功能高分子

本书是针对研究生和高年级本科生的功能高分子课程编写的一部教学参考书。本书以功能高分子的发展历史为线索，围绕高分子的“电、光、热、磁、生（生物医用、生物药用）、分离与化学、智能、液晶”等功能性，系统地介绍了这些功能高分子的基本概念、基本原理，重点阐明功能高分子的结构和组成与其功能性之间的关系，各种材料的研究方法和应用情况以及可能的应用前景。力求体现启发性、探讨性和连贯性,以满足高年级本科生和研究生对教材的需求。本书可作为高等学校的化学、化工、高分子科学与工程、生物医学材料与工程等相关专业的硕士研究生以及高年级本科生的参考教材，也可供从事相关专业研究与生产的工程技术人员参阅。

自1994年至今在四川大学化学院从事教学和科研工作。2008至今负责主讲化学学院的本科生专业课程“高分子化学”和硕士研究生的学位课程“高分子合成”； 2007至今负责高分子化学与物理专业本科生专业实验课程“高分子科学实验”的组织和指导工作；2011至今负责化学学院高分子专业本科生的教学实习和“设计实验”的组织和指导工作。2014年起负责主讲硕士研究生的学位课程“功能高分子”。　　20年多来，主要从事各种功能性高分子的合成和性能研究工作，先后承担了各种横向科研项目、军口863、省部产学研项目、国家自然科学基金项目等50多项，发表学术论文近40篇，获得国家发明专利7项。参加了2项四川省级教改项目。主持编写了一部本科学生的实验教材——《现代高分子科学实验》，参编了一部本科教材——《高分子化学教程》，并多次获四川大学教学成果奖。

