高分子化學(xué)復(fù)習(xí)

1、功能高分子材料一、 吸附分離高分子材料：定義：吸附分離高分子材料是利用高分子材料與被吸附物質(zhì)之間的 物理或化學(xué)作用 ，使兩者之間發(fā)生 暫時或永久性結(jié)合 ，進(jìn)而發(fā)揮各種功效的材料。用途：廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離與提純。分類： 物理吸附：吸附樹脂吸附機理 化學(xué)吸附：離子交換樹脂和螯合樹脂樹脂形態(tài)：無定形、球形和纖維狀孔結(jié)構(gòu)：微孔、中孔、大孔、特大孔和均孔吸附樹脂：定義：吸附樹脂是指一類 多孔性的、高度交聯(lián)的高分子共聚物，又稱為高分子吸附劑。這類高分子材料 具有較大的比表面積和適當(dāng)?shù)目讖?，可從氣相或溶液中吸附某些物質(zhì)。吸附機理：吸附樹脂與被吸附物質(zhì)之間的作用主要是物理作用，如范德華力、偶極- - 偶極

2、相互作用、氫鍵等較弱的作用力。分類： 非極性吸附樹脂：主要通過范德華力吸附水溶液中的疏水性物質(zhì)。物理吸附樹脂 非極性樹脂的修飾 中極性吸附樹脂 與中等極性單體共聚 強極性吸附樹脂：主要通過氫鍵作用和偶極- - 偶極相互作用進(jìn)行。親和吸附樹脂：基于生物親和原理設(shè)計合成的，對目標(biāo)物質(zhì)的吸附呈現(xiàn)專一性或高選擇性的吸附劑。其吸附專一性或分子識別性能，來源于氫鍵、范德華力、偶極- - 偶極作用等多種鍵力的空間協(xié)同作用，是生命體系中普遍的現(xiàn)象，如抗體- - 抗原、酶- - 底物、互補的 DNA 鏈。成球技術(shù)：懸浮聚合： 溶有引發(fā)劑的單體以液滴狀懸浮于水中進(jìn)行自由基聚合的方法。整體看水為連續(xù)相，單體為分散相

3、。聚合在每個小液滴內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)機理與本體聚合相同，可看作小珠本體聚合。同樣也可根據(jù)聚合物在單體中的溶解性有均相、非均相聚合之分。反相懸浮聚合： 如是將水溶性單體的水溶液作為分散相懸浮于油類連續(xù)相中，在引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合的方法，稱為反相懸浮聚合法。成球技術(shù)包括：疏水性單體的懸浮聚合單體：疏水性單體通常不含極性基團(tuán)，如苯乙烯；交聯(lián)劑：二乙烯苯，提高機械強度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；致孔劑：提高吸附樹脂比表面積；球體：影響因素分散劑、攪拌速度、油相/水相比例、反應(yīng)器及攪拌裝置結(jié)構(gòu)。含極性基團(tuán)的取代烯烴單體的懸浮聚合單體：含有極性基團(tuán)的烯烴單體，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙烯

4、酰胺等；通常在水相中加入食鹽或同時在有機相中加入非極性溶劑，以增大單體與水相之間極性的差異，減少單體在水中的溶解度，盡量避免單體在水相或兩相界面上的非成球聚合；選擇合適的引發(fā)劑，以降低聚合溫度，減小單體在水相中溶解度；加入自由基捕捉劑，減少水相中的聚合反應(yīng)；極性較強的單體如丙烯酰胺，必須采用反相懸浮聚合技術(shù)。交聯(lián)劑：與單體的聚合速率要匹配，提高交聯(lián)均勻性。水溶性單體的懸浮縮聚聚合（單體：水溶性的，故必須采用反相懸浮縮聚反應(yīng)極性成球聚合；縮聚體系：酚- - 醛、胺- - 醛、脲- - 醛、胍- - 醛、酰胺- - 醛、多胺- - 環(huán)氧氯丙烷、聚氨酯等體系。缺點是不耐酸堿，作為離子交換樹脂需注意。

