所謂“特種”高分子是指有特定性能的高分子。例如具有耐高溫或高強(qiáng)度度特殊性能的高分子。由于特種高分子的產(chǎn)量小、價(jià)格較高,有時(shí)也稱為“精細(xì)高分子”。功能高分子就是這個(gè)范疇中的一個(gè)重要組成部分。所說(shuō)“功能”指的是這類高分子除了機(jī)械特性以外,另有其他的功能性,例例如導(dǎo)電性、光敏性、催化性、生物活性、選擇分離性等等。當(dāng)然這些都與它們具有特殊的組成成(功能基)和和結(jié)構(gòu)有關(guān)。所謂謂“功能高分子”一般是指在高分子主鏈和側(cè)鏈上帶有反應(yīng)性功能基團(tuán),并具有可逆或不可逆的物理功能或化學(xué)活性的一類新型高分子。
A 導(dǎo)電高分子
1977年發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)導(dǎo)電有機(jī)聚合物,摻雜后的聚乙炔,它具有類似金屬的電導(dǎo)率。由于導(dǎo)電高分子材料具有重量輕、易成型、電阻率可調(diào)節(jié)、組成結(jié)構(gòu)變化的多樣性等特點(diǎn),引起了人們的極大興趣。隨著電子工業(yè)、情報(bào)信息技術(shù)的發(fā)展,對(duì)于具有導(dǎo)電功能的高分子材料的需要越來(lái)越多。導(dǎo)電聚合物可以分為兩類:本征型(或結(jié)構(gòu)型)導(dǎo)電聚合物和摻和型導(dǎo)電聚
合物。
本征型導(dǎo)電聚合物,是指聚合物本身具備“固有”的導(dǎo)電性,它包括共軛聚合物、聚電解質(zhì)等,如如聚乙炔、聚對(duì)苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩。
摻和型導(dǎo)電聚合物,聚合物本身并無(wú)導(dǎo)電性,它的導(dǎo)電過(guò)程靠摻入的導(dǎo)電微粒來(lái)實(shí)現(xiàn),某些導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電膠黏劑屬于此類。這一類功能高分子在防靜電、消除靜電、做波吸收、電磁波屏蔽等方面獲得了比較廣泛的應(yīng)用。
B 感光高分子
高分子的感光現(xiàn)象是指高分子吸收了光能量后,借助于所吸收的能量使得分子內(nèi)或分子間產(chǎn)生化學(xué)上或者結(jié)構(gòu)上的變化。這種吸收光的過(guò)程并不一定非要高分子本身來(lái)完成,也包括由所共存的感光化合物(光敏劑)吸收了光能量以后引發(fā)反應(yīng)的情況。凡在光的照射下,由于分子結(jié)構(gòu)改變而引起物理變化和化學(xué)變化的高分子統(tǒng)稱為感光性高分子。感光高分子的分類方法有多種,一般根據(jù)光反應(yīng)的種類分為:光交聯(lián)型、光分解型、光致變色型。
a 光交聯(lián)型
聚乙烯醇的不飽和酸酯是典型的交聯(lián)型感光樹脂。在光照下,不飽和鍵打開而發(fā)生二聚作用,形成環(huán)丁烷而不溶于溶劑。因此,光光照射后用溶劑處理,未未照到光的部分,可被溶劑洗去,而照到光的部分則洗不去,形成與底片對(duì)應(yīng)的四凸面。根據(jù)這種原理,照照相印刷版和印刷線路等制作都可使用光敏性聚合物。
b 光分解型
屬于光分解型的較有代表性的是鄰重氮醌化合物。該化合物經(jīng)光照發(fā)生分解反應(yīng)放出氮氣,同時(shí)其分子結(jié)構(gòu)經(jīng)重排產(chǎn)生環(huán)的收縮,形成五元烯酮化合物,水解后生成茚酸,其光分解反應(yīng)可用下式表示
由于產(chǎn)物帶有親水的羧酸基,因此用稀堿顯影時(shí),光照部分的光化學(xué)產(chǎn)物即溶于弱堿性溶液中,而未受光照部分則保持不變,呈現(xiàn)出圖像。
c 光致變色型
在高分子鏈上引入可逆變色基團(tuán)以制成光致變色高分子。這種光致變化材料是由于不同波長(zhǎng)的光照射時(shí)化學(xué)學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,使其對(duì)可見光吸收波長(zhǎng)不同,因而顏色變化。
S
例如硫代縮氨基脲(N=N-C-NH-NH-)衍生物與Hg2+能生成有色配合物。在聚丙烯酸類高分子側(cè)鏈上引入這種硫代縮氨基脈汞的基團(tuán),則在光照時(shí)發(fā)生了氫原子轉(zhuǎn)移的互變異構(gòu)變化,使顏色由黃紅色變?yōu)樗{(lán)色。