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高分子材料研究前沿浅见

(五)、智能型高分子凝胶
(六)、高分子科学与生命科学的交叉 1 组织工程研究中支架高分子的仿生微观结构和高分 子的生物降解性。 2 具有优异抗凝血性和生物相容性及抗菌性的高分子。 3 用于基因治疗的高分子药物控释体系。 4运用生物技术发展高分子合成方法。 5高性能仿生高分子材料。 6合成可实现溶液中精巧高级结构的聚合物研究。 7生物大分子结构的计算模拟研究。 8生物传感与检测的高分子。
聚合物基纳米复合材料研究进展
PVC纳米复合材料研究进展 纳米羟基磷灰石与有机物复合材料的研究进展 聚酰亚胺/无机纳米复合材料的研究进展
聚碳酸酯合金的研究进展
聚乳酸/淀粉共混复合材料研究进展 聚甲基丙烯酸甲酯改性研究进展
木塑复合材料配合技术的研究进展
利用原位微纤化技术控制聚合物形态的研究进展 聚甲基丙烯酰亚胺泡沫塑料的制备及研究进展 纤维素内塑化技术研究进展 聚酰亚胺研究新进展
流变学是研究物体流动和形变的科学,高分子
流变学是其成型加工制品的理论基础,是高分 子理论与应用之间的桥梁。 高分子溶液方面的研究力量有待加强。
重要研究领域: 高分子链的结构、构象、支化度、序列结构、
交联结构等; 高分子浓溶液、液晶态、晶态、非晶态、多相 体系、熔融体系的新现象、新观点和新方法等; 高分子聚集态及其性能、功能与大分子微观结 构本质联系的理论归纳。
对于聚合物形态和聚合物性能的控制在很大程度
上是聚合物动力学历史的控制。近年来已经扩展 到外场的影响如表面取向、电、磁场、新的流动 几何等。如:
①超临界流体溶胀:以超临界流体溶胀聚合物,在聚
合物表面引入新单体、纳米颗粒或其他添加剂,能够 改变表面浸润、光学或传输性能。 ②微结构调控的薄膜:在有机电致发光器件,有机晶 体管、有机激光器件和高分子功能膜等新技术发展 中,具有新型光电活性、传输性能的聚合物薄膜起 重要作用,具有可控纳米微结构的薄膜制备技术的 研究十分重要。 ③超分子体系的加工:超分子聚合物的出现为聚合物 加工提出了挑战,由于由小分子以非共价键结合的 自组装体系的形变敏感性,超分子聚合物表现出不 同寻常的流变性能。流动过程可能会增强或破坏静 止状态的超分子结构,也可能导致产生新的结构; 加工过程就成了超分子聚合物分子结构设计的一步。
二) 多组分高分子材料

1,高分子共混 2,互穿聚合物网络:新IPNs,如原位分步IPNs 梯度IPNs 有机-无机IPNs 以可再生原料为基的IPNs 特种材料 3,高分子材料增强增韧 4,聚合物基复合材料 5,高分子纳米复合材料 6,高性能高分子材料,如耐高温高分子材料(如 PI,梯形聚合物)
利用可逆的链转移反应实现可控/活性自由基聚合反
应。 关键是一类具有高链转移常数和特定结构的链转移剂 --双硫酯。初级活性中心来源于常规自由基引发剂的 热分解反应,其引发单体发生链增长反应而成为链自 由基,活性链自由基再向双硫酯分子中的C=S键加成, 断裂S—R键,形成新的活性中心
3,原子转移自由基聚合(ATRP)

高分子分析测试
更普遍停留在传统方法上,而对新方法、新仪器的关 注尚不够,普遍遇到传统方法的局限性和需要解决的 新问题的挑战.
在高分子表征方面,无论是认识上还是技术手段上,


高分子材料
一) 高分子材料科学的发展前沿 1、合成技术 2、纳米材料 聚合物纳米工程材料/聚合物纳米功能材料 3、功能材料 4、成型加工 5、绿色化技术 高分子材料的应用
高分子材料研究前沿浅见
材料分类 金属材料
无机非金属材料
高分子材料
高分子材料的重要性 日常生活 国民经济 尖端技术 进展综述和述评 《材料导报》 《高分子通报》 《新型化工材料》 《高分子材料科学与工程》 《化学通报》
酶催化生物可降解聚酯的合成与研究进展
4,制品的精密化、微型化、超大型化 5,成型加工工艺过程与聚合物结构控制的相关性
原理 6,新设备及自动化生产
高分子材料反应加工是将传统高分子材料的合成
和加工成型两个截然分离的过程融为一体的新途 径。在反应机理和反应动力学方面有其自身的特 点和规律,弄清该科学问题是保证反应加工过程 正常进行的关键。 自修复功能聚合物
树枝状聚合物的合成 发散法 NH3 + 3CH2=CHCOOCH3 == N(CH2CH2COOCH3)
N(CH2CH2COOCH3) 3+ 3H2NCH2CH2NH2
==N(CH2CH2CONHCH2CH2NH2)3
会聚法
超枝化聚合物
(四)、分子识别聚合物/印迹聚合与印迹聚合物
目前最令人瞩目的是:




可控自由基聚合 吸附分离功能高分子 共轭聚合物及导电高分子 纳米结构高分子材料 智能型高分子凝胶 分子识别聚合物
(一)、可控/活性自由基聚合反应
可以达到一般聚合反应无法达到的三个不同的目的: 1 严格控制单体与引发剂的浓度比,即可合成具有确
定相对分子质量的聚合物,即所谓计量聚合; 2 按照特定的顺序加入不同的单体,即可合成具有 特定大分子链段的嵌段共聚物; 3 活性聚合物与特定的低分子化合物反应制得遥爪 聚合物,进而合成加聚-缩聚嵌段共聚物以及具有各 种复杂结构的星型、环状聚合物。
(三)、树枝状聚合物与超支化聚合物
树枝状聚合物的结构特点: 三维枝状结构、直径在一 至数十纳米范围的球形大分子,其结构特点是球形分 子中心有一个核,核周围径向伸展出若干分支,每个 分支又可伸展出若干个次一级的分枝,如此继续分枝 下去,最后达到球形分子的表面,于是球面附近的分 枝末端就留下众多未反应的活性基团。


高分子化学

1,可控(活性)自由基聚合; 2,酶催化聚合、微生物催化聚合; 3,新型功能高分子材料的设计与合成; 4,“三高”(高温、高强、高模)性能聚合物的分子设 计与合成; 5,树枝状聚合物与超支化聚合物的合成及其应用; 6,纳米聚合物的合成及应用; 7,有机/无机分子内杂化高分子材料分子设计与合成; 8,基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组合化 学和组合方法; 9,包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和 原理。
四 高分子加工
1,聚合物的新型成型加工技术,研发各种混合
加工技术,如超临界流体辅助微孔发泡技术、 流体辅助注塑技术、反应挤出与注塑集成技术、 双螺杆挤出机化学反应与改性技术、成型加工 中施加机械力如超声振动、模内装配和印刷及 层合技术、新型成纤技术等 2,研究复杂制品的成型尤其是注塑和吹塑技术 以满足不同应用领域如汽车领域的要求 3,聚合物共混和纳米复合加工成型技术,以提 高制品的机械性能和功能性
按照控制自由基聚合反应体系中活性自由基浓度所采
用的方法的不同,大体分为可逆终止、可逆加成-断 链-转移以及原子转移等
1,可逆终止自由基聚合
具有可逆终止历程的自由基聚合,按照所使用的引发剂
体系的不同,目前主要包括硫代氨基甲酸苄酯、三苯甲 基偶氮苯和烷氧基胺等三大类.
2,可逆加成-断链转移自由基聚合(RAFT)
特殊物理及生命功能高分子材料是最前沿研究,包括:
1,具有光电子功能和信息功能的高分子材料,如光、
电、磁功能高分子;液晶高分子、电致发光高分子及 其相关技术、光电高分子元器件、非线型高分子元器 件、非线型高分子电学材料、高密度高分子记录材料、 高容量高分子电池材料、信息功能高分子的合成及应 用技术; 2,特殊生物功能高分子材料和技术,如高分子药物、 可控药物释放材料、医用医疗诊断试剂和材料、人体 组织修复替换材料等; 3,天然高分子的功能化改性、可生物降解聚合物、环 境有好的聚合物合成方法及其应用、聚合物资源的再 利用工艺和方法等。
可控/活性正离子聚合的研究与发展
生物可降解材料制备及降解方法的研究进展
生物可降解聚合物的研究和产业化进展及展望
生物可降解材料降解行为研究进展
电致红光聚合物材料的研究进展 蓝光高分子电致发光材料研究进展 聚亚苯基乙烯衍生物作为电致发光材料的研究进展 手性聚苯胺的研究进展 聚吡咯在电磁屏蔽材料中的研究进展 导电高分子材料聚吡咯的研究进展 聚电解质材料(II)-工程应用研究进展 聚电解质材料(I)-复合体系溶液中相互作用的研究进展
目前正构建以智能材料、生命材料和功能材料





为特征的材料科学前沿领域,高分子材料相态结 构和聚集态结构对高分子材料尤其是功能高分 子材料的影响更为明显.当前高分子物理的研究 最前沿包括: 1,功能高分子性能及结构与性能的关系 2,医用高分子性能及结构与性能的关系,天然高 分子的独特性能,高分子仿生和表面自洁 3,高分子智能材料的软物理及物理化学 4,高分子复合材料的功能特性 5,高分子纳米复合材料,如结构、性能、界面
(二)、 酶催化聚合
酶催化缩聚反应: 多糖、聚苯胺及其衍生物、脂肪族

聚酯、聚苯醚及其衍生物。 酶催化开环聚合: 多糖聚碳酸酯、脂肪族内酯。 脂肪酶催化非手性羧酸衍生物的聚合 脂肪酶催化手性羧酸衍生物的聚合 氧化还原酶催化苯酚及其衍生物的聚合 氧化还原酶催化苯胺及其衍生物的聚合
相关高分子的研究方向
1,功能高分子纳米复合材料 如:高性能抗菌复合材料 铁电/聚合物纳米复合材料 2,聚合基摩擦材料 如:耐磨高性能PA6基复合材料 耐磨MCPA6基复合材料 3,粉末冶金用特种高分子材料 如:注射成形粘结剂 制动用胶粘剂 磁性材料用高分子材料
在聚合反应体系中加入反应物x,它不能引发单体聚

合,也不发生其他类型的副反应,但是却可以与各种 自由基迅速反应生成一种不引发单体聚合的所谓“休 眠中心”或“休眠种” 的络合物P—X,同时该休眠 种在实验条件下可以均裂为链自由基和起始物X。该 反应物与链自由基的反应是可逆的 ATRP引发剂体系包括引发剂,催化剂及其配位剂等三 个组分。 引发剂:如α-氯代或溴代苯乙烷,氯化苄,溴化苄 等含有活泼卤原子的化合物。 催化剂:如氯化铜,溴化铜,氯化亚铁等变价过渡金属 卤化物。 配位剂:昂贵的取代联吡啶等用于非均相聚合体系, 廉价的多胺(如N,N,N′,N〞,N〞—五甲基二乙 撑三胺)则用于均相聚合体系
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