5、）線形高分子的懸浮交聯(lián)成球反應(yīng)（原則上，所有含有反應(yīng)性基團(tuán)的水溶性高分子，都可以由反相懸浮交聯(lián)反應(yīng)制備成多孔球形樹脂；帶有反應(yīng)性基團(tuán)的油溶性高分子則能夠通過懸浮交聯(lián)反應(yīng)成球；線形高分子一般為天然高分子化合物，如明膠用醛類交聯(lián)劑交聯(lián)成球，殼聚糖用戊二醛交聯(lián)成球，葡聚糖及其他多糖可采用環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)成球。也有針對某些特殊用途人工合成的線形高分子經(jīng)懸浮交聯(lián)制備球形樹脂，如某些大孔型吸附樹脂的后交聯(lián)技術(shù)。）致孔技術(shù)：惰性溶劑致孔、線形高分子致孔、后交聯(lián)成孔(1) 惰性溶劑致孔：惰性溶劑所占有的體積并不一定能完全成為孔體積；未處理的含致孔劑的大孔聚合物球粒中，存在兩種主要的相互作用：溶劑/高分子鏈、高分

6、子鏈之間的相互作用；機理：溶劑改變時，兩種作用發(fā)生改變。當(dāng)溶劑 由高分子的良溶劑向不良溶劑轉(zhuǎn)變 ，則高分子鏈之間的作用得到加強，使鏈間微孔釋放出來，最終形成的孔（尤其是原來的小孔）應(yīng)當(dāng)大于致孔劑存在時的孔；同時，也使整個大孔聚合物球粒的內(nèi)斂作用加強，使總的孔體積縮小，一些大孔的孔徑收縮，甚至塌陷，出現(xiàn)縮孔現(xiàn)象。反之，由不良溶劑改為良溶劑時 ，聚合物溶脹，孔體積增加，同時微孔增多。（說明不良溶劑致孔的大孔型樹脂比良溶劑致孔的大孔型樹脂有較大的孔徑和較小的比表面積）(聚合物的良溶劑<溶脹劑>聚合物的不良溶劑<沉淀劑> ) （習(xí)題1）特點：通過改變交聯(lián)度、致孔劑用量、種類以及

7、引入適量的功能基團(tuán)，可以得到高比表面積和極性的大孔吸附樹脂。(2) 線形高分子致孔在懸浮聚合的單體相中加入線形高分子也可合成大孔樹脂，可用的線形高分子有聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸酯類等。機理：在聚合過程中，線形高分子促進(jìn)相分離的發(fā)生。隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)一步極性，作為線形高分子溶劑的單體逐漸減少和消失，使線形高分子卷曲成團(tuán)；懸浮聚合反應(yīng)完成后，采用溶劑抽提提出聚合物球粒中的線形高分子，可得到孔徑較大的大孔樹脂。特點：采用高分子致孔劑，合成的樹脂具有特大孔，比表面積??；線形高分子可與良溶劑或非良溶劑混合使用，可通過增加小孔的比例提高比表面積；線形高分子的分子量對致孔性能有影響，分子量較低的引起

8、相分離的作用較小，形成特大孔的能力較弱。對于線形聚苯乙烯用于苯乙烯/二乙烯苯懸浮共聚體系而言，分子量大于5萬的高分子致孔劑致孔作用較穩(wěn)定。(3) 后交聯(lián)成孔方法 ：先制備低交聯(lián)度或線形的高分子，然后將其進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以達(dá)到所需的交聯(lián)度。特點：交聯(lián)點均勻發(fā)生在高分子鏈上較遠(yuǎn)的位置，形成大網(wǎng)均孔結(jié)構(gòu)，故也稱為大網(wǎng)均孔 樹脂，其比表面積可達(dá)1000m2/g 以上的吸附樹脂。用途：不僅可制備非極性的吸附樹脂，還可制備溶解性和中極性的吸附樹脂，大大提高了比表面積。吸附樹脂的性能及吸附原理：從顯微結(jié)構(gòu)上看，大孔吸附樹脂包含有許多具有微觀小球組成的網(wǎng)狀孔穴結(jié)構(gòu)，故顆粒的總表面積很大，加上合成時引入了一定的極性

