括过渡金属的各种化合物物,如如:卤化物、乙酰基丙酮酸盐、二硫代氨基甲酸盐、卤化物、乙酰基丙酮酸盐、二硫代氨基甲酸盐、脂肪酸盐、羟基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其脂肪酸盐、羟基化合物、多核芳香族化合物、酯以及其它一些聚合物。它一些聚合物。不不同同寿寿命命的的降降解解高高分分子子材材料料还还可可以以通通过过改改变变Ni,CoNi,Co等等稳稳定定二二硫硫代代氨氨基基甲甲酸酸盐盐和和Fe,CuFe,Cu等等二二硫硫代代氨

32、氨基基甲甲酸酸盐盐的的比比例例得得到到。此此外外联联二二茂茂铁铁也也可可以以引引发发光光降降解解反反响响,其其降降解解速速度度与与光光敏敏剂剂含含量量有有关关。在在自自然然条条件件下下测测试试出出光光敏敏剂剂含含量量与与降降解解速速度度的的曲曲线线，就就可可以以根根据据该该材材料料的的使使用用期期限限选选择择适当的用量。适当的用量。除除了了以以上上光光降降解解高高分分子子外外,还还有有一一类类重重要要的的合合成成光光降降解解高高分分子子，即即通通过过共共聚聚反反响响将将羰羰基基型型感感光光基基团团引引入入高高分分子子链链而而赋赋予予其其光光降降解解特特性性。光光降降解解活活性性的的操操作作则则

33、是是通通过过改改变变羰羰基基基基团团含含量量来来实实现现。已已经经工工业业化化的的此此类类合合成成光光降降解解高高分分子子有乙烯有乙烯-乙烯酮共聚物和乙烯乙烯酮共聚物和乙烯-CO共聚物。共聚物。(3)光和生物双降解高分子光和生物双降解高分子 光光-生生物物双双降降解解高高分分子子材材料料，具具有有光光、生生物物双双降降解解功功能能,它它将将光光敏敏剂剂体体系系的的光光降降解解机机理理与与淀淀粉粉的的生生物物降降解解机机理理结结合合起起来来,一一方方面面可可以以加加速速降降解解,另另一一方方面面可可以以利利用用光光敏敏剂剂体体系系可调的特性到达人为操作降解的目的。可调的特性到达人为操作降解的目的

34、。光降解和生物降解的结合不仅提高了材料降解的可控性，光降解和生物降解的结合不仅提高了材料降解的可控性，而且还克服了单纯光降解材料在阳光缺乏或非光照条件下难而且还克服了单纯光降解材料在阳光缺乏或非光照条件下难降解以及单纯淀粉塑料在非微生物环境条件下难降解的问题。降解以及单纯淀粉塑料在非微生物环境条件下难降解的问题。生物降解高分子材料的一大应用领域是在农业上。在生物降解高分子材料的一大应用领域是在农业上。在适当的条件下，可生物降解高分子材料经有机降解成为混适当的条件下，可生物降解高分子材料经有机降解成为混合肥料合肥料,或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素或与有机废物混合堆肥。特别是用甲壳素/壳聚糖

35、壳聚糖制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素制备的生物降解高分子材料或含有甲壳素/壳聚糖的生物降壳聚糖的生物降解高分子材料解高分子材料,其降解产物不但有利于植物生长其降解产物不但有利于植物生长,还可改进还可改进土壤环境。土壤环境。降降解解高高分分子子当当前前存存在在的的问问题题主主要要是是价价格格昂昂贵贵,难难以以推推广广利利用用。淀淀粉粉填填充充型型塑塑料料降降而而不不解解,生生物物降降解解塑塑料料的的用用后后处处理理需需要要全全面面的的堆堆肥肥建建设设。另另外外,降降解解塑塑料料自自身身技技术术如如更更合合理理的的工工艺艺配配方方、准准确确的的降降解解时时控控性性、用用后后快快速速降降解解性

