二氧化硅和硅酸盐.ppt

2020 1 22 1 14 4 6二氧化硅和硅酸盐1 二氧化硅 存在 硅的丰度为29 50 居第二位 是构成矿物的主要元素 硅易与氧结合 自然界无游离的硅 以硅石SiO2及硅酸盐形式存在 硅石有晶形和无定形两种形态 硅藻土是无定形的SiO2 由硅藻和放射虫的遗骸构成 具有多孔性 是良好的吸附剂 结构与性质 结构SiO2是原子晶体 每个硅原子与4个氧原子以单键相连 构成 SiO4 四面体结构单元 晶体的最简式为SiO2 但SiO2并不代表一个简单的分子 四面体排列的形式不同构成了不同的晶型 2020 1 22 2 物理性质纯净的石英称水晶 是坚硬 脆性 难溶的无色透明晶体 膨胀系数很小 骤热骤冷也不易破裂 常用以作光学仪器 是光导纤维的主要材料 紫水晶 烟水晶是由于混入杂质所致 化学性质 SiO2的化学性质不活泼 不溶于水 与酸作用情况只有浓磷酸和氢氟酸可与之作用SiO2 2H3PO4 浓 SiP2O7 3H2OSiO2 4HF SiF4 2H2OSiF4极易与HF配位形成氟硅酸SiF4 2HF H2SiF6氟硅酸在水溶液内很稳定 是强酸 酸性与硫酸相仿 2020 1 22 3 与碱作用情况SiO2是酸性氧化物 能缓慢地溶解在强碱中生成硅酸盐SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2O高温时 SiO2与氢氧化钠或碳酸钠共熔得到硅酸钠SiO2 2Na2CO3 Na2SiO3 CO2 Na2SiO3呈玻璃状 能溶于水 水溶液称为水玻璃 可作粘合剂 防火涂料和防腐剂2 硅酸 概况SiO2是硅酸的酸酐 可构成多种硅酸 组成随形成条件而变 以SiO2 yH2O表示 已知的有 偏硅酸H2SiO3 SiO2 H2O 它最简单 常以H2SiO3代表硅酸 二硅酸H6Si2O7 2SiO2 3H2O 三硅酸H4Si3O8 3SiO2 2H2O 二偏硅酸H2Si2O5 2SiO2 H2O 正硅酸H4SiO4 SiO2 2H2O 2020 1 22 4 性质 制取实验室用可溶性硅酸盐和酸作用制取硅酸SiO32 2H H2SiO3 硅酸是二元弱酸 Ka1 3 10 10 Ka2 2 10 12 硅酸在纯水中溶解度很小 生成的硅酸不立即沉淀 原因 单个硅酸分子可溶 硅酸分子会逐渐进行聚合成多硅酸溶胶 加电解质于稀的硅酸溶胶中方可得粘浆状的硅酸沉淀 若硅酸较浓则得硅酸凝胶 蒸发硅酸凝胶部分水 得到硅酸干胶 即硅胶 silicagel 关于硅胶白色稍透明的固体 多孔性 内表面积很大 可达800m2 g 1 900m2 g 1 有强的吸附性能 可作吸附剂 干燥剂和催化剂载体 实验室用变色硅胶作干燥剂 硅胶用CoCl2溶液浸透后烘干 无水Co2 为蓝色 水合Co H2O 62 为粉红色 吸附水分增多 颜色由蓝向粉红转变 重新烘干变为蓝色 2020 1 22 5 3 硅酸盐 性质 溶解性所有硅酸盐中 仅碱金属硅酸盐可溶水 其余金属的硅酸盐都难溶于水 贵金属硅酸盐一般具有特征的颜色 水溶液性质溶液呈碱性 在硅酸钠溶液中加入NH4Cl NH4 与水作用而显酸性 SiO32 与水作用显碱性 相互促进 使其与水作用更完全 H2SiO3沉淀和氨气放出 可鉴定可溶性硅酸盐SiO32 2NH4 2H2O H2SiO3 2NH3 H2O2NH3 2H2O 分布硅酸盐分布极广 种类繁多 约占矿物总类的1 4 构成地壳总质量的80 硅酸盐组成非常复杂 