9、基團(tuán)，使大孔樹脂具有較大的吸附能力；另一方面，這些網(wǎng)狀孔穴在合成樹脂時具有一定的孔徑，使得它們對通過孔徑的化合物根據(jù)其分子量的不同而具有一定的選擇性。通過以上這種吸附性和篩選原理，有機化合物根據(jù)吸附能力的不同及分子量的大小，在大孔吸附樹脂上經(jīng)過一定的溶劑洗脫而達(dá)到分離的目的。吸附平衡：由于氣態(tài)分子處于自由運動狀態(tài)，達(dá)到吸附平衡時，吸附劑對氣體物質(zhì)的吸附量與氣體的壓力p有關(guān)，當(dāng)壓力增大時，吸附繼續(xù)進(jìn)行；當(dāng)壓力降低時，部分被吸附的分子就會脫附出來，經(jīng)過足夠長的時間又會按照變化的壓力達(dá)到新的平衡。吸附等溫線：將在恒溫下測得的吸附量與壓力或濃度的關(guān)系畫成曲線，即是吸附等溫線。吸附動力學(xué)：研究吸附過程的

10、速度問題，其影響因素可分為兩種：膜擴散、粒擴散吸附選擇性：（1） 水溶性不大的有機化合物易被吸附，且在水中的溶解性越差越易被吸附。（2） 吸附樹脂難于吸附溶于有機溶劑中的有機物。（3） 當(dāng)化合物的極性基團(tuán)增加時，樹脂對其吸附能力也隨之增加。（4） 在同一種樹脂中，樹脂對體積較大的化合物的吸附作用較強。脫附：根據(jù)極性“相似相溶”原理，對非極性大孔吸附樹脂來說，洗脫劑極性越小，其洗脫能力越強，而對于中極性大孔樹脂和極性較大化合物，則用極性較大的溶劑較為合適。離子交換樹脂：離子交換樹脂是指 具有離子交換基團(tuán)的高分子化合物。離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)：離子交換樹脂是一類帶有可離子化基團(tuán)的三維網(wǎng)狀高分子材料它由

11、高分子骨架、與高分子骨架以化學(xué)鍵相連的固定離子以及可在一定條件下離解出來并與周圍的外來離子相互交換的可在一定條件下離解出來并與周圍的外來離子相互交換的反離子組成。其功能基團(tuán)為固定離子與反離子組成的離子化基團(tuán)。功能基團(tuán)中的可交換離子與外來離子完成交換過程后，通過改變條件又可再生為原有的反離子。其外形一般為顆粒狀，不溶于水和一般的酸、堿，也不溶于普通的有機溶劑，如乙醇、丙酮和烴類溶劑。常見的離子交換樹脂的粒徑為0.31.2nm。一些特殊用途的離子交換樹脂的粒徑可能大于或小于這一范圍。樹脂由三部分組成：三維空間結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)骨架；骨架上連接的可離子化的功能基團(tuán)；功能基團(tuán)上吸附的可交換的離子。通常，將 能

