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授课：俎喜红
功能高分子材料指具有特定的功能作用，可做功 能材料使用的高分子材料。
液晶高 分子 离子交 换高分 子材料 吸附性 高分子 材料
高分子 功能膜 智能高 分子
功能高 分子
导电高分 子
螯合树脂 及配位高 感光性 分子 高分子
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5.1 液晶高分子
晶态是具有三维有序结构的相态。 在晶态和液态之间就有三个中介相态：
取向有序、位置无序的称为液晶；
液晶玻璃
位置有序、取向无序的称为塑晶； 塑晶玻璃 位置有序、取向有序而构象无序的 构象无序晶玻璃 称为构象无序晶。
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液晶
某些物质受热熔融或被溶解，外观呈液态物质的流动性， 仍然保留着晶态物质分子的有序排列，各向异性;
兼有晶体和液体部分性质的过渡中间相态 ——液晶态; 处于这种状态下的物质——液晶liquid crystals。
主要特征:其聚集状态在一定程度上既类似于晶体，分子 呈有序排列；又类似于液体，有一定的流动性。
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研究表明，能够形成液晶的物质通常在分子结 构中具有刚性部分，称为致晶单元。从外 形上看，致晶单元通常呈现近似棒状或片 状的形态，这样有利于分子的有序堆砌。 已发现一些有机化合物质具有液晶特性。 已发现 些有机化合物质具有液晶特性
形成液晶的条件： 1) 致晶单元:导致液晶形成的刚性结构部分。
2）分子的长度和宽度的比例R>>l，呈棒 ）分子的长度和宽度的比例 ，呈棒 状或近似棒状的构象。 3）凝聚力:强极性基团、高度可极化基团、 氢键等相联系的。 5
液晶分类
热致性液晶
依靠温度的变化，在某一温度范围 形成的液晶态物质
形成条件
溶致性液晶
依靠溶剂的溶解分散，在一定浓度 范围形成的液晶态物质
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按照液晶分子空间排列形式和有序程度分类：
近晶型
向列型
胆甾型
碟型
液晶结构示意图
高分子液晶及其分类
某些液晶分子可连接成大分子，或者可通过官 能团的化学反应连接到高分子骨架上。这些高分子 化的液晶在 定条件下仍可能保持液晶的特征，就 化的液晶在一定条件下仍可能保持液晶的特征，就 形成高分子液晶。
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高分子液晶的结构比较复杂，因此分类方法很多， 常见的可分类如下： 溶致型液晶 热致型液晶 流致型液晶 压致型液晶 主链型液晶 致晶单元与高分子 的连接方式
（高强度、高模量的材料）
形成条件
侧链型液晶
（功能性材料）
① 热稳定性大幅度提高； ② 热致性高分子液晶有较大的相区间温度； ③ 粘度大，流动行为与一般溶液显著不同。 从结构上分析，除了致晶单元、取代基、末端基 的影响外，高分子链的性
质、连接基团的性质均对 高分子液晶的相行为产生影响。
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分子结构
致晶单元通常由苯环、脂肪环、芳香杂环等 通过刚性连接单元（X，又称中心桥键）连接组 成。 连接单元常见的化学结构包括亚氨基（－C＝ N－）、反式偶氮基（－N＝N－）、氧化偶氮 （－NO＝N－）、酯基（－COO－）和反式乙 烯基（－C＝C－）等。
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在致晶单元的端部通常还有一个柔软、易弯曲 的取代基，这个端基单元是各种极性的或非极性的 基团，对形成的液晶具有一定稳定作用，因此也是 构成液晶分子不可缺少的结构因素。常见的R包括 —R’、 —OR’、 —COOR’、 —CN、 —OOCR’、 —COR’、 —CH=CH—COOR’、 —Cl、 —Br、 —NO2等。
化学稳定性和热稳定性较差
易于提纯
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主链型高分子液晶：致晶单元处在高分子主链上
致晶单元与高分子链的连接方式
结构形式 名称 纵向型 垂直型 主链型 星型 盘型 混合型
液晶类型
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侧链型高分子液晶致晶单元是通过一段柔性
