《功能高分子材料》课件分析

指既有传统高分子材料的机械性能，又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。有某些特殊功能的高分子材料。功能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几种功能高分子材料的种类功能高分子材料功能高分子材料一一.高吸水性材料高吸水性材料二二.高分子分别膜高分子分别膜四四.复合材料复合材料三三.医用高分子材料医用高分子材料五五.高分子材料的进展趋势高分子材料的进展趋势 探寻功能高分子材料时应考虑的问题：探寻功能高分子材料时应考虑的问题：(1).(1).具有什么样的主链？具有什么样的主链？(2).(2).具有什么样的功能基？具有什么样的功能基？(3).(3).不断修正。不断修正。单体单体官能团官能团一一.高吸水性材料高吸水性材料 亲水性高聚物亲水性高聚物分子链带有很多亲水原子团分子链带有很多亲水原子团邓小平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。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世纪最宏大的100项制造，其中“尿不湿”榜上知名 为什么为什么“尿不湿尿不湿”能评为能评为2020世纪最宏大世纪最宏大的的100100项制造呢！最初项制造呢！最初是为谁特地设计的呢？是为谁特地设计的呢？美国在上世纪六十年月初，航天事业崛起，如美国在上世纪六十年月初，航天事业崛起，如何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫源成为源成为“尿不湿尿不湿”的制造人，后来他被誉为美的制造人，后来他被誉为美国国“太空服之父太空服之父”。美国从美国从19591959起甄选的起甄选的7 7位宇航员合影位宇航员合影“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”航天员专用航天员专用“尿不湿尿不湿”1”1克能吸取约克能吸取约10001000克水克水 ，吸水性远强于一般婴儿使用的，吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿尿不湿”“尿不湿尿不湿”是航天产品是航天产品“下凡下凡”的成功典范！的成功典范！现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使用的，更好玩的是有些宠物也系上了用的，更好玩的是有些宠物也系上了“尿不尿不湿湿”出门溜达，以爱护公共卫生。出门溜达，以爱护公共卫生。“尿不湿尿不湿”起作用的物质是一种功能起作用的物质是一种功能高分子材料，具有很强的吸水力量。它所高分子材料，具有很强的吸水力量。它所用的材料是高吸水性树脂常用网状构造用的材料是高吸水性树脂常用网状构造的聚丙烯酸钠的聚丙烯酸钠 聚丙烯酸钠如何合成？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思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物CH2=CHCOOHCH2=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠？制得网状聚丙烯酸钠？加交联剂的目的是什么？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高吸水性树脂加交联剂的目的是变支链型构造为体型构造，使其既有吸水性而又不溶于构造为体型构造，使其既有吸水性而又不溶于水，水，耐挤压。耐挤压。如旱地种植、改进土壤、改造沙漠等。如旱地种植、改进土壤、改造沙漠等。思考：强吸水力量的功能高分子材料除了用于思考：强吸水力量的功能高分子材料除了用于思考：强吸水力量的功能高分子材料除了用于思考：强吸水力量的功能高分子材料除了用于“尿不湿尿不湿尿不湿尿不湿”，还有哪些用途？，还有哪些用途？，还有哪些用途？，还有哪些用途？保水剂是一种吸水力量特强的功能高分子材保水剂是一种吸水力量特强的功能高分子材料。无毒无害，反复吸水、释水料。无毒无害，反复吸水、释水“微型微型水库水库”。同时，它还能吸取肥料、农药、并。同时，它还能吸取肥料、农药、并缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂缓慢释放，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。广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。吸水性高分子制法吸水性高分子制法(2).(2).以带有强亲水基的化合物为单体，均聚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或共聚得到亲水性高聚物如聚丙烯酸钠如聚丙烯酸钠同时参加交联剂同时参加交联剂 。(1).(1).对自然吸水性高分子材料淀粉、纤维对自然吸水性高分子材料淀粉、纤维素进展改性，在它们的高分子链上再接上素进展改性，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(如与丙烯酸钠共聚如与丙烯酸钠共聚)纤维素的构造简式纤维素的构造简式 传统吸水性的材料棉花为何有肯定的吸水性？传统吸水性的材料棉花为何有肯定的吸水性？觉察其每个链节上都有觉察其每个链节上都有OHOH，它是一种亲水基，它是一种亲水基 传统吸水性材料传统吸水性材料吸水性高分子材料吸水性高分子材料种类种类吸水性吸水性保水性保水性结论结论用途用途 纸、棉布纤维素纸、棉布纤维素动物胶、海绵、泡沫塑料动物胶、海绵、泡沫塑料聚丙烯酸钠等聚丙烯酸钠等吸取与自身等量吸取与自身等量或最多几十倍的水或最多几十倍的水吸取相当于自身几吸取相当于自身几百倍到几千倍的水百倍到几千倍的水患病外力易挤出水患病外力易挤出水患病外力不挤出水患病外力不挤出水良好吸水性良好吸水性优异吸水性优异吸水性 保水性保水性特别有限特别有限惊人效益惊人效益返回具有特殊分别功能的高分子材料制成的薄膜具有特殊分别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，而把另外一些物能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分别掉质分别掉二二.高分子分别膜高分子分别膜.组成组成.特点特点.应用应用生活用水、工业废水等废液的处理；海生活用水、工业废水等废液的处理；海水、苦咸水的淡化；水、苦咸水的淡化；浓缩自然果汁、乳制品浓缩自然果汁、乳制品加工、酿酒、各种能源的转换加工、酿酒、各种能源的转换(传感膜、热电传感膜、热电膜膜)具有特殊分别功能的高分子材料制成的薄具有特殊分别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，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别掉。而把另外一些物质分别掉。能从海水中分别出淡水的逆渗透膜已到达大规模使能从海水中分别出淡水的逆渗透膜已到达大规模使用的阶段，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，施加肯定的压力后，就能盐的低分子溶质几乎不能通过，施加肯定的压力后，就能使水加速挤出。