12、解離出陽離子、并能與外來陽離子進(jìn)行交換的樹脂稱作陽離子交換樹脂 ；而 將能解離出陰離子、并能與外來陰離子進(jìn)行交換的樹脂稱作陰離子交換樹脂 。陽離子交換樹脂可進(jìn)一步分為 強酸型、中酸型和弱酸型 三種。如RSO3H 為強酸型， RPO(OH)2為中酸型，RCOOH為弱酸型。習(xí)慣上，一般將中酸型和弱酸型統(tǒng)稱為弱酸型。陰離子交換樹脂又可分為 強堿型和弱堿型兩種。如R3NCl 為強堿型，R NH2、RNRH 和，RNR” 2為弱堿型。按其物理結(jié)構(gòu)的不同，可將離子交換樹脂分為凝膠型 、大孔型和載體型三類。按合成方式分為加聚型、縮聚型。凝膠型離子交換樹脂在干態(tài)和溶脹態(tài)都是透明的，呈現(xiàn)出均相結(jié)構(gòu)。樹脂在溶脹狀

13、態(tài)下存在聚合物鏈間的凝膠孔，小分子可以在凝膠孔內(nèi)擴散。凝膠型離子交換樹脂的優(yōu)點是體積交換容量大、生產(chǎn)工藝簡單、成本低。其缺點就是耐滲透強度差、抗有機污染性差。大孔型離子交換樹脂內(nèi)存在海綿狀的多孔結(jié)構(gòu)，因而是不透明的。大孔型離子交換樹脂的孔徑從幾納米到幾百納米甚至到微米級，比表面積可以達(dá)到每克幾百平方米甚至每克幾千平方米。大孔型離子交換樹脂的優(yōu)點是耐滲透強度高、抗有機污染性好、可交換分子量較大的離子。其缺點就是體積交換容量小、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高、再生費用高。載體型離子交換樹脂具有特殊用途，主要用作液相色譜的固定相。一般是將離子交換樹脂包覆在硅膠或玻璃珠表面上制成的，可經(jīng)受液相色譜中流動介質(zhì)的高

14、壓。(習(xí)題2)樹脂的交換容量離子交換樹脂的 交換容量是指單位質(zhì)量或單位體積樹脂可交換的離子基團(tuán)的數(shù)量的能力 。離子交換選擇性（1）一般來說，離子交換樹脂對價數(shù)較高的離子的選擇性較大，如對二價的離子比一價離子的選擇性高。（2）對于同價離子，原子序數(shù)大的離子的水合半徑小，因此對其選擇性高。（3）一般離子交換樹脂對尺寸較大的離子如絡(luò)陰離子、有機離子的選擇性較高。（4）樹脂的交聯(lián)度越大，選擇性越高，但過高的交聯(lián)度反而使選擇性降低。高吸水性樹脂：是一種含有強親水性基團(tuán)并有一定交聯(lián)度的功能高分子材料。機理：見書49頁二、高分子分離膜定義：在一種流體相內(nèi)或兩種流體相之間，有一薄層凝聚相物質(zhì)將流體分隔成兩部分

15、，則該薄層物質(zhì)就是所謂的“ 膜”。根據(jù)分離膜的分離原理和推動力的不同，可將其分為根據(jù)分離膜的分離原理和推動力的不同，可將其分為微孔膜、超/過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜。多孔膜分離原理：機械過濾作用分離膜上有孔，像篩子一樣截留住直徑相應(yīng)大于它們的溶質(zhì)和顆粒，從而達(dá)到分離目的；溶解擴散作用當(dāng)某一種物質(zhì)在膜材料中具有一定的溶解度時，在驅(qū)動力的作用下，溶解的物質(zhì)能夠在膜中擴散運動，從膜的一側(cè)擴散到膜中，再從膜擴散到另一側(cè)的溶液中。致密膜分離原理：絕對無孔的致密膜是不存在的，即使在完整晶體表面的晶格中仍有 0.4 nm 左右的孔道存在。在膜分離技術(shù)中通常將孔徑小于1 nm的膜稱

