功能高分子材料.ppt

1、1、第三节功能高分子材料，第五章进入了合成高分子化合物的时代，2、时代杂志评价了20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿”很有名，为什么“尿不湿”被选为20世纪最伟大的100项发明？ 最初是为谁设计的？ 3、美国在20世纪60年代初，航天事业兴起，如何解决宇航员排尿问题迫在眉睫，中国人唐鑫源成为了“尿不湿”的发明者，后来被称为美国的“宇航服之父”。 美国从1959年开始选出宇航员的照片，航天员的父亲，唐鑫源，4，“神舟”系列的天上宇航员使用“尿不湿”，宇航员专用的“尿不湿”吸收约1000克的水，吸水性远比一般婴儿使用的“尿不湿”强，5、“ 更有趣的是，一部分宠物也和“尿不湿”结合在一起散步，

2、保护公共卫生。 资料显示，1987年，英国一次性尿布的销售利润达到2亿英镑。 想象一下我们中国这样的人口大国。 利润多么惊人啊，6、吸水前、吸水后、尿不湿吸水前后的变化，7、知道“尿不湿”的材料需要什么样的性能？ “尿不湿”作用的物质是功能性高分子材料，具有很强的吸水力。 使用的材料是高吸水性树脂(常用网状结构的聚丙烯酸钠)(教科书p14 )，8，1 .定义：具有新骨架结构的高分子材料和在天然或合成高分子的主链或分支上导入某种功能的官能团，是显示光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等特殊功能的高分子。一、功能高分子材料、9、(1)化学功能离子交换树脂、高分子试剂、高分子催化剂、分解性高分子等。

3、 (2) .物理功能导电性高分子、高分子光电导体、高分子显示材料、高分子光致变色材料等。 (3) .复合功能高分子功能膜、高分子吸附剂、高分子表面活性剂、高分子染料、高分子稳定剂等。 (4) .生物、医疗功能的抗血栓、药物释放和生物活性的控制等。 (按功能分类)，2 .分类，10，高吸水性树脂的结构特征： a .分子中具有羟基、羧基等强亲水性基团，能与水分子形成氢键； b .树脂具有交联结构c .聚合物内部具有高离子浓度的d .聚合物的分子量高。 二、常见功能高分子材料、1、高吸水性树脂，考虑如何用具有强亲水性原子团的化合物CH2=CHCOOH制造网状聚丙烯酸钠，11、向高吸水性树脂中添加交联

4、剂的目的是使线状结构成为体型结构，使其不溶于吸水性和水吸水前、吸水后，12、纤维素结构简单，传统的吸水性材料棉为什么具有一定的吸水性？ 发现那个各链接都有OH。 它是亲水基，13、14，如无土栽培、土壤改良、沙漠改造等。 想一想：强吸水能力的功能高分子材料除“尿不湿”外还有什么用途？ p14、保水剂是吸水力特别强的功能性高分子材料。 无毒无害，反复吸水、放水的“微水库”。 同时，还可以吸收、逐渐释放肥料、农药，提高肥料效果、药效。 高吸水性树脂广泛应用于农业、林业、园艺、建筑等。 15、上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜，其特征是只有吸收了相当于自重80%的水才能变软，通气、舒适、佩戴时间变

5、长，隐形眼镜的制造使用的原料主要是丙烯酸羟乙酯(CH2=chcooc 吸湿性强的粘合力对人体无害，17、离子交换树脂为官能团(有离子交换活性基)、网状结构、不溶性高分子化合物。 是最先工业化的功能性高分子材料，通常是球状粒子状物质。各种官能化的树脂(聚苯乙烯)包含h离子结构，被称为能交换各种阳离子的阳离子交换树脂，包含OH离子结构，被称为能交换各种阴离子的阴离子交换树脂。 这些主要被用于水的处理。 离子交换膜也可以作为饮用水处理、海水淡水化、废水处理、牛奶和酱油的脱盐、酸的回收、电解隔板和电池隔板使用。 2、离子交换树脂、18、离子交换树脂、19、酶属于高分子催化剂。 3、高分子催化剂、人工合

