高二化学功能高分子材料2.ppt

第三节 功能高分子材料,有机化不仅是一门科学，也是一门艺术 Organic chemistry: Not only a science, but also an Art,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。,问题1：,地球表面有大约四分之三被水覆盖着，然而我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，这是什么原因呢？,提问 如果我们能把海水变为淡水，那就解决了水资源贫乏的问题，如何实现这一设想呢 ?,如果我们通过一种特殊材料滤去海水中过多的电解质离子、微生物杂质等，海水就淡化了，这种特殊材料就是我们今天要学习的“新型有机高分子材料”。,高分子分离膜,高分子分子膜的特点：能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。,一功能高分子材料,1定义：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。,在高分子链上接上带有具有某种功能的官能团使其在物理、化学、生物、医学等方面具有特殊功能的高分子材料,功能高分子材料,功能高分子材料,物理功能高分子材料,化学功能高分子材料,如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、磁性高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等,如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。,生物功能高分子材料,如生物高分子模拟酶,高分子药物、人工骨材料,医用高分子材料,探寻功能高分子材料时应考虑的问题： 1）具有什么样的主链？单体 2）具有什么样的功能基？官能团 3）不断修正。,例如：高吸水性树脂,1）对天然吸水性高分子材料进行改性，形成接枝共聚物与丙烯酸钠共聚,2）以带有强亲水基的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物如聚丙烯酸钠；（同时加入交联剂）,用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重几百倍的水，但仍保持干爽。 成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。 启示 食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。,问题2：,科技的发展推动医疗手段有了很大的提高，现代医学主要采取哪些措施治疗人体的器官病变和坏死？,人造器官对材料的要求,1.相容性、亲和性 2.排异性 3.机械性,提问 作人工器官要考虑哪些问题？,医用高分子材料,人造心脏,人工膝关节,人工肾脏,人工心脏瓣膜,人造关节,人造牙齿,功能高分子材料包括,1高分子分离膜 2传感膜 3热电膜 4人工器官 5高吸水性高分子 6隐形眼镜 7智能材料 8生物材料,问题3 ：,前几年，在军事上使用雷达监控飞机的飞 行。可后来雷达好像老了，有的飞机飞行， 雷达 竟然看不到了。那么，真是雷达老了 吗？还是飞机会隐形？,事实上，飞机是使用隐形材料而不易被雷达发现。 这种材料是由多种材料复合制成的，我们称两种或两种以上的材料复合而成的材料为复合材料。,B2飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱使用的是钦复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。并且，这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合，而是经高压压铸而成。另外，矾翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，B2A的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。,1888年，奥地利科学家FReinitzer发现了液晶。20世纪70年代初，Helfrich和Schadt利用液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成显示器件，实现了液晶材料的产业化。这种液晶材料称为扭曲向列相液晶显示（NT-LCD）材料，其产品主要应用在电子表和计算器上。80年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（STN-LCD）材料，其产品主要应用在BP机、移动电话和笔记本电脑上。酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD用混晶材料的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100种以上应用于混晶配方。,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。,有机高分子材料的发展趋势,1、对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。如：导电塑料 2、与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展。如：仿生高分子材料、智能高分子材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等。,小结,两大类 新型高 分子材 料,未来社会离不开新型材料，新型材料离不开化学， 化学是人类进步的关键。,功能高 分子材料,高分子膜：缓解能源