36、性、彻彻底底降降解解性性以以及及边边角角料料的的回回收收利利用用技技术术等等还还有有待待进进一一步步提提高高和完善。和完善。高分子吸附剂高分子吸附剂吸附剂的分类：吸附剂的分类：(1)非离子型高分子吸附剂非离子型高分子吸附剂 非非离离子子型型吸吸附附树树脂脂主主要要是是指指在在分分子子结结构构中中不不包包含含离离子子性性基基团团，主主要要依依靠靠分分子子间间范范德德华华力力进进行行吸吸附附的的高高分分子子树树脂脂。它它主主要要用用在在色色谱谱别别离离中中作作为为载载体体和和固固定定相相、环环境境保保护护中中作作为为污污染染物物富富集集材材料料、动动植植物物中中有有效效成成分分的的别别离离提提取取

37、与与纯纯化化过过程程中中。非非离离子子型型高高分分子子吸吸附附剂剂品品种种较较多多，根根据据极极性性大大小小，可可以以分分成成非非极极性性、弱弱极极性性、中中等等极极性性和和强强极极性性四四种种。按按照照聚聚合合物物骨骨架架类类型型，可分成聚苯乙烯型、聚丙烯酸型等。可分成聚苯乙烯型、聚丙烯酸型等。(2)金属阳离子配位型吸附剂金属阳离子配位型吸附剂 金金属属阳阳离离子子配配位位型型吸吸附附剂剂又又称称为为高高分分子子螯螯合合剂剂，是是一一类类重重要要的的功功能能高高分分子子。其其特特征征是是高高分分子子骨骨架架上上连连接接有有能能够够对对金金属属离离子子进进行行配配位位的的螯螯合合功功能能基基，

38、对对多多种种金金属属离离子子具具有有选选择择性性螯螯合合作作用用，因因此此这这类类吸吸附附树树脂脂能能够够浓浓缩缩和和富富集集各各种种金属离子。金属离子。作为吸附剂使用的高分子螯合剂主要有两类：一类是作为吸附剂使用的高分子螯合剂主要有两类：一类是合成型高分子螯合树脂；另一类是天然高分子螯合剂。合成型高分子螯合树脂；另一类是天然高分子螯合剂。具有螯合功能的高分子需要满足两方面的要求：具有螯合功能的高分子需要满足两方面的要求：首首先先是是要要含含有有配配位位基基团团，其其次次是是配配位位基基团团在在高高分分子子骨骨架上排布合理，以保证螯合过程对空间构型的要求。架上排布合理，以保证螯合过程对空间构型

39、的要求。螯螯合合基基团团是是一一类类含含有有多多个个配配位位原原子子的的功功能能基基团团，目目前前最最常常见见的的配配位位原原子子是是具具有有给给电电子子性性质质的的第第五五族族到到第第七七族族元元素，主要是素，主要是O、N、S、P、As、Se等。等。(3)(3)离子型吸附树脂离子型吸附树脂 这种高分子材料的骨架中含有某些酸性或碱性基团，这种高分子材料的骨架中含有某些酸性或碱性基团，在溶液中解离后分别能够与阳离子或阴离子通过静电引力在溶液中解离后分别能够与阳离子或阴离子通过静电引力结合生成盐，其中最常见的是离子交换树脂。离子型吸附结合生成盐，其中最常见的是离子交换树脂。离子型吸附树脂主要有两局

40、部结构：一局部是高分子骨架，其作用是树脂主要有两局部结构：一局部是高分子骨架，其作用是担载离子交换基团以及为离子交换过程提供必要的空间和担载离子交换基团以及为离子交换过程提供必要的空间和动力学条件；另一局部是离子交换基团，它是离子交换能动力学条件；另一局部是离子交换基团，它是离子交换能力和吸附选择性的决定因素。根据聚合物骨架上所带离子力和吸附选择性的决定因素。根据聚合物骨架上所带离子交换基团的性质不同，可以分成强酸型、弱酸型、强碱型、交换基团的性质不同，可以分成强酸型、弱酸型、强碱型、弱碱型、酸碱弱碱型、酸碱 和氧化复原几种。另外一种使用更为广泛和氧化复原几种。另外一种使用更为广泛的分法是根据

