巧夺天工的功能高分子材料
 
    高分子化学和塑料工业的起步和发展是从通用高分子开始的，主要是利用这些高分子化合物的力学性能、机械和加工性能、化学稳定性等特性，用于制造结构材料，合成纤维和橡胶，在代替天然材料和金属材料方面起了很大的作用。
 
功能高分子
    随着高分子科学的发展，除了继续发展三大合成材料（塑料、合成纤维、合成橡胶）之外，还非常重视对具有特殊功能的高分子化合物的研究，这些特定的功能包括化学活性、光敏性、导电性、催化活性、生物相容性、药理性能、选择分离性能，而这一类高分子化合物就是功能高分子材料，它们是在主链或支链上具有显示某种功能的基团。
功能高分子范围很广，大致包括以下几方面：
①具有物理学光、电性能的功能高分子，如感光性高分子、高分子半导体、光致导电高分子、高分子驻电体、高分子压电体、高分子电解质、导电高分子等；
②高分子试剂和高分子催化剂；
③高分子药物；
④仿生高分子；
⑤选择分离功能高分子，如离子交换树脂。
 
感光性高分子
    感光性高分子指某些高分子化合物在光的作用下，能够迅速发生光化学反应，从而引起了物理或化学性质变化，它普遍用于印刷、电子、涂料等工业。
感光性高分子也称光敏高分子，它在印刷电路、彩色电视荧光屏的制作上，尤其是在制造大规模集成电路等微型电路上成为不可缺少的材料。大规模集成电路是以微米为单位的精密图案线条，相当于头发丝的几十分之一，不可能采用铜锌板制作，而要使用光敏刻蚀剂（又称光刻胶）。
    可用作光敏刻蚀剂的高分子化合物是感光树脂，其中之一是聚乙烯醇肉桂酸酯。将它涂在半导体材料（如硅片）的表面，在上面覆盖一块掩模板（相当于印相时用的照相底片），然后用紫外线对感光树脂（聚乙烯醇肉桂酸酯中含有肉桂酰基，这里聚乙烯醇肉桂酸酯是功能高分子，肉桂酰基就是功能高分子中的功能基团）进行曝光，在紫外线作用下，肉桂酰基会发生二聚反应，生成不溶性的交联高分子。
    经过曝光以后，受紫外线照射的部分变成不溶于溶剂或腐蚀液的硬化膜，而未受紫外线照射的聚乙烯醇肉桂酸脂可以用有机溶剂洗去，就可以进一步制造集成电路。
 
高分子导体、半导体、超导体
    一般认为，有机化合物和高分子化合物都是不导电的，是绝缘体。20世纪50年代末期，高分子化学家为了扩大高分子的应用，利用改变高分子化合物的化学结构，以达到改变其电性质的目的，使高分子的导电率发生十几至几十个数量级的变化，从而制成了高分子导体、高分子半导体和高分子超导体。
    高分子中的非成键电子或л键电子经激活后，很容易生成载流子，载流子能载带电荷而使导电率发生变化。如果非成键电子和л键电子是在一个共轭体系中非定域化的，就能形成一个高迁移率的内部传导通路，所以高分子化合物中形成长共轭体系者就能成为半导体，例如聚乙炔 [ C H = C H ]_n中  —CH = CH— 是一个共轭体系，聚乙炔中的许多单体单元就形成一个长共轭体系(…CH=CH-CH=CH-CH=CH-…)，就使聚乙炔成为高分子半导体。
20世纪70年代初，拉贝斯等发现聚氮化硫[ SN ] n晶体具有金属性，1975年格林等的研究表明，聚氮化硫在0.26K出现超导体性，使聚氮化硫成为第一个高分子超导体。
 
高分子压电体
    压电性是机械能与电能互相转换的一种性质，最早的压电材料都是无机材料。从20世纪20年代起，才开始研究高分子压电体，1969年日本化学家河合辙发现经拉伸和极化后的聚偏氟乙烯薄膜有强压电性，后来又发现了偏氟乙烯－四氟乙烯共聚物的压电性。
    高分子压电体与无机压电体相比，具有很多优点。例如无机压电体中主要品种压电陶瓷，它是硬而脆的材料，比较重，难以加工成大面积和形状复杂的薄膜。高分子压电体则韧性好，不发脆，比重小，加工很容易，而且薄膜的厚度远比无机压电体薄，使压电体重量大大减轻。
    高分子压电体可用作角诊传感器、电声换能器、超声换能元件，也可用于测量缓慢变化的压力，例如测量印刷钞票的印刷版与滚筒之间的接触处的压力。
高分子催化剂
    它是将具有催化活性的基团连接在高分子化合物上，使它具有催化作用。高分子催化剂具有以下优点：
⑴高分子催化剂都是固体。对于气相反应和溶液反应来说，都是非均相反，固体与气体、液体容易分离，催化剂容易回收。
⑵高分子催化剂对水、空气都很稳定。一般高分子催化剂在空气中放置一年都不会失活，但是一些常用的有机反应的催化剂，如无水三氯化铝，则对水很敏感，吸水后容易失活。 
⑶高分子催化剂活性大，反应速度快，产率高。
⑷高分子催化剂可以提高反应的选择性。
    一类重要的高分子催化剂是把酶连结在高分子上，生成了固定化酶。在生物体内所进行的化学反应，几科全部是用酶做催化剂的，酶是由各种氨基酸连接组成的高分子化合物，有的还含有金属离子。酶的特点是在常温常压下就具有很高的催化活性和选择性，发酵工业就是用酶做催化剂的。
用酶做工业催化剂存在的最大缺点是，酶本身是可溶于水的，使用以后就不能再回收，成为一次性的催化剂。为了克服这一缺点，高分子化学家才想到把酶连接在高分子上，使它成为不溶于水的催化剂，它被称为固定化酶。
固定化酶的制法是：利用酶所带的官能团（－NH₂，－COOH，－SH，咪唑基，苯酚基等）与高分子化合物的官能团进行反应制得，例如将含－C₆H₄NCS的聚丙烯酰胺的官能团－C₆H₄NCS与含－NH₂的酶中的官能团－NH₂作用，可得以下固定化酶：
     固定化酶可用作氧化、还原、重排、水解、异构化等反应的催化剂。
    有机金属络合物是催化活性和选择性都较高的催化剂，但是它们在空气中或受潮后容易失去活性，对金属反应器有腐蚀性，反应后分离和回收催化剂困难。如果把有机金属络合物固定在高分子上，就制得了高分子金属催化剂，例如将有机金属络合物RhCl[P(C
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