16、為致密膜 。影響因素：被分離物質(zhì)的極性、結(jié)構(gòu)相似性、酸堿性質(zhì)、尺寸、形狀等，還有膜的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu) 和化學(xué)組成交換膜分離原理：物質(zhì)交換作用被分離的物質(zhì)與膜上的某一物質(zhì)交換，例如Na+ 與陽離子交換膜上H+ 發(fā)生交換，然后從膜的另一側(cè)擴散到溶液中。膜分離驅(qū)動力：壓力驅(qū)動力（主要適用于多孔性分離膜，根據(jù)孔徑的大小，可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜?？讖皆酱?，所需壓力越大。壓力差：在給料的一側(cè)施加正壓力，迫使被分離物向常壓一側(cè)移動，這一方法稱為正壓分離法；在收料一側(cè)進(jìn)行減壓，與處于常壓的另一側(cè)形成壓力差，被分離物質(zhì)向負(fù)壓一側(cè)移動，這一方法稱為減壓分離法。）濃度梯度驅(qū)動力、電場驅(qū)動力。膜分離方式：終

17、端過濾是指在壓力作為推動力下，進(jìn)料流體的流動方向與過濾膜的表面 垂直，并且 透過液通過過濾膜的方向與進(jìn)料流體一致。而流體中的污染物將會附著在過濾膜表面，所以過濾組件，如膜過濾芯，則要頻繁更換，使用周期較短，而且大部分過濾芯不能通過清洗再生使用。錯流過濾滲透液通過過濾介質(zhì)的方向垂直于進(jìn)料的方向，而進(jìn)料流體的流動方向與過濾介質(zhì)的表面平行，進(jìn)料以一定的流速沖刷膜表面，從而有效的控制膜污染，使過濾過程得以連續(xù)進(jìn)行，膜組件的使用壽命比較長，根據(jù)膜材料的不同，壽命大約在12個月至3年。分離膜的制備：1 ）燒結(jié)法：將聚合物微粒通過燒結(jié)能形成多孔膜，是一種相當(dāng)簡單的制備方法，也可用于無機膜的制備。2 ）拉伸法

18、：拉伸法是由部分晶體狀態(tài)的聚合物膜經(jīng)拉伸后在膜內(nèi)形成微孔而得到的。該法生產(chǎn)效率高，制備方法相對容易，價格較低，而且孔徑大小比較容易控制，分布較均勻 。3 ）徑跡蝕刻法：當(dāng)高能球粒(質(zhì)子、中子等)穿透高分子膜時，在一定條件下可以形成細(xì)小的徑跡，徑跡處的高分子鏈發(fā)生斷裂，形成活性很高的新鏈端。當(dāng)把這種膜浸入酸性或堿性的浸蝕液中時，細(xì)小的徑跡被浸蝕擴大，形成微孔膜。4 ）相轉(zhuǎn)化法：相轉(zhuǎn)化法制膜是指配制一定組成的均相聚合物溶液，通過一定的物理方法改變?nèi)芤旱臒崃W(xué)狀態(tài)，使其從均相的聚合物溶液發(fā)生相分離，最終轉(zhuǎn)變成凝膠結(jié)構(gòu)。（浸沒沉淀法：由表層和多孔底層組成；熱誘導(dǎo)相分離法：它是將聚合物與高沸點、低分子量

19、的稀釋劑在高溫時（一般高于結(jié)晶聚合物的熔點)形成均相溶液， 降低溫度又發(fā)生固- -液或液- -液相分離 ，而后脫除稀釋劑就成為聚合物微孔膜，其優(yōu)點：可控制孔徑及孔隙率大小，多樣的孔結(jié)構(gòu)形態(tài)，膜材料的品種大大增加，制備過程易連續(xù)化）5 ）復(fù)合膜的制備6 ）聚合物/ 無機支撐復(fù)合膜7 ）高分子分離膜制備的新方法微孔過濾和微孔膜的特點：是以靜壓差為推動力 ，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用進(jìn)行分離的膜過程。實施微孔過濾的膜稱為微孔膜。微孔膜是均勻的多孔薄膜，厚度在90 150 m左右，過濾粒徑在 0.02510 m 之間，操作壓在 0.010.2MPa。微孔膜的優(yōu)點：孔徑均勻，過濾精度高；孔隙大，