41、树脂所交换离子的荷电特征分成阳离子型和的分法是根据树脂所交换离子的荷电特征分成阳离子型和阴离子型。阴离子型。离离子子型型吸吸附附树树脂脂的的主主要要功功能能之之一一是是对对相相应应的的离离子子进进行行离离子子交交换换，交交换换次次序序取取决决于于离离子子交交换换基基团团与与被被交交换换离离子子的的亲亲和和能能力力的的差差异异，而而这这些些差差异异又又取取决决于于多多种种因因素素，例例如如离离子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。子半径、价态、软硬度、化学组成和立体结构等等。一一般般来来说说，由由于于使使用用目目的的和和条条件件的的不不同同，对对离离子子型型吸吸附附树树脂脂有有不不同同的

42、的具具体体要要求求：a.良良好好的的稳稳定定性性；b.良良好好的的耐耐溶溶剂剂性性质质；c.良良好好的的机机械械性性能能；d.具具有有一一定定的的离离子子交交换换容容量量；e.对对特特定定离离子子应应具具有有选选择择性性吸吸附附能能力力；f.具具有有较较大大的的比比外表积、适宜的孔径和孔隙率。外表积、适宜的孔径和孔隙率。吸水性高分子吸附剂：吸水性高分子吸附剂：高吸水性树脂的研究始于高吸水性树脂的研究始于60年代，世界上最早开年代，世界上最早开辟的一种高吸水性树脂是淀粉辟的一种高吸水性树脂是淀粉-丙烯氰接枝共聚水解产丙烯氰接枝共聚水解产物，即在淀粉上接枝丙烯氰然后水解而成。物，即在淀粉上接枝丙烯

43、氰然后水解而成。按原料组成分：按原料组成分：改性的天然高分子（包括淀粉类和纤维素类）改性的天然高分子（包括淀粉类和纤维素类）全人工合成的高分子（包括聚丙烯酸系树脂、聚丙全人工合成的高分子（包括聚丙烯酸系树脂、聚丙烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚环氧乙烷系树脂烯氰系树脂、聚乙烯醇系树脂、聚环氧乙烷系树脂等）等）通常情况下，纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比通常情况下，纤维素类高吸水性树脂的吸水能力比淀粉类树脂低，但是吸水速度快是其特点之一，在淀粉类树脂低，但是吸水速度快是其特点之一，在一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。一些特殊情况下却是淀粉类树脂所不能取代的。高吸水性树脂的结构特征：高吸水性

44、树脂的结构特征：a.分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键；能够与水分子形成氢键；b.树脂具有交联结构；树脂具有交联结构；c.聚合物内部具有较高的离子浓度；聚合物内部具有较高的离子浓度；d.聚合物具有较高的分子量聚合物具有较高的分子量吸油性高分子：吸油性高分子：高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料高吸油性树脂是一种新型的功能高分子材料,对于对于不同种类的油，少则可吸自重的几倍不同种类的油，少则可吸自重的几倍,多则近百倍多则近百倍,吸吸油量大、吸油速度快且保油能力强，在工业的废液处油量大、吸油速度快且保油能力强，在工业的废液处理以及环境

45、保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶理以及环境保护方面具有广泛的用途。另外可作橡胶改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸改性剂、油雾过滤材料、芳香剂和杀虫剂的基材、纸张添加剂等。张添加剂等。高吸油性树脂的结构特征：高吸油性树脂的结构特征：高分子之间形成一种三维的交联网状结构，高分子之间形成一种三维的交联网状结构，材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基材料内部具有一定微孔结构。由于分子内亲油基的链段和油分子的溶剂化作用，高吸油性树脂发的链段和油分子的溶剂化作用，高吸油性树脂发生膨润。基于交联的存在，该树脂不溶于油中。生膨润。基于交联的存在，该树脂不溶于油中。由此可见由此可见,交联度和