承受不同构造的逆渗透膜就可以获得工业使水加速挤出。承受不同构造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扮装置。一水等。在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡扮装置。一种种PEC1000的海水淡扮装置对海水如加压的海水淡扮装置对海水如加压 4070公斤公斤/平方厘米，就可以得到平方厘米，就可以得到1620的淡水。建于沙特阿拉的淡水。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，日供给伯的基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供给淡水淡水12023吨，主要使用醋酸纤维素分别膜装置。吨，主要使用醋酸纤维素分别膜装置。分别膜具有奇妙的魔术师般的本事，从下面的试验中不难领分别膜具有奇妙的魔术师般的本事，从下面的试验中不难领悟。将一瓶含酒精悟。将一瓶含酒精4.5的一般啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃的一般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别膜，就能够在几分钟容器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分别膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达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。的乙醇。这种乙醇用一根火柴就能点燃。这个试验中在分别膜的外表施加了高频电场，促使乙醇溶解、集中、这个试验中在分别膜的外表施加了高频电场，促使乙醇溶解、集中、和水分别，所耗电能仅为蒸馏法的特别之一。在过去要从液体中分和水分别，所耗电能仅为蒸馏法的特别之一。在过去要从液体中分别另一种液体，只能使用蒸馏法。别另一种液体，只能使用蒸馏法。返回三三.医用高分子材料医用高分子材料具有优异的具有优异的_，较少受到，较少受到_，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。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。如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。生物相容性生物相容性排斥排斥相容性、亲和性、排异性、机械性相容性、亲和性、排异性、机械性 上世纪上世纪7070年月进展起来的亲水隐形眼镜具年月进展起来的亲水隐形眼镜具有特点：吸取相当于自重有特点：吸取相当于自重80%80%水，才变得松软、水，才变得松软、透气、舒适、戴时长透气、舒适、戴时长 制备隐形眼镜所用的原料制备隐形眼镜所用的原料主要是丙烯酸羟乙酯主要是丙烯酸羟乙酯CH2=CHCOOCH2CH2OHCH2=CHCOOCH2CH2OH 十年后的某一天，一位老人被告之他的十年后的某一天，一位老人被告之他的心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治医师将他安康的心脏细胞组织切片送到一家医师将他安康的心脏细胞组织切片送到一家组织试验室，即人造器官工厂。争论人员利组织试验室，即人造器官工厂。争论人员利用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心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。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响，老人的生命后自然不会发生任何排斥反响，老人的生命因此而得到连续。因此而得到连续。人体器官商店人体器官商店返回四四.复合材料复合材料1 1涵义：涵义：指两种或两种以上材料组合成的一种新型指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为材料。其中一种做为_，另外材料做，另外材料做为为_。具有具有_ _等优等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。异性能，在综合性能上超过了单一材料。2 2性能：性能：基体基体增加剂增加剂强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀复合材料玻璃钢复合材料玻璃钢玻玻 璃璃 钢钢 游游 艇艇玻璃钢冷却塔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、耐疲惫、重量碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲惫、重量轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用人造丝、石油轻等优点，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。沥青或煤沥青为原料。复合材料复合材料碳纤维碳纤维 碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一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、又能像铜那样导耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有很多珍贵的电学、热学和力学性能的电，具有很多珍贵的电学、热学和力学性能的新型材料。新型材料。目前，人们还不能直接用碳或石目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能承受一些含碳的有机纤墨来抽成碳纤维，只能承受一些含碳的有机纤维如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等做原料，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，在肯定压强下强热炭化而成，气体的气氛中，在肯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碳纤维零件都是把碳纤维经过高温高压制做而成的。而成的。碳纤维碳纤维复合材料复合材料隐形飞机上的特殊材料隐形飞机上的特殊材料鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣 轻松赛车轻松赛车返回 高分子智能材料高分子智能材料 超导材料超导材料 光电转换材料光电转换材料 生物材料生物材料 光解水催化剂光解水催化剂 热电膜热电膜 传感膜传感膜新型导电塑料、电磁屏蔽材料等新型导电塑料、电磁屏蔽材料等有机高分子材料的进展趋势有机高分子材料的进展趋势旧材料性能改进推广旧材料性能改进推广研制新型功能材料研制新型功能材料塑料塑料LCD屏幕屏幕电致发光高分子返回