链作为侧基与高分子主链相连，形成梳状结构。
梳型 多重梳型 盘梳型 腰接型 侧链型 结合型
网型
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多盘型
支链型
树枝型
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主链型高分子液晶和侧链型高分子液晶在 液晶形态上和物理化学性质有大差别： 主链型高分子液晶为高强度、高模量的 结构材料 侧链型高分子液晶为具有特殊性能的功 能高分子材料。
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影响高分子液晶形态与性能的因素包括外 在因素和内在因素两部分。 内在因素为分子结构、分子组成和分子间力。 外部因素则主要包括环境温度、溶剂等。
内部因素对高分子液晶形态与性能的影响 刚性部分
高分子液晶分子中必须含有具有刚性的 致晶单元。刚性结构不仅有利于在固相中形 成结晶，而且在转变成液相时也有利于保持 晶体的有序度。 规整性越好，越容易使其排列整齐，使 得分子间力增大，也更容易生成稳定的液晶 相。
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分子构型和分子间力
在热致性高分子液晶相态和性能影响最大的因 素。分子间力大和分子规整度高虽然有利于液晶 形成，但是相转变温度也提高，使液晶形成温度 提高，不利于液晶的加工和使用。 溶致性高分子液晶不存在上述问题。 溶致性高分子液晶不存在上述问题
致晶单元形状
液晶形态的形成有密切关系。 致晶单元呈棒状的，有利于生成向列型或近晶型 致晶单 呈棒状的 有利 生成向列型或近晶型 液晶；致晶单元呈片状或盘状的，易形成胆甾醇型 或盘型液晶。 另外，高分子骨架的结构、致晶单元与高分子 骨架之间柔性链的长度和体积对致晶单元的旋转和 平移会产生影响
，因此也会对液晶的形成和晶相结 构产生作用。在高分子链上或者致晶单元上带有不 同结构和性质的基团，都会对高分子液晶的偶极矩、 电、光、磁等性质产生影响。
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刚性连接单元
致晶单元中的刚性连接单元的结构和性质直 接影响液晶的稳定性。 含有双键、三键的二苯乙烯、二苯乙炔类的液 晶的化学稳定性较差，会在紫外光作用下因聚合或 裂解失去液晶的特性。
外部因素对高分子液晶形态与 外部因素对高分子液晶形态与 性能的影响 性能的影响
对热致型高分子液晶来说，最重要的影响因 素是温度。足够高的温度能够给高分子提供足够 的热动能，是使相转变过程发生的必要条件。因 此，控制温度是形成高分子液晶和确定晶相结构 的主要手段。 的主要手段 此外，施加一定电场或磁场力有时对液晶的形成 也是必要的。
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对于溶致型液晶，溶剂与高分子液晶分子之 对于溶致型液晶 溶剂与高分子液晶分子之 间的作用起非常重要的作用。溶剂的结构和极性 决定了与液晶分子间的亲和力的大小，进而影响 液晶分子在溶液中的构象，能直接影响液晶的形 态和稳定性。控制高分子液晶溶液的浓度是控制 溶液型高分子液晶相结构的主要手段。
高分子液晶的合成
主链型高分子液晶的合成
溶致性高分子液晶 主链型溶致性高分子液晶的结构特征是致晶单 元位于高分子骨架的主链上。主链型溶致性高分子 液晶分子一般并不具有两亲结构，在溶液中也不形 成胶束结构。这类液晶在溶液中形成液晶态是由于 成胶束结构 这类液晶在溶液中形成液晶态是由于 刚性高分子主链相互作用，进行紧密有序堆积的结 果。主链型溶致性高分子液晶主要应用在高强度、 高模量纤维和薄膜的制备方面。
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形成溶致性高分子液晶的分子结构必须符合两 个条件：① 分子应具有足够的刚性；② 分子必须 有相当的溶解性。然而，这两个条件往往是对立 的。刚性越好的分子，溶解性往往越差。这是溶致 性高分子液晶研究和开发的困难所在。 目前，这类高分子液晶主要有芳香族聚酰胺、 聚酰胺酰肼、聚苯并噻唑、纤维素类等品种。
芳香族聚酰胺
这类高分子液晶是最早开发成功并付诸于应用 的一类高分子液晶材料，有较多品种，其中最重要 的是聚对苯酰胺（PBA）和聚对苯二甲酰对苯二胺 （PPTA）。
聚对苯酰胺的合成
PBA的合成有两条路线： 一条是从对氨基苯甲酸出发