绪论0.1功能高分子的内涵20.2功能高分子的特点30.3功能高分子的分类30.4功能高分子历史回顾与展望40.5高分子功能化途径70.6高分子功能化原则9第1章电功能高分子1.1概述101.1.1材料的导电性能101.1.2材料的导电机理111.1.3电功能高分子材料的分类121.2电子导电型高分子141.2.1电子导电型高分子的结构141.2.2电子导电型高分子的性能151.2.3电子导电型高分子的合成161.2.4典型电子导电型高分子181.2.5电子导电型高分子的掺杂211.2.6提高电子导电型高分子电导率的途径231.2.7电子导电型高分子的应用241.3复合型导电高分子271.3.1复合型导电高分子的组成271.3.2复合型导电高分子的导电机理281.3.3复合型导电高分子的制备方法291.3.4复合型导电高分子的性质与应用301.4离子导电型高分子311.4.1高分子离子导电机理311.4.2高分子结构对离子导电能力的影响321.4.3离子导电型高分子的种类与制备331.4.4离子导电型高分子的应用341.5其他类型的电功能高分子341.5.1驻极性高分子341.5.2压电性高分子371.5.3热电性高分子391.5.4抗静电高分子411.5.5超导高分子41第2章光功能高分子2.1光功能高分子概述452.1.1光功能高分子分类452.1.2高分子光物理与化学原理462.2光传导功能高分子472.2.1光导材料的重要参数472.2.2光导纤维基础482.3光敏性高分子492.3.1光敏树脂的重要参数492.3.2重要光敏树脂502.3.3光敏树脂印刷胶版522.3.4微电子集成光刻技术532.4电/光转换高分子532.4.1电致发光现象与材料542.4.2电致发光元器件562.4.3高分子电致发光原理562.4.4高分子电致发光的颜色572.4.5高分子发光二极管PLED582.4.6电/光转换高分子的应用602.4.7大功率PLED用含噻咯电致发光高分子612.5光/电转换高分子612.5.1太阳能电池的光/电转换原理622.5.2高分子太阳能电池材料632.5.3高分子太阳能电池的结构632.5.4太阳能电池的光/电转换历程与效率642.5.5高分子半导体的共混体异质结模型652.5.6高分子太阳能电池的应用前景与发展方向662.6光致导电高分子662.6.1光致导电现象662.6.2光致导电高分子的应用672.7光致变色高分子692.7.1光致变色现象与材料692.7.2光致变色原理702.7.3光致变色高分子702.7.4光致变色高分子的应用712.8电致变色高分子732.8.1电致变色现象与材料732.8.2电致变色高分子742.8.3电致变色高分子材料的应用75第3章热功能高分子3.1固体材料导热概论773.1.1温度场和温度梯度773.1.2傅里叶定律和热导率773.1.3物质的传热机理783.1.4固体材料的导热性793.2高分子材料的导热性803.2.1高分子的热导率803.2.2影响高分子热导率的因素813.3导热高分子的类型833.3.1本征型导热高分子833.3.2复合型导热高分子873.3.3导热绝缘高分子复合材料903.3.4导热高分子材料的应用943.4热电原理与材料953.4.1热电现象953.4.2热电原理973.4.3无机热电材料1013.5高分子热电材料1083.5.1导电性高分子热电材料1093.5.2纳米复合型高分子热电材料1113.6热电材料的应用1113.6.1热电测温1123.6.2温差发电1133.6.3热电制冷114第4章磁功能高分子4.1物质磁性的基本原理1154.1.1静磁性与电磁性1164.1.2物质磁性的类型1204.1.3磁性材料的类型及其应用1204.2复合型磁功能高分子1224.2.1磁功能高分子的发展1224.2.2复合型磁性高分子的主要类型1234.2.3影响复合型磁性高分子材料性能的因素1244.3结构型磁性高分子1254.3.1磁性高分子分子设计准则1264.3.2金属有机磁性高分子1264.3.3纯有机磁性高分子的分子设计1304.4磁功能高分子的应用展望136第5章生物医学功能高分子5.1生物医学功能高分子材料概论1385.1.1高分子材料的生物相容性1385.1.2生物医学功能材料的功能性标准1405.1.3生物医学功能高分子材料生产加工的基本要求1415.1.4生物医学功能材料分类1415.2高分子药物1415.2.1狭义高分子药物1425.2.2广义高分子药物1435.2.3控释型高分子药物1455.3血液净化高分子材料1505.3.1血液净化材料1505.3.2人工肾与血液透析1515.4生物吸收性高分子材料1525.4.1生物吸收性高分子材料概论1525.4.2天然生物吸收性高分子材料1535.4.3合成生物吸收性高分子材料1545.5生物惰性高分子材料1555.5.1硅油和硅橡胶1555.5.2聚氨酯和聚甲基丙烯酸甲酯1555.6生物医用材料在体内的生物学反应1555.6.1组织反应1555.6.2血液反应1565.6.3免疫反应1575.6.4与人体组织的界面1575.6.5在人体内的代谢途径与产物1585.6.6生物医学材料的综合评价1585.7再生医学与组织工程1605.7.1再生医学与组织工程概述1605.7.2再生医学与组织工程的核心内涵1615.8人工器官用高分子材料1635.9生物医学材料的发展趋势1645.9.1再生医学与组织工程材料面临突破1645.9.2纳米生物医学材料方兴未艾1655.9.3活性生物医学材料尚待开拓1655.9.4介入治疗材料异军突起1665.9.5复合生物医学材料仍是开发重点1665.10基因治疗聚合物载体研究进展1675.10.1基因治疗概述1675.10.2谷胱甘肽响应基因传递系统1675.10.3温度响应基因传递系统1685.10.4pH响应基因传递系统168第6章分离与化学功能高分子6.1离子交换树脂1706.1.1离子交换树脂的分类与命名1716.1.2离子交换树脂的合成1726.1.3离子交换树脂的主要性能1736.1.4离子交换与再生原理1756.1.5离子交换树脂选用原则1776.1.6离子交换树脂应用实例1776.2大孔吸附树脂1796.2.1大孔吸附树脂的成孔技术1806.2.2大孔吸附树脂的主要性能1806.2.3大孔吸附树脂的吸附原理1816.2.4固定床吸附操作程序1836.2.5吸附树脂应用实例1836.2.6特种类型吸附树脂1856.2.7窄分散聚合物微球1866.3高分子分离膜1886.3.1膜分离原理及其驱动力1886.3.2高分子分离膜的分类1896.3.3主要高分子分离膜类型及其分离工艺1896.3.4高分子分离膜的应用1916.4反应功能高分子1926.4.1高分子催化剂1936.4.2高分子试剂1956.4.3固相合成法SPPS1956.5高分子印迹技术2016.5.1分子印迹与模板聚合物2016.5.2印迹聚合物的合成2016.5.3分子印迹聚合物的应用2026.6环糊精超分子技术203第7章智能高分子7.1智能材料概述2087.1.1智能材料的基本要素与分类2087.1.2智能高分子的设计思路2087.2智能高分子凝胶2107.2.1高分子凝胶的物理化学基础2117.2.2非特异性智能高分子凝胶2137.2.3特异性智能高分子凝胶2167.2.4智能高分子凝胶的分子设计2177.2.5智能高分子凝胶的合成2187.2.6智能高分子凝胶的应用2217.2.7提高智能高分子凝胶响应速率的途径2267.3智能纤维与织物2277.3.1智能纤维的主要类型2277.3.2智能纤维与织物的发展趋势2317.4形态记忆高分子2327.4.1高分子材料的形态记忆原理2327.4.2形态记忆高分子材料的加工与记忆过程2327.4.3形态记忆高分子的特点2337.4.4形态记忆高分子的应用2337.5智能高分子膜与复合材料2347.5.1智能高分子膜2347.5.2智能高分子复合材料234第8章液晶高分子8.1液晶与液晶态2368.1.1液晶研究简史2368.1.2液晶的结构特点2378.1.3液晶的分类2398.2液晶高分子概论2398.2.1液晶高分子发展史2398.2.2液晶高分子的分类2408.3液晶高分子的结构2408.3.1液晶高分子的织态结构2408.3.2液晶高分子的晶态结构2428.3.3液晶高分子的热转变行为2428.3.4液晶高分子的电磁行为2438.3.5液晶高分子的流变性2448.4液晶高分子基本理论2458.5主链型液晶高分子2478.5.1主链型溶致液晶高分子2478.5.2主链型热致液晶高分子2508.6侧链型液晶高分子2558.6.1非双亲性侧链型液晶高分子2558.6.2双亲性侧链型液晶高分子2598.7液晶高分子的应用2608.7.1液晶显示器2618.7.2液晶高分子纤维262第9章新型功能碳材料9.1富勒烯2659.1.1富勒烯的发现历程2669.1.2富勒烯的命名2669.1.3富勒烯的结构2679.1.4富勒烯的制备2679.1.5富勒烯的纯化2689.1.6富勒烯的性质2699.1.7富勒烯的应用2709.2碳纳米管2729.2.1碳纳米管的结构2729.2.2碳纳米管的分类2739.2.3碳纳米管的性能2749.2.4碳纳米管的制备方法2759.2.5碳纳米管的应用2769.2.6碳纳米管/聚合物复合材料2779.3石墨烯2789.3.1石墨烯的研究历史2789.3.2石墨烯的分类2789.3.3石墨烯的结构2799.3.4石墨烯的物理性能2809.3.5石墨烯的制备2809.3.6石墨烯的应用2829.3.7中国的石墨烯现状2839.4碳纤维2849.4.1碳纤维的结构与性能2859.4.2碳纤维的分类2869.4.3碳纤维的生产2869.4.4碳纤维的应用287参考文献