6、成的方法模拟酶，将金属化合物与高分子配体结合，开发出高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。 现有研究表明，高分子金属催化剂对氢化反应、氧化反应、硅氢化反应、羰基化反应、异构化反应、聚合反应等具有高催化活性和选择性，容易与反应物分离，可以回收利用。 20、高分子分离膜的材料主要有乙酸纤维素、聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯醚等。 醋酸纤维素膜透水量大，脱盐率高，价格便宜，应用普遍。 海水淡水化的原理是，利用只允许溶剂透过，不允许溶质透过的半透膜，将海水和淡水分离。 4、高分子分离膜、21、高分子分离膜的特征：通过有选择地使某种物质通过，能够分离出别的物质。 高分子分离膜

7、的应用：生活用水、工业废水等废液的处理海水、苦咸水的淡水化浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒的各种能量转换、22、能从海水中分离淡水的反渗透膜已经在大规模使用阶段，它也是半透膜，只使水分子通过，几乎不使含盐的低分子溶质通过采用不同结构的反渗透膜，可得到工业锅炉水、饮用水、无菌水、去离子水、清洗半导体的超纯水等。 非洲缺水地区建了很多海水淡化装置。 PEC1000的海水淡化装置对于压力4070公里/平方厘米的海水可以得到1620的淡水。 沙特建设的基塔水道工厂是世界上最大的海水淡水化工厂，日本供给了12000吨淡水，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。 小资料：23，分离膜具有魔法魔术师般的能力，从下面的

8、实验中可以很容易地理解。 用水将一瓶含有酒精的普通啤酒稀释成两瓶，注入玻璃容器中，使该溶液通过薄的分离膜，几分钟就能提取出酒精浓度为93的乙醇。 这个乙醇用一根火柴点燃。 在该实验中，对分离膜的表面施加高频电场，促进了乙醇的溶解、扩散、水的分离，消耗电力仅为蒸馏法的十分之一。 以往，从液体中分离另一种液体只能使用蒸馏法。 知道吗？ 24、吸附性高分子材料主要是指对特定离子和分子具有选择性亲和作用的高分子材料。 吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境有着密切的关系：温度因素、树脂周围的介质。 一般分为吸水性高分子和吸油性高分子。 5、高分子吸附剂、25、6、导电高分子材

9、料、半导体聚乙炔膜、科学视野、26、医用高分子材料、优良、少、人工脏器材料能满足要求。 例如人体的皮肤、骨骼、眼睛、喉咙、心、肺、肝脏、肾脏等各种人工脏器。 例如人工心脏、人工关节、人工鼻子等。 等等。 生物相容性、拒绝、27、人工关节、28、人工肾脏、29、人工膝关节、30、柔软的纸、白色渗出黄色，这种不显眼的“白纸”是填补国内空白的高科技“人工皮肤”。 这个“人工皮肤”帮助伤口恢复。如果把“人工皮肤”贴在伤口上，马上“人工皮肤”就能和人的身体一起成长，形成真正的皮肤。 人工皮肤，人工血管，31，人工心脏，32，人工膝关节，33， 迈克尔杰克逊-世界著名的流行歌手，34，医用高分子和用途，3

10、5，7，高分子传感器膜：功能：将化学能量转换为电能的主要应用：发电，新型电池8，高分子热电膜的开发：功能：将热能转换为电能的主要应用： 36 .隐形材料，37、B2飞机机身整体，主梁和发动机室除了使用钦复合材料外，其他部分由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。 而且，这些不同的复合材料零件不是用铆钉分割，而是用高压压铸制成的。 另外，矾土的前缘都被特制的电波吸收材料(RAM )复盖。 位于机翼前部，内置雷达扫描天线的两个方形突出部件也采用了特殊的电波吸收材料。 另外，在B2A机体整体上涂上特殊的电波吸收涂料，大幅度降低了敌人探测雷达的回声。38、1、定义：指由两种或多种材料组合而成的新材料。 一个作为基质，另一个作为增强剂。 2、性能：等优异的性能，综合性能超过了单一材料。 强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀、3、应用航天工业、汽车工业、机械工业、体育用品等，三、复合材料、39、玻璃钢、玻璃钢冷却塔、玻璃钢制品在化学工业、石油、建筑、体育、防卫、航空航天工业等高级技术领域发挥着重要的作用4 强度比钢大，密度比铝小，比不锈钢耐腐蚀，比耐热钢高温，能像铜一样通电，是许多具有宝贵电、热学和力学性能的新材料。 现在，碳和石墨不能直接变成碳纤维。