46、亲油性基团与高吸油性树脂的交联度和亲油性基团与高吸油性树脂的性能有密切关系。性能有密切关系。当将高吸油性树脂投入油中时当将高吸油性树脂投入油中时,刚开始是分子扩刚开始是分子扩散操作散操作,当一定量的油分子进入后，油分子和高分子当一定量的油分子进入后，油分子和高分子链段发生溶剂化作用，此时由于油分子进入得还比链段发生溶剂化作用，此时由于油分子进入得还比较少，尚缺乏以使高分子链段伸展开，实际上仍然较少，尚缺乏以使高分子链段伸展开，实际上仍然卷曲缠结着，因此仍然是分子扩散操作；当油分子卷曲缠结着，因此仍然是分子扩散操作；当油分子进入足够多，溶剂化作用也足够强了，链段伸展开进入足够多，溶剂化作用也足够

47、强了，链段伸展开来，网络中只有共价键交联的交联点存在，这时才来，网络中只有共价键交联的交联点存在，这时才开始是由热力学推动力推动开始是由热力学推动力推动(即由热力学不平衡态向即由热力学不平衡态向平衡态方向进行平衡态方向进行)。当高分子充分溶胀，从高分子弹。当高分子充分溶胀，从高分子弹性力学模型可知，高分子链伸展到一定程度会慢慢性力学模型可知，高分子链伸展到一定程度会慢慢回缩回缩,即存在弹性回缩力，最终到达热力学平衡态。即存在弹性回缩力，最终到达热力学平衡态。吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料，从外观形态或分子有

48、选择性亲和作用的高分子材料，从外观形态上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂上看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。几种。吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境关系密切：因素的影响，还与使用环境关系密切：(1)温度因素温度因素(2)(2)树脂周围的介质树脂周围的介质流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的扩散系数等流动相的流速、溶液黏度和被吸附物质的扩散系数等水水处处理理水的软化，脱碱；水的脱盐；高纯水制备糖及多元醇的糖及多元醇的处处理理 葡萄糖脱色精制，蔗糖、甜菜糖浆的软化、脱色精制；甘油纯化工工业废业废水水处

49、处理理含铬、汞、铜废水处理；含金、银废水处理及回收原子能工原子能工业业铀、钍的提炼；反响堆用水的净化；放射性废水的处理催化催化剂剂蔗糖的转化；酯化反响；水解反响；烷基化反响；缩合反响制制药药工工业业抗菌素的别离提炼精制；生化药物的别离精制；氨基酸、蛋白质的别离；生物碱的别离；药物添加剂在农业方面农业方面，由于具有惊人的吸水能力，常常作为农用保水剂，施用于土壤中时汲取的水分可以被植物汲取利用，并能在作物根系周围形成一个局部湿润的环境，对作物来说相当于一个微型水源。在沙漠和荒漠中进行绿化，高吸水性树脂能够发挥非常重要的作用。水果、蔬菜在一般条件下难以保鲜，用高吸水性树脂开辟出一种可调节水分的包装薄

50、膜，用于包装果蔬，可在一定程度上调节局部体系的气氛、湿度，从而操作水果、蔬菜的呼吸代谢。建筑方面建筑方面，将高吸水性树脂与其他高分子材料混合后，可以加工成止水带，在土建工程中是理想的止水材料。利用吸水膨胀性能，添加到其他建筑材料中，可以作为水密封材料，用于堵漏。卫生用品制造卫生用品制造方面是应用最早，也是现在使用量最多的领域之一。采用高吸水性树脂可以将妇女卫生经做的更薄，保水效果更好，提高运动自由度和着装感；做成纸尿裤，由于锁住水分，感觉更舒适。在医疗方面在医疗方面，吸水树脂凝胶可抑制血浆蛋白质和血小板的粘着，因而可作抗血栓材料。另外用高吸水性树脂制成的人工肾过滤材料，可以调节血液中的水分含量