第三节《功能高分子材料》课件----gd

材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是 人类文明的重要里程碑。当今有人将能源、信息 和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又 是能源和信息发展的物质基础。从合成有机高分 子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究 、开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料， 来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海 洋工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的 需要。除了传统的三大合成材料外，又出现了高 分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材 料，生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材 料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料 。 第三节功能高分子材料 1含义：功能高分子材料是指 。它是一类类性能特殊、使用量小、附加 值值高的高分子材料。高分子材料渗透到 、 、 等领领域后开发发 涌现现出的一种新型材料。 2分类 (1)新型 的高分子材料。 既有传统高分子 材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料 电子 生物能源 骨架结构 既有传统高分子 材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料 2、特殊功能材料，即在合成高分子 的 上引入某种 ， 使 其显显示出在光、电电、磁、声、热热、化学 、生物、医学等方面的特殊功能。 3高吸水性树脂 (1)合成方法对对 等天然 吸水材料进进行改性，在它们们的高分子链链 上再接上含 的支链链，以 提高它们们的吸水能力。 以带带有 的化合物为为 单单体，均聚或共聚得到亲亲水性高聚物。 主链链或支链链 功能原子团团 淀粉、纤维纤维 素 强亲亲水性原子 强新水性原子团团 (2)性能 可吸收几百至几千倍于自身质质重的水 ，同时时 能力强，还还能耐一定 的 作用。 (3)应应用:干旱地区用于农业农业 、林业业、植 树树造林时时抗旱保水，改良土壤，改造 沙漠。 保水 挤压挤压 吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。 吸水前吸水后 超强吸水高分子材料 保水能力高:即使受压也不易失水 用途 植物养护泥 各式吸潮剂 超强吸水高分子材料综述 时代周刊评出20世纪最伟大的 100项发明，其中“尿不湿” 榜上有名 为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大 的100项发明呢！最初 是为谁专门设计的呢？ 美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如 何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫 源成为“尿不湿”的发明人，后来他被誉为美国 “太空服之父”。 美国从1959起甄选的7位宇航员合影 “神舟7号”、 “神舟8号”上天的三位航天 员 先后也都使用了“尿不湿” 航天员专用“尿不湿”1克能吸收约1000克水 ，吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿” “尿不湿”起作用的物质是一种功能 高分子材料，具有很强的吸水能力。它所 用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构 的聚丙烯酸钠 ） 聚丙烯酸钠如何合成？ 思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物 CH2=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠？ 成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。 先将丙烯酸与NaOH溶液反应制得丙烯酸钠 单体，再通过加入少量交联剂使其发生聚 合从而得到聚丙烯酸钠 +H2O CH2=CH - CONa O CH2=CH - COH O +NaOH CH2-CH _n O CONa 催化剂 nCH2=CH - CONa O 同时要加入 少量二烯作 交联剂 加交联剂的目的是什么？ 高吸水性树脂加交联剂的目的是变线型结构 为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水， 耐挤压。 如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。 思考：思考：强吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不湿 ”，还有哪些用途？ 保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材 料。无毒无害，反复吸水、释水 “微型 水库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并 缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂 广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。 上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜 具有特点：吸收相当于自重80%水，才变得柔 软、透气、舒适、戴时长 制备隐形眼镜所用的原料 主要是丙烯酸羟乙酯（ CH2=CHCOOCH2CH2OH） （4）高分子分离膜： 组成 特点 应用 具有特殊分离功能的高分 子材料制成的薄膜 能让某些物质有选择地通过，而 把另外一些物质分离掉 物质分离 常见高功能材料主要功能主要应用 高分子 膜 高分子 分离膜 选择性地允许某 些物质通过 处理废水、废 液海水淡化 浓缩果汁、乳品 加工、酿酒等 高分子 传感膜 把化学能转换成 电能 发电 开 发新型电池 高分子 热电膜把热能转换成电能 发电 开 发新型电池 医用高分子材料 具有优异的生 物相容性 具有某些特殊 功能 人造器官 偏光显微镜下的高分子液晶 电致发光高分子 医用高分子材料 生物相容性排斥 具有优异的_，较少受到_， 可以满足人工器官对材料的苛刻要求。 如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。 人造关节 人工心脏瓣膜 人 造 皮 肤 人造血管 一张柔软的纸，白中透出微 黄，这张不起眼的“白纸”就 是填补国内空白的高科技“人 造皮肤”。这种“人造皮肤”能 帮助伤口尽快恢复。比如烧 烫伤，把水泡的水放出，用 药清洗后，将“人造皮肤”敷 贴在伤口上，很快“人造皮肤 ”就和人的身体长在一起，成 了真的皮肤。 人造心脏 人造肾脏 人工膀胱 人造膝关节 二复合材料二复合材料 1定义：两种或两种以上的材料组 合成的一种新型的材料。 其中一种材料作为基体，另外一 种材料作为增强剂。 2特性：质轻、高强度、耐腐蚀 、耐高温、抗氧化、抗冲击、绝 缘、吸波性等。 3用途：飞机、导弹、火箭、卫 星、宇宙飞船、轮船、建筑、体 育用品等。 复合材料玻璃钢 玻 璃 钢 游 艇 玻璃钢冷却塔 玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工 业包括神州载人飞船等高端技术领域发挥重要作用 安全 玻璃 复合材料玻璃钢 碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量 轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用人造丝、石油 沥青或煤沥青为原料。 复合材料碳纤维 复合材料隐形飞机上的特殊材料 固体火箭发动机 复合材料喷管 功能高分子材料复合材料 既有传统传统 高分子的机械性能， 又有一些特殊性能的高分子材 料 两种或两种以上材料组组合 成的一种新型的材料。含 有基体和增强剂剂两种材料 性能 高分子分离膜能让让某些物质质有 选择选择 地通过过，而把另外一些物 质质分离掉。医用高分子材料具 有优优异的生物相容性、很高的 机械性能 强度高、质质量轻轻、耐高温 、耐腐蚀蚀 用途 高分子分离膜用于生活污污水、 工业业的废废液处处理、海水淡化、 食品工业业、医用高分子材料， 可制成人工器官 用作宇航材料，用于汽车车 工业业、机械工业业、体育用 品、人类类健康 有机高分子材料的发展趋势 1、对重要的