功能高分子材料（第二版）

　　功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支，本教材根据高分子材料与工程、复合材料等专业的特点，论述了一些具有重要应用价值的功能高分子材料品种，如已发展较为成熟的离子交换树脂、吸附树脂、高分子分离膜、液晶高分子、电功能高分子、高分子纳米复合材料、生物降解高分子材料等，对它们的研究和发展方向以及新成果作了一定的介绍，同时对于一些新的功能高分子材料如高分子催化剂，形状记忆高分子、智能型高分子凝胶、高吸油树脂等高分子也有所涉及。在阐述这些材料时，着重强调基本概念、基本原理，阐明了功能高分子材料的结构和组成与功能性之间的关系，同时对功能高分子材料的发展也作了扼要的介绍。本书可作为高校高分子材料、复合材料、应用化学等相关专业的研究生和本科生的教学用书；也可供从事功能高分子材料生产和研究的科技人员参考。

　　焦剑，西北工业大学理学院应用化学系，教授，长期从事高分子材料、功能高分子以及树脂基复合材料的教学和科研工作，陕西省复合材料学会会员，中国环氧树脂学会会员，PhysicaB审稿人。讲授研究生课程《功能高分子材料》、《生物化学》，以及本科生课程《高分子物理》、《塑料材料学》、《功能高分子材料》。撰写专著、教材四部，多次获西北工业大学奖教金、教学成果奖、青年教师等奖励。主持“973”子专题、国家自然基金、横向课题多项，发表研究论文60余篇。

