《功能高分子材料》课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,功能高分子材料,指既有,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。,功能高分子材料,2,几种功能高分子材料的种类,功能高分子材料,一,.,高吸水性材料,二,.,高分子分离膜,四,.,复合材料,三,.,医用高分子材料,五,.,高分子材料的发展趋势,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？,2).,具有什么样的功能基？,(3).,不断修正。,单体,官能团,一,.,高吸水性材料,亲水性高聚物,（分子链带有许多亲水原子团）,邓小平,美国,时代周刊,这份杂志在全美乃至全球都很有影响力。,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,5,号”、“神舟,6,号”等,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,”,是航天产品,“,下凡,”,的成功典范！现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使用的，更有趣的是有些宠物也系上了,“,尿不湿,”,出门溜达，以保护公共卫生,。,“,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,CH,2,=CHCOOH,制得网状聚丙烯酸钠？,加交联剂的目的是什么？,高吸水性树脂加交联剂的目的是,变支链型,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：,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。,吸水性高分子制法,(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）。,(1).,对天然吸水性高分子材料（淀粉、纤维素）进行改性,，在它们的高分子链上再接上含强亲水性原子团的支链，形成接枝共聚物,(,如与丙烯酸钠共聚,),纤维素的结构简式,传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？,发现其每个链节上都有,OH,，它是一种亲水基,传统吸水性材料,吸水性高分子材料,种类,吸水性,保水性,结论,用途,纸、棉布（纤维素）,动物胶、海绵、泡沫塑料,聚丙烯酸钠等,吸收与自身等量,或最多几十倍的水,吸收相当于自身几,百倍到几千倍的水,遭受外力易挤出水,遭受外力不挤出水,良好吸水性,优异吸水性,保水性,十分有限,惊人效益,返回,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,二,.,高分子分离膜,.,组成,.,特点应用,生活用水、工业废水等废液的处理；海水、苦咸水的淡化；浓缩天然果汁、乳制品加工、酿酒、各种能源的转换,(,传感膜、热电膜,),具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜，它的,特点是能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉。,能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规模使用的阶段,，它也是一种半透膜，只让水分子通过，而使含盐的低分子溶质几乎不能通过，施加一定的压力后，就能使水加速挤出。采用不同结构的逆渗透膜就可以获得工业锅炉水、饮料水、无菌水、去离子水、洗涤半导体的超纯水等。在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。一种,PEC,1000,的海水淡化装置对海水如加压,40,70,公斤,/,平方厘米，就可以得到,16,20,的淡水。,建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供应淡水,12000,吨，主要使用,醋酸纤维素,分离膜装置。,小资料：,分离膜具有神奇的魔术师般的本领,，从下面的实验中不难领会。将一瓶含,酒精,4.5,的普通啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分离膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达,93,的乙醇,。这种乙醇用一根火柴就能点燃。这个实验中在分离膜的表面施加了高频电场，促使乙醇溶解、扩散、和水分离，所耗电能仅为蒸馏法的十分之一。在过去要从液体中分离另一种液体，只能使用蒸馏法。,你知道吗？,返回,三,.,医用高分子材料,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。,生物相容性,排斥,相容性、亲和性、排异性、机械性,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,（,CH,2,=CHCOOCH,2,CH,2,OH,）,人造关节,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,硅聚合物和聚氨酯,人造肾脏,人工膀胱,人造膝关节,十年后,的某一天，,一位老人,被告之他的心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家组织实验室，即,人造器官工厂,。研究人员利用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。由于代用品相当于老人自己的器官，手术之后自然不会发生任何排斥反应，,老人的生命因此而得到延续。,人体器官商店,返回,四,.,复合材料,1,涵义,：,指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为,_,，另外材料做为,_,。,具有,_,_,等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。,2,性能：,基体,增强剂,强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,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五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用,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,碳纤维是一种纤维状碳材料。,它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。,目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）做原料，将,有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成,，,而碳纤维零件都是把碳纤维经过高温高压制做而成的。,碳纤维,复合材料,隐形飞机上的特殊材料,鲨鱼皮泳衣,轻便赛车,返回,高分子智能材料,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,新型导电塑料、电磁屏蔽材料等,有机高分子材料的发展趋势,旧材料性能改进推广,研制新型功能材料,塑料,LCD,屏幕,电致发光高分子,返回,