20、流速快；無吸附或少吸附；無介質(zhì)脫落。微孔膜的缺點：顆粒容量較小，易被堵塞；使用時必須有前道過濾的配合，否則無法正常工作。超濾：其過濾粒徑介于微濾和反滲透之間，約510 nm在，在0.10.5aMPa的靜壓差推動下截留各種可溶性大分子，超濾技術(shù)的核心部件是超濾膜，分離截留的原理為篩分，小于孔徑的微粒隨溶劑一起透過膜上的微孔，而大于孔徑的微粒則被截留。膜上微孔的尺寸和形狀決定膜的分離效率。如純水的制備，食品工業(yè)中的廢水處理等。納濾：納濾膜主要用于截留粒徑在 0.1 1nm ，分子量為 1000 左右的物質(zhì)，可以使一價鹽和小分子物質(zhì)透過，具有較小的操作壓（ 0.5 1MPa ）。其被分離物質(zhì)的尺寸介

21、于反滲透膜和超濾膜之間，但與上述兩種膜有所交叉。如果汁生產(chǎn)、在醫(yī)藥行業(yè)可用于氨基酸生產(chǎn)、抗生素回收等方面。反滲透：水會自然地透過半透膜滲透從低濃度水溶液向高濃度水溶液一側(cè)遷移，這一現(xiàn)象稱滲透。如果在高濃度水溶液一側(cè)加壓，使高濃度水溶液側(cè)與低濃度水溶液側(cè)的壓差大于滲透壓，則高濃度水溶液中的水將通過半透膜流向低濃度水溶液側(cè)，這一過程就稱為反滲透。反滲透技術(shù)所分離的物質(zhì)的分子量一般小于500 為 ，操作壓力為2100MPa。制備反滲透膜的材料主要有醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚、聚芳砜、聚醚酮、聚芳醚酮、聚四氟乙烯等。如應(yīng)用在醫(yī)藥、食品工業(yè)中用以濃縮藥液、果汁、咖啡浸液等。離子交換

22、膜分為陽離子交換膜、陰離子交換膜和雙極離子交換膜。離子交換膜是電滲析的核心。醋酸纖維素適用于反滲透膜，也用于制造超濾膜和微濾膜，其性能穩(wěn)定，但在高溫和酸、堿不易發(fā)生水解，該類易受微生物侵蝕，PH值適應(yīng)范圍較窄，不耐高溫。三、生物醫(yī)用高分子材料定義： 生物醫(yī)用材料是一類在醫(yī)用中與組織、血液、細(xì)胞及其主要成分相接觸的材料，能夠替代、增強、修復(fù)或矯正生物體內(nèi)受損器官、組織、細(xì)胞或其主要成分的功能。生物相容性：是生物醫(yī)用材料與人體之間相互作用產(chǎn)生各種復(fù)雜的生物、物理、化學(xué)反應(yīng)的一種概念。由于不同的高分子材料在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用目的不同，生物相容性又可分為組織相容性和血液相容性兩種。組織相容性是指材料與人體組

23、織，如骨骼、牙齒、內(nèi)部器官、肌肉、肌腱、皮膚等的相互適應(yīng)性，而血液相容性則是指材料與血液接觸是不是會引起凝血、溶血等不良反應(yīng)。血液凈化高分子材料、血液凈化吸收材料、生物吸收性高分子材料（可降解高分子手術(shù)縫合線、人工皮膚）對醫(yī)用高分子材料本身性能的要求：生物穩(wěn)定性、物理和力學(xué)穩(wěn)定、易于加工成型、材料易得，價格適當(dāng)、便于消毒滅菌。對醫(yī)用高分子的人體效應(yīng)要求：無毒，即化學(xué)惰性、無熱源反應(yīng)、不致癌、不致畸、不引起過敏反應(yīng)或干擾機體的免疫機理、不破壞鄰近組織，不發(fā)生表面鈣化沉積、具有良好的血液相容性。血液凈化療法的基本原理是透析、濾過、吸附，使用的材料是分離膜和吸附劑。膜分離依賴于膜的通透性即膜孔的大小