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对氨基苯甲酸
H2 N COOH
2 SOCl2
O2SN
COCl + SO2 + 3 HCl
酰氯化
O2SN
COCl
3 HCl
HCl H2N
COCl + SO2Cl2
成盐反应 缩聚
n HCl H2N
COCl
HCONH2
[ NH
CO ] n + (2n-1) HCl
甲酰胺
用这种方法制得的PBA溶液可直接用于纺丝。
另一条路线是对氨基苯甲酸在磷酸三苯酯和吡 啶催化下的直接缩聚。
P(OC6H5)3, C6H5N
n H2N
COOH
[ NH
CO ] n + (n-1) H2O
DMA, LiCl
二甲基乙酰胺（DMA）为溶剂，LiCl为增溶剂。 必须经过沉淀、分离、洗涤、干燥后，再用甲酰胺配 成纺丝液纺丝。 PBA属于向列型液晶。用它纺成的纤维称为B 纤维，具有很高的强度，可用作轮胎帘子线等。
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热致性高分子液晶
主链型热致性高分子液晶中，最典型最重要的 代表是聚酯液晶。 1963年，卡布伦敦公司（Carborundum Co） 首先成功地制备了对羟基苯甲酸的均聚物（PHB） 。但由于PHB的熔融温度很高（＞600℃），在熔融 之前，分子链已开始降解。所以并没有什么实用价 值。70年代中，美国柯达公司的杰克逊(Jackson)等 人将对羟基苯甲酸（PHB）与聚对苯二甲酸乙二醇 酯（PET）共聚，成功获得了热致性高分子液晶。
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PET/PHB共聚酯
从结构上看，PET/PHB 共聚酯相当于在刚性 线 的线性分子链中，嵌段地或无规地接入柔性间隔基 团。改变共聚组成或改变间隔基团的嵌入方式，可 形成一系列的聚酯液晶。 PET/PHB共聚酯的制备包含了以下步骤： 1）对乙酰氧基苯甲酸（PABA）的制备
O HO COOH + CH3COOH
NaAc
CH3
C
O
COOH + H2O
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2）在 275℃和惰性气氛下，PET 在 PABA作用下 酸解，然后与PABA缩合成共聚酯。
O C O C O
275℃ N2
O O CH2CH2 O C O C O OH + CH3 O C O CH2CH2 O + CH3COOH O + CH3 O C O C O O C O CH2CH2 O COOH
C O C
减压
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3）PABA的自缩聚
O n CH3 C O COOH CH3 O C [ O O C ]n + （2n-1) CH3COOH
从以上反应式可见，产物是各种均聚物和共聚 物的混合物。这种共聚酯的液晶范围在260～410℃ 之间，ΔT高达150℃左右。 以后，又研究成功了性能更好的第二代热致性 聚酯液晶和第三代热致性聚酯液晶。 除了聚酯液晶外，聚甲亚胺、聚芳醚砜、聚氨 酯等主链型热致性液晶也都有不少研究报道。
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测链型高分子液晶的合成
侧链型高分子液晶通常通过含有致晶单元的单 体聚合而成，因此主要有以下三种合成方法 体聚合而成 因此主要有以下三种合成方法： （1）加聚反应 这类合成方法可用通式表示：
自由基、阴离子、阳离子聚合
例如，将致晶单元通过有机合成方法连接在甲基丙烯酸酯或 丙烯酸酯类单体上，然后通过自由基聚合得到致晶单元连接 在碳—碳主链上的侧链型高分子液晶。
HO（ CH2 ） Cl + HO n
NaOH
COOH CH3
HO（ CH2 ） O n CH3 CH2 C
COOH
HO（ CH2 ） O n
COOH + CH2
C COOH
COO（ CH2 ） O n
COOH
SOCl2
CH3 CH2 R CH3 C COO（ CH2 ） O n O C O R
HO
聚合
[ CH2
C ]n COO（ CH2 ） O n
O C O R
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（2）接枝
共聚 这类合成方法的通式如下：
+ A A A B A B A B A B
例如将含致晶单元的乙烯基单体与主链硅原子 上含氢的有机硅聚合物进行接枝反应，可得到主链 上含氢的有机硅聚合物进行接枝反应 可得到主链 为有机硅聚合物的侧链型高分子液晶。
