高分子功能材料种类繁多，这里只介绍两种。

一、液晶材料

1、液晶的基本概念

液晶态是介于晶态和液态之间的一种热力学稳定态。处于这种状态的物质称为液晶。液晶既有晶体的各向异性，又有液体的流动性，因此液晶态又称介晶态。

根据分子排列形式和有序性的不同，液晶有四种不同的结构类型：近晶型、向列型、胆甾型和碟型，如图9-3所示。

在近晶型液晶中分子排列成层状，层内分子长轴互相平行，垂直于层片平面，呈二维有序，这种介晶的突出特点是非常粘滞。在向列型液晶中分子沿轴向平行排列，分子之间保持着近晶型的相互平行关系，呈一维有序，这种介晶有很大的流动性，在外力作用下容易沿流动方向取向。胆甾型液晶是向列型液晶的一种特殊形式，其分子排列成层状，层内分子排列成向列型，层与层之间分子长轴逐渐偏转，形成螺旋状，由于这些扭转分子层作用，可以使反射的白光发生色散，透射光发生偏振旋转，具有独特的光学性质。碟型液晶相中，碟状分子一个个重叠起来形成圆柱状的分子聚集体，在与圆柱平行的方向上容易发生剪切流动。

形成液晶聚合物的单体分子绝大多数是一些几何形状不对称的刚性或半刚性棒状或碟状，还要求分子有适当的长径比。形成介晶还与分子内极性基团的强度、位置及总极化度有密切关系。

                          图9-3  液晶结构示意图

2、液晶应用

    高分子液晶材料作为一种新型材料，已经以纤维、复合材料和注模制件广泛用于航海、航空、航天和汽车工业中。利用液晶的电磁场效应可制作电子显示器件，如液晶电子表、电视屏、大型显示牌等。利用胆甾型液晶颜色随温度变化的特性，可用于测温和温度梯度、温度校正，制作光学寄存器和温度传感器。由于液晶能将温度、电场、磁场、机械应力或化学环境等讯号变成看得见的彩色图象，因此可以用来检查材料内部缺陷和均匀性。

二、形状记忆高分子材料

1、高分子材料形状记忆的机理

目前开发的形状记忆高分子材料具有两相结构，即固定成品形状的固定相和在一定温度下能可逆发生软化和固化的可逆相。固定相的作用是记忆初始状态，第二次变形和固定是由可逆相来完成的。通常是通过热刺激产生形状记忆效应。

以聚降冰片烯为例。聚合物分子量为300万以上，Tg为35℃，其固定相为大分子链的缠结交联，通过玻璃态转变实现第二次变形。在粘流态的高温下进行第一次成型时，分子链间的缠绕决定了各自的相对位置，从而使整个形状固定下来。然后在高于Tg低于Tf的温度条件下施加应力，使聚合物变形，维持变形的同时冷却至Tg以下，使第二次成型的形状固定。此时可逆相软化、变形、固化，而固定相仍然处于高应力变形状态。二次成型制品如果再次加热到Tg以上，使可逆相软化，而固定相在回复应力的作用下，将使制品恢复到初始形状。上述过程如图9-4所示：

图9-3  高分子材料形状记忆机理

2、形状记忆高分子材料的应用

形状记忆聚合物具有重量轻、加工容易、变形率大、成本低等优点，已应用于医疗、包装材料、建筑、玩具、运动用品及传感元件等。医疗上用作固定器具代替石膏及牙齿矫正材料等。建筑上用作异径管接头及包复或衬里材料等。利用变形物复原的原理可用于汽车的缓冲器、保护罩等，变形后加热即可恢复。