24、；而吸附凈化則取決于吸附劑對目標(biāo)物質(zhì)的親和性。血液凈化吸附材料：非專一性吸附劑、高選擇性吸附劑、專一性吸附劑鈣化現(xiàn)象：材料植入動物體內(nèi)后，對肌體組織造成刺激，促進(jìn)肌體的新陳代謝加速的結(jié)果。血檢：當(dāng)人體的表皮受到損傷時，流出的血液會自動凝固。 原因：血管壁特性與狀態(tài)發(fā)生變化；血液性質(zhì)變化；血液流動狀態(tài)。 電荷增加，容易導(dǎo)致血栓，負(fù)電荷材料血小板難以粘附。人工合成生物吸收高分子材料比天然的有更好的生物相容性和較低的免疫原性。四、智能高分子材料共同點：智能材料應(yīng)當(dāng)具有感知、判斷和響應(yīng)的功能。生物功能：感知功能、驅(qū)動功能、響應(yīng)性功能、反應(yīng)比較靈敏、及時和恰當(dāng)、當(dāng)消除外部刺激后，能夠迅速恢到原始狀態(tài)。智

25、能反應(yīng)的基本原理：物質(zhì)與場之間的交互作用過程。凝膠：通常認(rèn)為它是由液體與高分子網(wǎng)絡(luò)組成的，由于高分子網(wǎng)絡(luò)與液體之間的親和性，液體被高分子網(wǎng)絡(luò)封閉在里面，失去了流動性，因此凝膠能像固體一樣顯示一定的形狀。這種“軟濕”材料不能像普通工程材料一樣承受較高的壓力，但其具有一些特殊功能。作為智能型凝膠，高分子主鏈或側(cè)鏈上通常存在著離子化基團(tuán)、極性和疏水性基團(tuán)，從而使之具有類似生物體的特性， 其結(jié)構(gòu)、物理特性如體積會隨外界環(huán)境（如溶劑的組成、離子的強度、溫度、光強度、電場刺激等）以及某些特異性化學(xué)物質(zhì)的變化而改變。高分子凝膠內(nèi)存在的相互作用力：(1)范德華力取向力、誘導(dǎo)力、色散力。在非極性有機溶劑體系的凝

26、膠中起重要作用。(2)氫鍵形成氫鍵時：大分子以特定方式排列而收縮；溫度升高時：氫鍵破壞, 發(fā)生溶脹(3)靜電相互作用力源于大分子鏈上荷電基團(tuán)的相互作用。正、負(fù)離子間相互吸引凝膠收縮；正正、負(fù)負(fù)電荷相斥凝膠溶脹。(4)疏水相互作用力存在于大分子鏈的疏水性基團(tuán)之間。溫度較低時： 水分子在疏水性基團(tuán)周圍形成團(tuán)簇 ，整個分子呈現(xiàn)親水性凝膠溶脹；溫度升高至相變溫度：鏈段運動能力提高，疏水性基團(tuán)周圍的水團(tuán)簇崩潰，凝膠網(wǎng)絡(luò)為疏水基團(tuán)保護(hù)，水不易進(jìn)入凝膠收縮。聚丙烯酰胺：離子化的部分水解聚丙烯酰胺凝膠置于水丙酮溶液中（1）溫敏性凝膠定義：指體積（輸出場）能隨溫度（輸入場）變化的高分子凝膠。機制：溫度的變化影響了其中的疏水基團(tuán)的疏水用以及大分子鏈間的氫鍵作用溫度的變化影響