CH3 [ Si H CH3
Pt催化剂
O ]n
+ CH2
CH
C
O
R
[ Si CH2
O ]n CH2 C O R
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（3）缩聚反应 这类合成方法的通式如下：
A n B [ A BA B ]n + （n-1) ab
例如，将连接有致晶单元的氨基酸通过自缩合 即可得到侧链型高分子液晶。
O HOOC CH2CH2 CH C O NH2 O N N OCH3 [ O C CH2CH2 CH C O NH ] n O N N OCH3
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5.2 离子交换高分子材料与吸附性高分子材料 离子交换树脂
定义：是由交联结构的高分子骨架与可电离的 定义 是由交联结构的高分子骨架与可电离的 基团两个部分组成的不溶性高分子电解质。 离子交换树脂的再生
R−SOH + Na+ 3
+
R−SONa+H+ 3
当 N a 过量时，反应向右进行，H型树脂可完全 转化成钠型，为除去溶液中 N a + 的原理。 当 H+ 过量时，反应则向左进行，此即为强酸型 离子交换树脂再生原理。
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分类 根据离子交换树脂上所带的官能团进行 分类： （1） 阳离子交换树脂 （2） 阴离子交换树脂 （3） 特殊离子交换树脂
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特殊离子交换树脂 包括螯合树脂、两性离子交换 树脂、氧化还原树脂等特殊功能的离子交换树脂。
两性离子交换树脂：同时具有酸性阳离子交换基团与碱 性阴离子交换基团的离子交换树脂 氧化还原树脂：是指能反复进行氧化还原的高分子物。 应用于催化氧化还原反应，以及去氧化剂和抗氧剂、净化 单体及环境保护等。
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优点：体积容量大、 成本低 根据树脂的孔结构，可分为凝胶型和大孔型离子交 换树脂： 缺点：耐渗透强度差 凝胶型树脂一般是指在合成离子交换树脂或其前体 的过程 中，聚合体系中除单体和引发剂之外不含不参与聚合的物 中 合 中除单 剂 含 参 合 质即致孔剂，所得离子交换树脂在干态和湿态都是透明的 颗粒（孔径2~4nm）。 优点：耐渗透强度高、抗有机污 染、可交换较大的离子且速率大 缺点：成本高、体积交换量较低 大孔型离子交换树脂是指在其合成过程中或其前体的合成 过程中除单体和其引发剂外尚加入不参加反应、与单体互 溶的所谓致孔剂。所得的离子交换树脂颗粒内存在海绵状 的多孔结构，因而是不透明的（几个纳米到几百个纳米甚 至微米级）。
制备方法
一是在交联的高分子骨架上通过高分子反应引入交 换基团。例如使苯乙烯与二乙烯基本共聚，在进行 磺化，引入 − SO 3 H 既得强酸型离子交换树脂。 二是带有离子交换基团的单体聚
合或缩聚反应。
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离子交换纤维 离子交换纤维是以合成纤维或天然纤维为 基体的纤维状离子交换材料。离子交换纤 维可以以不同的织物形式存在，如纤维、 纱绒、无纺布、毡、纸还有中空离子交换 纤维、离子交换纤维膜等，且也分为阳离 子、阴离子和两性离子交换纤维。 制备方法：直接功能法、共混法或共混物 成纤-功能化法。
离子交换材料的用途
水处理 重金属 的回收 医药
用途
化工
食品 工业
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吸附树脂
吸附树脂是一类多孔性的、高交联度的高分子共 聚物，亦称为高分子吸附剂。 因为吸附树脂具有多孔结构，其内部由众多微球 堆积、连接在一起，外观为球形颗粒。正是这种 多孔结构赋予吸附树脂极优良的吸附性能。
化学结构
吸附树脂
非极性吸 附树脂
中极性 吸附树脂
极性吸 附树脂
强极性吸 附树脂
制备方法：一般都是用悬浮聚合的方法制成粒经 为0.3~1.0mm的吸附树脂。
例如，单体（二乙烯基苯）、致孔剂（甲苯）和 引发剂（过氧化二苯甲酰）按一定的比例混合， 用悬浮聚合的方法即可制得非极性的吸附树脂。
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吸附树脂具有吸附选择性，一般规律：
