新型功能高分子材料的研究与应用.pdf

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第!"卷第#期纺织高校基础科学学报$%&’!"()%’#
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B综述B

新型功能高分子材料的研究与应用

徐军

C西安工程科技学院服装学院(陕西西安D!++EFG

摘要I目的I系统地介绍了几类新一代功能高分子材料(旨在为进一步的研究J开发与应用
提供有价值的参考’方法I在分析现有功能高分子材料结构特征的基础上(着重阐述了几
种新一代功能高分子材料的性能特点J功能原理及发展动态’结果I高分子材料在结构上的
复杂性和多样性(使其可进行单一或多种结构的综合利用(最大程度地满足其他高新技术
要求材料技术所提供的各种功能’结论I新世纪材料技术发展的主流将是分子纳米材料及
其相关学科的融合’
关键词I功能高分子材料K导电K医用K生物降解K复合K智能
中图分类号IL=!+*’"*MF文献标识码IN文章编号I!++OPF#E!C*++*G+#P+*"FP+O

*+世纪最后*+年是知识J经济与技术大爆炸的时期’计算机网络的出现使信息技术得到了空前
的发展(人类基因组图谱密码的破译使生物工程技术崭露出前所未有的进步(纳米技术的发明与创造
更是材料科学领域的奇迹(必将引领材料科学与工程技术乃至整个科学领域一场全新的技术革命’面
对如此迅猛的高新技术发展(作为现代文明进步三大支柱之一的材料领域变革不断(成就突出(应运
而生了各种适应高新技术发展的新材料’功能高分子材料做为新材料的一大分支(因其具有导电性J
光电性J压电性和热电性等优异特性及能在分子水平上进行功能结构设计的创新性(已经在很多领域
特别是诸多高新技术领域获得了关键性应用’本文将对近年来功能高分子材料在几个重点发展领域
的研究现状做综述’
!概念与结构特征

现代材料种类繁多(按材料组成主要物质成分特征分(
主要有金属材料J陶瓷材料J高分子材料J复合材料J液晶材
料等K按材料的用途分(有结构材料和功能材料’功能高分
子材料属功能材料范畴(指由分子量很大的长链分子组成
的具有和能完成某种特殊功能的高分子及其复合材料’换图!功能高分子材料结构特征
言之(功能高分子材料是指表现出力学J电J磁J光J生物J化学等特性的材料Q!R’其结构特征C图!G如
下I
C!G主链型功能基团为高分子链单元(因此主链本身就具备功能作用’如聚乙炔分子链中的

收稿日期
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作者万方数据简介I徐军C!,O,PG(女(新疆乌鲁格人(西安工程科技学院服装学院副教授(博士(主要从事纺织服装领域
的教学与科研工作’
第’期新型功能高分子材料的研究与应用%K+

双键结构!使整个分子链构成大"键!呈现导电功能#
$%&侧链型功能基团位于高分子链的侧基上!通过接枝在分子主链上而获得功能作用#如磺
酸基接在苯乙烯主链上!使其具有较强的吸水功能和离子交换功能#
$’&分散型在功能高分子材料中分散或固定无机分子!增加敏感功能性!即功能高分子复合
材料#
$(&接合型功能高分子材料与金属或半导体接合的层状复合物!利用其界面效应可以将信息
转变成电动势#有机)半导体传感材料就属于这一类#
%研究进展

%#*导电高分子材料及其应用
导电高分子材料科学是近年来发展较快的领域!自*+,,年第一个导电高分子聚乙炔$-./&发现
以来!对导电聚合物的合成0结构0导电机理0性能0应用等方面有许多新认识!现已发展成为一门相对
独立的学科1%!’2#从导电机理的角度看!导电高分子大致可分为两大类3第一类是复合型导电高分子材
料!它是指在普通的聚合物中加入各种导电性填料而制成的!这些导电性填料可以是银0镍0铝等金属
的微细粉末!导电性碳黑!石墨及各种导电金属盐等#此类导电高分子材料在国内外已得以广泛的应
用!如抗静电0电磁波屏蔽0微波吸收0电子元件中的电极等#第二类是结构型导电高分子材料!即依靠
高分子本身产生的导电载流子导电!这类导电高分子材料一般经4掺杂5$-型掺杂或6型掺杂&后具
有高的导电性能$电导率增加几个数量级!如图%所示&!多为共轭型高聚物#目前研究较多的导电高
分子有聚乙炔$-./&0聚苯胺$-.6&0聚吡咯$--7&0聚噻吩$-8-&0聚对苯撑$---&0聚苯基乙炔
等1(2#

图%聚合物及掺杂导电聚合物的电导率$9):;&
%#*#*聚乙炔$-./&聚乙炔是最早发现具有金属电导性的高分子材料!曾出现研究聚乙炔的热
潮聚乙炔通过采用稀土烷基铝及等催化体系而得到了高性能的聚乙
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炔膜!近年来人们在提高聚乙炔的溶解