國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃863計(jì)劃課題申請(qǐng)書(shū)領(lǐng)域名稱(chēng)：(編輯修改稿)
2026-03-17 15:09 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 性高分子的降解速度和程度，也由土壤中微生物的種類(lèi)、含量、溫度、濕度、肥力而定，實(shí)際上往往也不能徹底分解。為了有效地解決高分子廢棄物污染環(huán)境的問(wèn)題， 近年來(lái)人們又開(kāi)始研究既能被光降解又可被微生物降解的雙降解性高分子。目前的代表性品種是據(jù)乳酸，由葡萄糖經(jīng)發(fā)酵 (生成乳酸 )、脫水 (生成交酯 )和開(kāi)環(huán)聚合 (生成聚乳酸 )而得。 以物理功能為主的功能高分子 高分子導(dǎo)電材料 高分子導(dǎo)電材料分為合成的和復(fù)合的導(dǎo)電性高分子材料兩類(lèi)。其中，合成的導(dǎo)電性高分子材料又分為如下 3類(lèi)：共軛型、螯合型和電荷轉(zhuǎn)移型。迄今，大部分導(dǎo)電高分子都需要摻入一定的雜質(zhì)才具有較好的導(dǎo)電性。近年來(lái)開(kāi)發(fā)出兩種無(wú)需摻雜的導(dǎo)電高分子，一種是聚硫化氮 － (SN)n， 它被稱(chēng)為超導(dǎo)電材料；另一種是聚磷腈絡(luò)合物。 開(kāi)發(fā)導(dǎo)電性高分子材料目的是希望它既像金屬材料那樣具有高電導(dǎo)率，又像高分子材料那樣容易加工成型，而且穩(wěn)定。這也是多年來(lái)人們?cè)噲D解決的主要問(wèn)題。 例如，用 HClO4摻雜的聚苯胺，加入適量的乙炔黑后，其電導(dǎo)率達(dá)到 5 S/cm，是良好的電極活性材料。可通過(guò)電化學(xué)氧化法將苯胺聚合制備小面積的膜，也可用化學(xué)氧化聚合法制備成粉末，然后加工成較大面積的膜。現(xiàn)已用該膜制成二次電池用于計(jì)算機(jī)方面，其反復(fù)沖放電次數(shù)達(dá) 2023次。 1987年日本開(kāi)發(fā)出聚異戊基噻吩，是一種穩(wěn)定性和加工性較好的導(dǎo)電高分子。制成的薄膜電導(dǎo)率達(dá)到 42 S/cm， 在空氣中放置一年都保持性能穩(wěn)定，它可溶于普通溶劑中，便于加工成型。預(yù)計(jì)可用于制造電致彩色顯示元件、傳感器和電池等。 介電性高分子 介電材料屬于絕緣材料，主要用于夾在電極板之間制造電容器。電容器按所用介電材料的不同分為固體的、氣體的和液體的三種。例如，空氣電容器、真空電容器、紙介電容器、塑料薄膜電容器、云母電容器、陶瓷電容器、電解電容器等；根據(jù)結(jié)構(gòu)分為單板型、多層型和卷繞型的三種。聚苯乙烯、滌綸、聚碳酸酯、聚丙烯和聚四氟乙烯都已經(jīng)制成商品化電容器用的塑料薄膜。 壓電性高分子 壓電性薄膜 當(dāng)薄膜受壓變形時(shí)，如果其表面能誘發(fā)電荷，就稱(chēng)這種薄膜具有壓電性。在單位面積上施加單位壓力所產(chǎn)生電荷的量稱(chēng)為壓電率。 已知木材纖維素、腱膠原和聚氨基酸具有壓電性。此外，合成的聚偏氟乙烯膜經(jīng)拉伸后具有很高的壓電性能，而且質(zhì)地柔軟，能加工成較大面積的薄膜。 壓電性高分子的用途是制造聲學(xué)元件和位移元件。由于壓電性高分子與生物體的音響阻抗匹配較好，故可用作超聲波診斷設(shè)備的探測(cè)器，它的靈敏度和精度遠(yuǎn)高于無(wú)機(jī)材料探測(cè)器。還可能制作生物超聲波顯微鏡的振蕩元件。此外，還可用于 制造水下聲納器、魚(yú)群探測(cè)器、無(wú)損傷探傷器、頭戴受話器、電話機(jī)、人體斷層攝影裝置、血壓表、脈搏表、鐘表的音響元件等。 將兩張壓電性薄膜貼在一起，并對(duì)每張施加反偏壓，該薄膜即成為折曲位移元件，可用作光導(dǎo)纖維的開(kāi)關(guān)元件、自動(dòng)開(kāi)關(guān)簾幕、顯示元件、通風(fēng)冷卻元件、錄像盤(pán)中心對(duì)準(zhǔn)元件等。