a)水溶性不大的有机物易被吸附，在水中的溶解度 越小越易被吸收；无机酸、碱、盐不能被吸附树 脂吸附。 b)吸附树脂不能吸附溶于有机溶剂的有机物，如溶 于水的苯酚可被吸附，而溶于乙醇或丙酮中的苯 酚不能被吸附。 c)当吸附树脂与有机物能形成氢键时，可增加吸附 量和吸附选择性。
药物的 提取
天然食品 添加剂
用途
血液 净化
环境 保护
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活性碳纤维
活性炭纤维一般是以高聚物为原料，经高温碳化和 活性炭纤维 般是以高聚物为原料 经高温碳化和 活化而制成的一种纤维状的高效吸附分离材料。 制备工艺
原料纤维 预处理 可碳化纤维 碳化 阶段 碳化 纤维
活性碳纤维
活化阶段
特征
a.
表面包括大量的含氧官能团如酚羟基、醌基、酮基 、羧基等此外还有C-H、C、N原子形成的基团。 本体的C原子主要类石墨平面片层大共轭结构存在。 比表面积很大，一般为1000~3000
b. c.
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活性炭纤维孔结构特点：
①微孔占孔体积的90%以上（孔径2nm以下 的为微孔），孔径小而分布窄，所以吸附 性能好。 ②微孔直接分布于纤维表面，因此吸附和解 吸的途径短，因而具有很高的吸附和解吸 速度。不像粒状活性炭，吸附物质分子必 须经过大孔、中孔才到达微孔吸附中心。
性能特点
微孔丰富、 孔径小分 布窄 吸附量大、 吸附速度 快、再生容易
含碳量高、比 表面积大
此外、能以纱、线、布、 毡等形式使用，在工
程应用 上灵活方便。
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应用：
化学工业、环境保护、医疗卫生、电器、军工等领域 具有良好的应用前景。已成功的用于溶剂回收、废 水废气净化、毒气、毒液、放射性物质及微生物的 吸附处理、贵金属回收等方面。
因此，活性炭纤维将是21世纪最优秀的环境材 料之一。
螯合树脂
是一类能与金属离子形成多配位络和物的交联 功能高分子材料。 功能高分 材料 螯合树脂吸附金属离子的机理
树脂上的功能原子与金属离子发生配位反应，形成 类似小分子螯合物的稳定结构。
与离子交换树脂相比，螯合树脂与金属离子的 与离子交换树脂相比 螯合树脂与金属离子的 结合力更强，选择性也更高，可广泛应用于各 种金属离子的回收分离、氨基酸的拆分以及湿 法冶金、公害防治等方面。
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分类
从结构上分类，螯合树脂可分为侧链型和主链 型两类。 从原料来源分类，则可分为天然（如纤维素、 海藻酸盐、甲壳素、蚕丝、羊毛、蛋白质等） 和人工合成的两类。 和人工合成的两类
螯合树脂分离金属离子的原理如下式所示：
M++ ch ch ch ch ch
M
ch
ch
M
ch
侧链型 ch ch ch ch M++
ch
M
ch
ch
M
ch
主链型
式中，ch为功能基团，对某些金属离子有特定的络合能 力，因此能将这些金属离子与其他金属离子分离开来。
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常见种类
（1）胺基羧酸类（EDTA类）
乙二胺四乙酸（EDTA）是分析化学中最常用的分 析试剂。它能在不同条件下与不同的金属离子络合， 具有很好的选择性。仿照其结构合成出来的螯合树脂 也具有良好的选择性。
CH 2 CH
CH2 CH
HOOCCH2
CH2COOH NCH2 CH2N OH CH2COOH
CH 2COOH CH 2 N CH 2COOH
HOOCCH2
（2）肟类 肟类化合物能与金属镍（Ni）形成络 合物。在树脂骨架中引入二肟基团形成肟 类螫合树脂，对Ni等金属有特殊的吸附性 。肟类螫合树脂的制备方法如下：
CH2CH2 C O C4HONO HCl CH2 C N OH H2NOH HCl CH2 C N C N C O
OH OH
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（3）聚乙烯基吡啶类
高分子骨架中带有吡啶基团时，对Cu2+， Ni2+，Zn2+等金属离子有特殊的络合功能。若 在氮原子附近带有羧基时，其作用更为明显。 在氮原子附近带有羧基时 其作用更为明显
CH2 CH CH2 CH
N
N
COOH
CH2
CH
CH2
CH
CH2 N
N P O
CH2CH2OH (OCH2)2
感光性高分子
