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1、第九章功能高分子材料——高分子催化劑、固定化酶及高分子螯合劑一般來說，利用其力學(xué)性能的高分子，稱為一般高分子，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等；而利用力學(xué)性能以外性能的高分子，叫做功能高分子。9.1功能高分子材料概述——分類功能高分子（FP,FunctionalPolymer）一般帶有官能團(tuán)，化學(xué)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，因此，難以按化學(xué)結(jié)構(gòu)來分類，一般按照其功能來分類。1.按照功能來分類:（1）化學(xué)功能離子交換樹脂、螯合樹脂、感光性樹脂、氧化還原樹脂、高分子試劑、高分子催化劑、高分子增感劑、分解性高分子等。（2）物理功能導(dǎo)電性高分子（包括
2、電子型導(dǎo)電高分子、高分子固態(tài)離子導(dǎo)體、高分子半導(dǎo)體）、高介電性高分子（包括高分子駐極體、高分子壓電體）、高分子光電導(dǎo)體、高分子光生伏打材料、高分子顯示材料、高分子光致變色材料等。（3）復(fù)合功能 高分子吸附劑、高分子絮凝劑、高分子表面活性劑、高分子染料、高分子穩(wěn)定劑、高分子相溶劑、高分子功能膜和高分子功能電極等。 （4）生物、醫(yī)用功能 抗血栓、控制藥物釋放和生物活性等。2.從制造和結(jié)構(gòu)的角度考慮：結(jié)構(gòu)型功能高分子復(fù)合型功能高分子3.按照功能特性通?？煞殖梢韵聨最悾海?）分離材料和化學(xué)功能材料（2）電磁功能高分子材料（3）光功能
3、高分子材料（4）生物醫(yī)用高分子材料種類功能特性應(yīng)用示例1.分離材料和化學(xué)功能高分子材料高分子分離膜和氣液交換膜傳質(zhì)作用化工、制藥、海水淡化、冶金離子交換樹脂和交換膜離子交換作用化工、制藥、水凈化高分子催化劑和高分子固定酶催化作用化工、食品加工、生物工程高分子試劑反應(yīng)性農(nóng)藥、醫(yī)用、環(huán)保貯氫材料吸著作用化工、能源高吸水性材料吸著作用農(nóng)業(yè)、紙制品2.電磁功能高分子材料導(dǎo)電高分子材料導(dǎo)電性防靜電材料、屏蔽材料、固體電解質(zhì)材料、面狀發(fā)熱體高分子半導(dǎo)體導(dǎo)電性電子技術(shù)和電子器件光導(dǎo)電材料光電效應(yīng)電子照相、光電池、傳感器壓電高分子力電效應(yīng)開
4、關(guān)材料、儀器儀表測(cè)量材料機(jī)器人觸感材料高分子磁性體導(dǎo)磁作用塑料磁石、磁性橡膠、中子吸收微型電機(jī)磁性記錄材料磁性轉(zhuǎn)換磁帶、磁盤電致變色材料光電效應(yīng)顯示、記錄種類功能特性應(yīng)用示例3.光功能高分子材料光致變色、顯示和發(fā)光材料光色、光電效應(yīng)自動(dòng)調(diào)節(jié)光線明暗的太陽鏡和窗玻璃等、顯示、記錄液晶高分子偏光效應(yīng)顯示、連接器熒光高分子材料光化學(xué)作用情報(bào)處理、熒光染料光降解高分子材料光化學(xué)環(huán)境保護(hù)光盤基板材料光學(xué)原理高密度記錄和貯存信息4.生物醫(yī)用高分子材料人工器官材料仿人體功能與替代人體臟器修補(bǔ)作用藥物高分子藥理作用治療動(dòng)脈硬化、抗血栓降解性
5、縫合材料化學(xué)降解非永久性外科材料9.2.1高分子催化劑——第三代催化劑特點(diǎn)高分子催化劑就是將具有催化活性的基團(tuán)連接于高聚物上，使之成為對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有催化作用的高分子化合物。（1）這種新一代催化劑活性組分往往與均相催化劑具有相同的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，因而保存了均相催化劑的優(yōu)點(diǎn)，如高活性和高選擇性等，也具有相同和相似的動(dòng)力學(xué)特征。（2）由于結(jié)合在高分子載體上，又具有多相催化劑的特點(diǎn)，如不腐蝕設(shè)備，容易從產(chǎn)品中分離與回收。（3）穩(wěn)定性增加（對(duì)水、空氣），易于操作。而且許多研究表明，高分子載體不僅是作為金屬活性中心的惰性支持體，由于其特殊的
6、高分子效應(yīng)，及其與催化中心、反應(yīng)底物和產(chǎn)物間的相互作用，可極大的影響催化劑的催化性能，提高反應(yīng)的活性和選擇性。鏈上功能基之間的協(xié)同效應(yīng)、多次催化，如：部分載Ag+的高分子磺酸催化乙酸烯丙酯的水解。選擇性提高效應(yīng)（尺寸選擇性、極性選擇性、立體選擇性等），如：載體孔徑不同的高分子釕銠催化環(huán)十二碳三烯的加氫反應(yīng)。9.2高分子催化劑高分子效應(yīng)高分子效應(yīng)這個(gè)名詞是上世紀(jì)60年代提出來的。含功能基的高分子的化學(xué)、物理性質(zhì)不同于含有相同功能基的低分子化合物，這種差別有時(shí)候表現(xiàn)得非常明顯。人們把引起這些差別的各方面的原因，總的概括起來稱為高
7、分子效應(yīng)。濃縮/稀釋效應(yīng)鄰近基團(tuán)效應(yīng)協(xié)同效應(yīng)不飽和配位效應(yīng)模板效應(yīng)包絡(luò)效應(yīng)其他（形態(tài)效應(yīng)、空間位阻、隔離效應(yīng)、相轉(zhuǎn)移）9.2.2高分子催化劑種類天然高分子催化劑—酶半天然高分子催化劑—固定化酶合成高分子催化劑含金屬的酶不含金屬的酶高分子酸堿催化劑（離子交換樹脂）高分子配位化合物（金屬絡(luò)合物）催化劑高分子相轉(zhuǎn)移催化劑（高分子冠醚）高分子膠體保護(hù)的金屬簇催化劑9.2.3離子交換樹脂根據(jù)活性基團(tuán)的不同、離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂（高分子酸催化劑）和陰離子交換樹脂（高分子堿催化劑）兩大類。1.陽離子交換樹脂（高分子酸催化劑）陽
8、離子交換樹脂具有酸性基團(tuán)，這種樹脂的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，具有耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑和還原劑的性質(zhì)，因此應(yīng)用非常廣泛。（1）分類根據(jù)活性基團(tuán)離解出H+能力的大小不同，陽離子交換樹脂分為強(qiáng)酸性和弱酸性兩種。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，常用R-SO3H表示(R表示樹脂的骨架)弱酸性陽離子交換樹脂，分別用R-