另外，利用其能將壓力轉(zhuǎn)換為電的功能，以印刷電路板復(fù)合后，也可用作電子計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)。 高分子駐極體 半永久性極化的絕緣體稱(chēng)為駐極體。駐極體一般既具有壓電性，又具有熱電性。壓電性是指因壓力變化而變形時(shí)能產(chǎn)生電荷，熱電性是指因溫度變化而變形時(shí)能產(chǎn)生電荷。駐極體除具有壓電性和熱電性之外，還具有非線性光學(xué)元件功能，能將光波波長(zhǎng)折為一半。另外，由于它 具有強(qiáng)電介質(zhì)結(jié)構(gòu)，并能產(chǎn)生光電動(dòng)勢(shì)，所以可用作傳聲器、頭戴受話機(jī)、無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、紅外線傳感器、火災(zāi)警報(bào)器、機(jī)器人觸角、胎兒心音監(jiān)測(cè)器等聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)的傳感器，并可用于復(fù)印。 高分子紫外線吸收劑 為了防止紫外線吸收劑揮發(fā)與遷移，人們?cè)?jīng)設(shè)法提高紫外線吸收劑的分子量，但分子量過(guò)高時(shí)，就與主體高分子的相容性下降，也影響其發(fā)揮功能。為此，近年來(lái)開(kāi)始研究反應(yīng)性紫外線吸收劑，并使它與反應(yīng)性高分子反應(yīng)而鍵合到高分子鏈上，形成半永久性紫外線吸收劑，一般稱(chēng)之為紫外線吸收劑的高分子化。 光學(xué)活性高分子 具有光學(xué)活性的生物高分子如蛋白質(zhì) (肽 )、核酸、酶等， 由于它們具有一定的結(jié)構(gòu)順序，所以具有生物功能。為了模仿這些功能，于是人們開(kāi)始研究合成具有光學(xué)活性的高分子。 高分子的光學(xué)活性與其化學(xué)結(jié)構(gòu) (不對(duì)稱(chēng)碳原子 )和空間結(jié)構(gòu) (分子卷曲情況 )有關(guān)。研究光學(xué)活性高分子的主要目的，是仿照酶來(lái)制備高分子催化劑 (例如光學(xué)活性高分子與金屬的絡(luò)合物等 )，用于不對(duì)稱(chēng)合成。 具有物理 化學(xué)復(fù)合功能的高分子 高分子吸附劑 高分子吸附劑也稱(chēng)為合成洗發(fā)劑或吸附樹(shù)脂。它與活性炭、沸石、硅膠不同，一般是直徑為 ? 1 mm的白色－淺黃色不透明小球，球內(nèi)有許多直徑在 103 ? 101 ? m的微孔，比表面積是數(shù)百平米，與活性炭相比 其表面積不大，但孔徑大，可以用溶劑將被吸附的物質(zhì)溶出，而吸附樹(shù)脂本身由于具有立體網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，故不溶于水和有機(jī)溶劑，加入也不熔融。高分子吸附劑可分為兩類(lèi)： 二乙烯基苯交聯(lián)共聚物， 丙烯酸酯 雙甲基丙烯酸乙二酯交聯(lián)共聚物。高分子吸附劑的用途非常廣泛，例如可用于精制先鋒霉素、維生素 B1竹桃霉素、四環(huán)素等藥物，也可用于精制卡哈苡苷、甘草皂苷等食品添加劑和天然香料等，還可用于造紙廢水脫色、驗(yàn)血和驗(yàn)?zāi)颉⒎蛛x金屬離子等，并可作為金屬螯合劑的載體。 高分子絮凝劑 絮凝劑是能使分散在水中的微粒聚集成絮狀物，從而促進(jìn)其沉降或過(guò)濾的添加劑。過(guò)去主要用明礬、氯化鋁等無(wú)機(jī)絮凝劑，現(xiàn)在則主要用高分子絮凝劑。最早的高分子 最早的高分子絮凝劑是淀粉、海藻酸鈉等天然高分子絮凝劑； 1940年美國(guó)氰胺公司開(kāi)發(fā)成功聚丙烯酰胺以后，才有了合成的高分子絮凝劑。高分子絮凝劑分為陰離子型、非離子型、陽(yáng)離子型三類(lèi)。