第1章绪论/1
1.1功能高分子材料概述1
1.1.1功能高分子材料的概念及研究内容1
1.1.2功能高分子材料的分类2
1.1.3功能高分子材料的发展4
1.2功能高分子材料的结构与功能7
1.2.1高分子骨架7
1.2.2官能团与功能性的关系11
1.3功能高分子材料的设计方法12
1.3.1依据已知功能的小分子设计12
1.3.2根据小分子或官能团与聚合物骨架之间的协同作用进行设计12
1.3.3拓展已有高分子材料的功能14
1.3.4从其他科学领域的理论和方法中借鉴14
1.4功能高分子材料的制备14
1.4.1高分子的合成新技术14
1.4.2功能高分子材料的制备16
1.4.3功能高分子材料的多功能复合20
思考题21
参考文献21
第2章吸附分离高分子材料/23
2.1概述23
2.2吸附树脂24
2.2.1吸附树脂的分类及品种24
2.2.2吸附树脂的合成27
2.2.3吸附树脂的性能及吸附分离原理31
2.2.4吸附树脂的应用35
2.3离子交换树脂37
2.3.1离子交换树脂的分类38
2.3.2离子交换树脂的合成39
2.3.3离子交换树脂的性能45
2.3.4离子交换树脂的工作原理47
2.3.5离子交换树脂的应用49
2.4高分子絮凝剂53
2.4.1高分子絮凝剂的种类及结构特点54
2.4.2高分子絮凝剂的作用原理56
2.4.3影响高分子絮凝剂絮凝效果的因素57
2.4.4高分子絮凝剂的应用59
思考题60
参考文献60
第3章高分子试剂及高分子催化剂/63
3.1概述63
3.1.1高分子试剂及高分子催化剂63
3.1.2高分子试剂及催化剂的结构特点及应用特点64
3.2高分子试剂65
3.2.1概述65
3.2.2高分子试剂的制备66
3.2.3高分子试剂的种类及应用68
3.2.4在高分子载体上的固相合成71
3.3高分子催化剂74
3.3.1高分子催化剂的合成74
3.3.2高分子催化剂的高分子效应76
3.3.3高分子催化剂的类型及应用77
3.3.4酶的固化及其应用78
思考题82
参考文献82
第4章高分子分离膜/84
4.1概述84
4.1.1分离膜与膜分离的特点84
4.1.2高分子分离膜的定义及分类85
4.1.3分离膜的膜组件86
4.2高分子分离膜的分离原理88
4.2.1多孔膜的分离原理88
4.2.2致密膜的分离机理89
4.3高分子分离膜的材料及制备91
4.3.1高分子分离膜的材料91
4.3.2高分子分离膜的制备94
4.4膜过程及其应用97
4.4.1浓度差驱动的膜分离过程98
4.4.2压力驱动的膜过程101
4.4.3电场力驱动膜过程104
4.5液膜分离105
4.5.1液膜的结构和分类105
4.5.2液膜分离机理107
4.5.3液膜的应用107
4.6新型膜分离过程108
4.6.1膜蒸馏108
4.6.2膜萃取108
4.6.3亲和膜分离技术108
思考题109
参考文献109
第5章电功能高分子材料/112
5.1概述112
5.1.1高分子材料的导电特点112
5.1.2导电高分子材料的分类113
5.2复合型导电高分子材料114
5.2.1复合型导电高分子材料的结构和导电机理115
5.2.2金属填充型高分子材料的导电性117
5.2.3碳系列复合高分子材料118
5.2.4复合型导电高分子材料的应用123
5.3结构型导电高分子的结构与性能124
5.3.1电子导电高聚物124
5.3.2离子导电高聚物135
5.4电功能高分子材料的应用137
5.4.1电致发光高聚物137
5.4.2电致变色高聚物141
5.4.3高分子压电材料144
5.4.4超导高分子148
思考题150
参考文献150
第6章高分子纳米复合材料/152
6.1纳米效应及纳米复合材料152
6.1.1纳米效应152
6.1.2纳米复合材料的定义及特点153
6.1.3聚合物基纳米复合材料154
6.2纳米复合材料的制备155
6.2.1共混法155
6.2.2溶胶凝胶法156
6.2.3插层法159
6.2.4其他方法164
6.3无机/聚合物纳米复合材料的表征与分析164
6.3.1纳米材料的化学成分的表征165
6.3.2纳米微粒结构的表征165
6.3.3纳米微粒的表面分析165
6.4无机/聚合物纳米复合材料的性能及应用166
6.4.1力学性能167
6.4.2热性能169
6.4.3阻燃性169
6.4.4高阻透性170
6.4.5电性能171
6.4.6光功能172
6.4.7磁特性173
6.4.8其他特性174
思考题174
参考文献175
第7章光功能高分子材料/178
7.1概述178
7.2光功能高分子材料的结构与性能179
7.2.1光物理和光化学原理179
7.2.2光化学反应181
7.2.3感光高分子体系的设计与构成185
7.3光功能高分子材料的应用185
7.3.1光敏性涂料185
7.3.2光致抗蚀剂190
7.3.3高分子光稳定剂197
7.3.4光致变色高分子材料199
7.3.5光导电高分子材料203
7.3.6光学塑料与光纤210
思考题212
参考文献212
第8章液晶高分子材料/214
8.1概述214
8.1.1高分子液晶的发展概况214
8.1.2液晶的特性215
8.1.3液晶的分类215
8.2高分子液晶的分子结构及理论218
8.2.1高分子液晶的典型化学结构219
8.2.2高分子液晶的结构与性能221
8.2.3液晶高分子理论221
8.3高分子液晶材料的表征方法222
8.3.1热台偏光显微镜法222
8.3.2差示扫描量热法223
8.3.3X射线衍射法223
8.3.4核磁共振光谱法224
8.4液晶高分子的合成224
8.4.1溶致型侧链高分子液晶224
8.4.2溶致型主链高分子液晶226
8.4.3热致型侧链高分子液晶228
8.4.4热致型主链高分子液晶233
8.4.5其他液晶高分子236
8.5特种液晶高分子材料238
8.5.1功能性液晶高分子238
8.5.2组合型液晶高分子241
8.5.3树枝状大分子液晶243
8.5.4分子间氢键作用液晶高分子、液晶离聚物和液晶网络体243
8.6液晶高分子材料的应用245
8.6.1高性能工程材料245
8.6.2高分子液晶合金246
8.6.3高分子液晶复合材料246
8.6.4图形显示246
8.6.5信息存储介质247
8.6.6功能液晶膜材料247
思考题248
参考文献248
第9章环境降解高分子材料/249
9.1概述249
9.2光降解高分子材料250
9.2.1光降解机理250
9.2.2光降解高分子材料及制备252
9.2.3光降解高分子材料的应用255
9.3生物降解高分子材料256
9.3.1生物降解高分子材料的概念及分类256
9.3.2天然生物降解高分子材料259
9.3.3生物合成降解型高分子材料264
9.3.4化学合成的高分子266
9.3.5光生物双降解高分子材料270
9.4生物降解复合材料270
9.5可生物降解的聚合物纳米微粒271
思考题272
参考文献272
第10章生物医用高分子材料/274
10.1概述274
10.1.1医用高分子材料的分类274
10.1.2对医用高分子材料的基本要求276
10.1.3医用高分子材料的应用276
10.2生物医用高分子材料的生物相容性和生物学评价277
10.3血液净化高分子材料279
10.3.1血液净化膜材料279
10.3.2血液净化吸附材料281
10.4生物吸收性高分子材料282
10.4.1生物吸收性高分子材料的基本性能283
10.4.2生物吸收性高分子材料284
10.4.3生物吸收性高分子材料的应用289
10.5生物惰性高分子材料289
10.5.1医用有机硅高分子289
10.5.2聚氨酯290
10.5.3聚丙烯酸酯及其衍生物291
10.5.4聚四氟乙烯291
10.6生物活性高分子材料291
10.6.1表面肝素化高分子材料291
10.6.2酶、抗体的固定化292
10.6.3组织工程支架材料293
10.7高分子材料在药学中的应用296
10.7.1高分子药物296
10.7.2药用高分子辅料298
10.7.3高分子药物控制释放体系298
思考题300
参考文献300
第11章智能高分子材料/302
11.1智能材料与智能高分子302
11.2智能型高分子凝胶303
11.2.1凝胶的溶胀及体积相转变304
11.2.2高分子凝胶的响应306
11.2.3智能型高分子凝胶的应用311
11.3形状记忆功能高分子材料313
11.3.1高分子的形状记忆原理314
11.3.2形状记忆高分子材料的品种316
11.3.3形状记忆高分子材料的应用318
11.4智能型高分子复合材料319
11.4.1复合材料的自监控320
11.4.2复合材料的自修复321
11.5其他智能型高分子322
11.5.1智能型液晶高聚物322
11.5.2生物工程用智能型高分子322
11.5.3智能高聚物微球323
11.5.4智能高分子膜323
11.5.5智能高分子纤维324
思考题324
参考文献325
第12章高吸液树脂/328
12.1高吸水性树脂328
12.1.1高吸水性树脂的分类及制备328
12.1.2高吸水性树脂的吸水机理331
12.1.3高吸水性树脂的性能332
12.1.4高吸水性树脂的应用334
12.2高吸油性树脂335
12.2.1高吸油性树脂的吸油机理335
12.2.2高吸油性树脂的种类336
12.2.3高吸油性树脂的合成特点338
12.2.4影响高吸油性树脂性能的主要因素339
12.2.5高吸油性树脂的应用340
思考题341
参考文献341