高分子 材料习题答案

天然高分子材料科学是高分子科学、农林学、生命科学和材料科学的交叉学科和前沿领域,世界各国正加大对其研究的支持力度。天然高分子是生命起源和进化的基础。人类社会一开始就利用天然高分子材料作为生活资料和生产资料，并掌握了其加工技术。如利用蚕丝、棉、毛织成织物，用木材、棉、麻造纸等。19世纪30年代末期，进入天然高分子化学改性阶段，出现半合成高分子材料。1907年出现合成高分子酚醛树脂，标志着人类应用合成高分子材料的开始。现代，高分子材料已与金属材料、无机非金属材料相同，成为科学技术、经济建设中的重要材料。

美国能源部(DOE) 预计到2020 年,来自植物可再生资源的基本化学结构材料要增加到10 % ,而到2050 年要达到50 %。因此,天然高分子领域的研究及应用开发正在迅速发展,而且它们也必将带动纳米技术、生物催化剂、生物大分子自组装、绿色化学、生物可降解材料、医药材料的发展,并提供新的商机。

总之，开发和利用天然高分子材料势在必行，而且刻不容缓，它符合可持续发展计划，并且对提高资源利用率以及减少环境污染都有着重要的现实意义。

2.举例什么是高分子材料？结构有何特点？有哪些种类？

高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合。

高分子的结构特点：高分子是由许许多多结构单元组成的，每一结构单元相当于一个

小分子，相互间以化学键连接

高分子的分子量很大且有多分散性

高分子主链有一定的内旋转自由度，从而赋予主链一定的柔性，由于分子热运动，链的形状不断改变

结构单元间的Van de walls力非常重要

交联可以使高分子的性能发生很大变化

高分子的聚集态有晶态和非晶态之分，晶态比小分子的有序度低，非晶态比小分子的有序度高

• 高分子各结构层次之间既有区别又有联系

• 高分子结构是包括各个层次的综合概念，高分子的性能也是各个层次结构对性能贡献的综合表现

• 高分子结构层次繁多、复杂，给其性能调节和改善带来机会

– 合成：一次结构

– 加工：二、三次结构

– 配混：高次结构

种类：1. 高分子材料按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。

2. 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。3. 高分子材料按用途又分为普通高分子材料和功能高分子材料。高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。

3.什么是导电高分子材料？有哪些种类？应用？

高分子导电材料一类具有导电功能(包括半导电性﹑金属导电性和超导电性)﹑电导率在10S/m以上的聚合物材料。

导电高分子材料根据其导电物质的不同，可分为复合型导电高分子材料和结构型导电高分子材料。

①复合型高分子导电材料。主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。

②结构型高分子导电材料。结构型高分子导电材料用于试制轻质塑料蓄电池、太阳能电池、传感器件、微波吸收材料以及试制半导体元器件等。

应用：1.作为导电材料。2.作为电极材料。3.作为光电显示材料。4作为电子器件。5.作为电磁屏蔽材料6.作为化学反应催化剂。

4.什么是高分子液晶？结构有何特点？应用？

某些物质的结晶受热熔融或被溶剂溶解之后，虽然失去固态物质的刚性，而获得液态物质的流动性，却仍然保存着晶态物质分子的有序排列，在物理性质上呈现各向异性，形成一种兼有晶体和液体部分性质的过渡状态，这种中间状态称为液晶态，处在这种状态下的物质称为液晶。主要特征是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。

形成液晶的物质通常具有刚性的分子结构，分子的长宽比例大于1，呈棒状构象，同时还具有在液相下维持分子某种排序所必需的凝聚力。这种凝聚力通常是由结构中的强极性基团，高度可极化基团或氢键提供。

1. 薄膜材料 2.光电材料 3.电子电气 4.汽车工业 5.可做防弹衣

潜在应用：人工肌肉，纳米机械，人工智能，形状记忆

5.举例说明纤维的结构特点。

1、 纤维具有崭新的结构及新颖的物理机械性能和美学性能。

2、 2、由不同细度、收缩性、截面形状的丝组成异质组分丝织成的面料，具有独特的外观风格、手感和特殊的服用性能。

3、 3、多功能化趋势明显，既适用于特殊工业，又适合做服用纺织品，尤其是时装材料。

纤维是指柔韧、纤细的丝状物。具有相当的长度、强度、弹性和吸湿性等，都是高分子化合物，不溶于水。大多数是有机物，少数是无机物。分为1.天然纤维有植物、动物、和矿物的纤维。主要用于纺织工业，也有用于造纸工业等。天然纤维有棉纤维、麻纤维、木纤维、毛纤维等。2.化学纤维是用化学方法制得的。性质一般较天然纤维优越，主要用于纺织工业。有粘胶纤维、尼龙、涤纶等等。

6.什么是高分子材料？

高分子材料：macromolecular material，以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，通常分子量大于10000，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合体。