感光性高分子 光照 分子内或分子间产生 化学、物理变化 输出 特有功能
按其输出功能，感光性高分子材料包括： 光 导 电高分子材料 材料 光电转换高分子材料 光能储存高分子材料 光 记 录高分子材料 光致变色高分子材料 光致抗蚀高分子材料 光致诱蚀高分子材料等。
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分类
常根据聚合物的形态或组成分类：
感光性化合物+高分子
型
一般由感光性化合物、高分子物、溶剂、染料、增塑剂等组成
带有感光基团的高分子型
高分子链本身带有感光基团，一般需添加光敏剂、溶剂、增塑 剂等
光聚合组成型
多组分体系，一般包括单体、聚合物或预聚物、光聚合引发剂 、热聚合抑制剂、增塑剂、色料等
感光基团
在有机化学中，许多基团具有光学活性， 其中以肉桂酰基最为著名。此外，重氮基、叠 氮基等都可引入高分子中，形成感光性高分子。
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重要的感光基团
合成方法
①通过带有感光基团的单体进行聚合反应 而成。 ②通过高分子反应在聚合物主链上接上感 光基团。 光基团
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① 感光性单体聚合法
要求单体: ◆含有感光性基团 ◆具有可聚合的基团（如双键、环氧基、 羟基、羧基、胺基和异氰酸酯基等）。 但也有一些情况下，单体并不具有感光性基团， 聚合过程中，在高分子骨架中却新产生出感光基团。
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◆ 开环聚合单体
在这类单体中，作为聚合功能基的是环氧基， 可以通过离子型开环聚合制备高分子，同时又能有 效地保护感光基团，因此是合成感光性高分子较有 效的途径。例如 肉桂酸缩水甘油酯 和 氧化查耳酮 环氧衍生物 的开环聚合都属此类。
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◆ 缩聚法
这是目前合成感光性高分子采用最多的方法 。含有感光基团的二元酸，二元醇、二异氰酸酯等 单体都可用于这类聚合，并且能较有效地保护感光 基团。 典型的例子：
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有些不含有感光基团的单体，通过缩聚反应得 到，主链中含有感光基团的高分子，也是合成感光 性高分子的一条途径。 例如，二乙酰基化合物 与 对苯二甲醛的反应。
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② 在普通的高分子链上接上感光基团。 如: 聚乙烯醇用肉桂酰氯酯化，生成 聚乙烯醇肉桂酸酯(感光性高分子)。 感
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聚乙烯醇肉桂酸酯受光照形成丁烷环而交联。
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肉桂酰氯
与 含羟基聚合物的反应
有些情况下，与高分子反应的化合物本身并 不具备感光基团，但反应过程中却能产生出感光 基团的结构。例如， 聚甲基乙烯酮与芳香醛类化合物缩合就能 形成性质优良的感光性高分子。
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功能性质
照相图像 降解老化 催化
固化膜 固相表面改性
照相功能
感光性高分子是主要的光致抗蚀剂和印刷制版 的感光材料，属于非银盐感光材料。 的感光材料 属于非银盐感光材料 显影、定影 照相性能指标
感度（S），即感光速度 分辨力 显影性：显影条件 耐用性
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光固化功能
常温固化 典型示例
低聚物是成膜物质，构成体型化合物的网状 结构
骨架，决定UV固化材料的物理、化学性质， 对涂料的性能起最决定性的影响。 低聚物主要有以下几种： ①不饱和聚酯；②环氧丙烯酸酯；③聚氨酯 丙烯酸酯；④聚酯丙烯酸酯；⑤多烯/硫醇体系； ⑥水性丙烯酸酯。
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光活性单体是一种功能性单体，其作用不仅仅 是参与固化成膜，而重要的是对粘度较大的低聚体 进行稀释，因此又叫活性稀释剂。它在结构上含有 不饱和双键。一般分为单官能度、双官能度和多官 能度稀释剂，官能度愈大，固化速度愈快，所得材 料的光泽度、硬度越高，耐磨性也越好。