陰離子型以聚丙烯酸鈉為主，非離子型以聚酰胺為主，陽(yáng)離子型以聚甲基丙烯酸氯化三甲銨基乙酯為主。陰離子型和非離子型高分子絮凝劑可在制造氫氧化鎂、濕法選礦和濕法冶煉中用于使懸浮液澄清或使懸浮物濃縮，也可用于處理造紙、煉鐵等工業(yè)廢水。非離子型高分子絮凝劑的用途與陰離子型高分子絮凝劑沒(méi)有明顯區(qū)別，一般當(dāng)被處理物的 pH是中性 ? 堿性時(shí)用陰離子型的；當(dāng)被處理物的 pH是酸性時(shí)用非離子型的。 陽(yáng)離子型高分子絮凝劑可用作生化處理污水的污泥助濾劑，以及紙漿纖維和填料的助濾劑。 高分子絮凝劑表面活性劑 關(guān)于高分子表面活性劑，目前還沒(méi)有一個(gè)明確的定義。一般的表面活性劑，分子量不過(guò)是數(shù)百左右，當(dāng)它的分子量達(dá)到數(shù)千以上時(shí)，就稱(chēng)為高分子表面活性劑。 通常的表面活性劑達(dá)到一定濃度后，分子就集合成膠束；當(dāng)達(dá)到臨界膠束濃度以上時(shí)，其降低表面活性的能力、起泡力、滲透力等就趨于一個(gè)比較穩(wěn)定的水平。而高分子表面活性劑一般不形成膠束，其降低表面活性的能力、起泡力、滲透力等都相對(duì)較低。但可以認(rèn)為它本身就是一個(gè)牢固的表面活性劑集合體，具有較好的分散和絮凝作用，毒性也比較低。 海藻酸鈉是天然的高分子表面活性劑，可用作膠粘劑、絮凝劑；淀粉的脂肪酸酯是半合成的高分子表面活性劑，可用作食品增稠劑和保鮮劑。合成的高分子表面活性劑 品種很多，按離子類(lèi)型分為陰離子、陽(yáng)離子和非離子等三類(lèi)，也可按官能團(tuán)分為羧酸型、磺酸型、季銨鹽型等。 高分子表面活性劑可用作例如水乳漆中的顏料分散劑、染料分散劑、水泥減水劑、抗靜電劑、乳化劑、低泡沫洗滌劑、乳液聚合乳化劑等。 高分子染料和顏料 將有色成分引入高分子的側(cè)鏈或主鏈中而制成的著色劑，稱(chēng)為高分子染料、顏料或高分子色素。高分子染料、顏料具有不遷移、耐溶劑、無(wú)毒、耐熱等優(yōu)點(diǎn)，可用于如下方面： 1)塑料著色 由于它不遷移，安全無(wú)毒，故適用于食品包裝材料、玩具、醫(yī)療用品的著色和加印標(biāo)記；2)化妝品著色 由于它不透過(guò)細(xì)胞膜，故適用于化妝品、頭發(fā)定型膠、指甲油等的著色； 3)食品著色 經(jīng)小鼠口服試驗(yàn)證明，高分子色素可完全從體內(nèi)通過(guò)，而不被肌體吸收，故有可能用作食品色素； 4)纖維著色 高分子染料、顏料耐摩、耐洗，用于纖維著色雖然較好，但因成本太高，故一般不用； 5)在彩色膠片中用作非擴(kuò)散性色素，也可用作皮革染料和涂料、油墨用顏料等。 高分子醫(yī)藥和農(nóng)藥 在醫(yī)藥中多數(shù)是低分子化合物，只有少數(shù)是高分子的，例如治療矽肺病用的克矽平是聚 2乙烯基吡啶的 N氧化物；又如 706代血漿是羥乙基淀粉等。 為了使醫(yī)藥在體內(nèi)能保持較長(zhǎng)時(shí)間，人們一直致力于醫(yī)藥的高分子化。例如維生素 B1含有羥基，將它接在高分子中，可以在體內(nèi)緩慢分解，釋放出低分子的有效成分VB1。單從“緩釋”和“長(zhǎng)效”兩點(diǎn)來(lái)考慮，今后的趨勢(shì)是，不一定非要采用藥物高分子化的方法不可，將藥物包在 微膠囊中也可達(dá)到要求。 近年來(lái)，低聚的寡肽已用作醫(yī)藥，今后的方向主要是酶、抗體和干擾素等生理活性物質(zhì)的醫(yī)藥化。抗凝血用的肝素也可固定在高分子上作為一種長(zhǎng)效藥物。 聚乙烯基吡咯烷酮是良好的藥物添加劑和化妝品添加劑。它具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和生理穩(wěn)定性，急性毒性很小，長(zhǎng)期服用也沒(méi)有明顯障礙；不會(huì)被粘膜和皮膚吸收，對(duì)皮膚既沒(méi)有原發(fā)性刺激作用，又不會(huì)引
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