光敏剂，是紫外光固化涂料的重要组成，其作 用是产生引发固化反应的活性基团，如活性自由基。 光引发剂的性能决定了材料的固化程度和固化速度。
按照活性游离基的不同，光引发 剂可分为阳离子型、自由基型和 自由基—阳离子复合型三类。
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助剂包括消泡剂、消光剂、流 平剂、流动改性剂等来改善光固 化材料的表面性能。
光降解功能
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应用
光固化 产品
感光液
集成电路
集成电路光刻工艺
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紫外干涉光刻基本步骤示意图 （a）抗蚀剂涂层的旋涂；（b)紫外干涉曝光或双曝光；（c） 蒸发或溅射沉积Au；（d）抗蚀剂涂层的去除；（e）球形 Au粒子点图案的预退火；（f）ZnO纳米线的生长
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紫外探测器
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高分子功能膜材料
高分子功能膜是一种具有选择性透过能力的膜型材料 ，也是具有特殊传质功能的高分子材料，通常称为分 离膜，也称功能膜。 用膜分离物质一般不发生相变、不耗费相变能，同时 具有较好的选择性，且膜把产物分在两侧，很容易收 集，是一种能耗低、效率高的分离材料。 从功能上来说，高分子分离膜具有物质分离、识别物 质，能量转化和物质转化等功能。利用其在不同条件 下显出的特殊性质，已经在许多领域获得应用。
高分子功能膜分类
混合物分离膜 药物释放缓释膜 分隔作用保护膜 气体分离膜 液体分离膜 根据被分离物质性质 固体分离膜 离子分离膜 微生物分离膜 被分离物质粒度大小 超细滤膜、超滤膜、微滤膜 熔融拉伸膜 沉积膜 膜形成过程 溶剂注膜 界面膜 动态形成膜 密度膜 根据膜性质 相变形成膜 乳化膜 使用功能划分 多孔膜
高 分 子 功 能 膜
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功能膜
微滤(microfiltration, MF)膜
超滤(ultrafiltration, UF)膜
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超细滤(hyperfiltration, HF)膜 又称为反渗透(reverse osmosis)膜
纳滤(nanofiltration, NF)膜
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四种高分子分离膜比较
密度膜（dense membrane）
几乎不存在人为的微孔 膜中聚合物以非晶态或半晶态存在，又称
聚合 物膜 用途：分离混合气体 分离机理：气体在聚合物膜中的溶解和扩散作 用
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电透析膜（electrodialysis membranes）
主要驱动力：电场力 主要驱动力 电场力 特点：1）过滤作用（依据粒子体积大小）；2）电场 区分作用（依据所带电荷种类）
液体膜（liquid membranes）
以液态存在，又称界面膜 乳状液体膜、支撑型液体膜、动态形液体膜
膜分离原理
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主要膜分离的性质及特征
LB膜（langmuir-blodgett) LB膜（langmuir-blodgett)
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LB膜制备方法 LB膜制备方法
LB膜分子构成：一端有极性基团，显亲水性 ；另 端为非极性基团，显亲油性 ；另一端为非极性基团 显亲油性 制备过程一般分两个部分：
垂直法转移单分子层
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水平法转移单分子层
自组装膜（Self自组装膜（Self-assembled monolayers, monolayers, SA)
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