为方便 常看作硅酐和金属氧化物相结合的化合物 化学式可写作 2020 1 22 6 钾长石K2O Al2O3 6SiO2或K2Al2Si6O16高岭土Al2O3 2SiO2 2H2O或Al2H4Si2O9白云母K2O Al2O3 6SiO2 2H2O或K2H4Al2 SiO3 6石棉CaO 3MgO 4SiO2或CaMg3 SiO3 4沸石Na2O Al2O3 2SiO2 nH2O或Na2A12 SiO4 2 nH2O滑石3MgO 4SiO2 H2O或Mg3H2 SiO3 4高岭土是粘土的基本成分 纯高岭土为制造瓷器的原料 钾长石 云母和石英是构成花岗岩的主要成分 花岗岩和粘土都是主要的建筑材料 石棉耐酸 耐热 可用来包扎蒸气管道和过滤酸液 也可制成耐火布 云母透明 耐热 可作炉窗和绝缘材料 沸石可作硬水的软化剂 也是天然的分子筛 2020 1 22 7 结构类型硅酸盐基本结构单位都是 SiO4 四面体 SiO4 四面体不同的连接方式构成4类不同的硅氧骨干结构形式 1 分立型硅酸盐结构中含有单个的负离子 SiO4 2 或2 3 4 6个 SiO4 四面体 联成直链或环状结构的负离子 Si2O7 6 SinO3n 2n 这些分立的硅氧骨干靠带正电的金属离子相互联结 2 链型硅酸盐许多 SiO4 四面体连接成无限长的单链或双链 因而此类结构中含有在一个方向上无限延伸的硅氧骨干如 SiO3 n2n Si4O11 n6n 3 层型硅酸盐许多 SiO4 四面体通过共用顶角氧原子连成片状结构 含有在二维平面上延伸的硅氧骨干 Si2O5 n2n AlSi3O10 n5 4 骨架型硅酸盐许多 SiO4 四面体联结成无限个三维网格结构 SiO4 四面体通过共用4个氧原子而组成各种各样的空间格架 其硅氧骨干如 AlSi3O8 nn 等 2020 1 22 8 14 5 无机非金属材料见第19章材料与化学 14 6 常见离子的鉴定方法略 2020 1 22 9 第十九章材料与化学本章要点本章主要介绍化学与材料科学之间的关系 重点是化学在各种新材料的开发和应用中的作用 包括金属材料 新型无机非金属材料 有机高分子材料 复合材料以及纳米材料等 2020 1 22 10 19 1引言 定义材料 materials 是能用以制作有用物件的物质 分类按化学组成 金属材料以金属元素为基础的材料 无机非金属材料除金属和高分子材料外的几乎所有的材料 有机高分子材料 复合材料 意义国际社会公认 材料 能源和信息技术是新科技革命的三大支柱 从现代科学技术发展史中可以看到 每一项重大的新技术发现 往往都有赖于新材料的发展 2020 1 22 11 19 2金属材料 概况 金属材料是以金属元素为基础的材料 纯金属的机械性能常难满足工程技术的需要 故金属材料常以合金的形式使用 合金在纯金属中 加人一种或多种其他元素 通过适当的成型加工 制造出具有不同性能的各种金属材料19 2 1轻质合金 定义轻质合金是以轻金属为主要成分的合金材料 有色金属与合金中的铝 镁及其合金属于轻金属和轻合金 2020 1 22 12 类型 铝合金按加工方式分为变形铝合金和铸造铝合金 经热处理提高强度的变形铝合金为硬铝合金 其制品的强度和钢相近 而质量仅为钢的1 4左右 但耐腐蚀性较差 用压力加工法提高强度的变形铝合金称为防锈铝合金 可耐海水腐蚀 用于造船工业 铝锂合金轻合金中用途最广泛 特点 高强高模 原因 锂的密度为0 534g cm3 是铝的1 5 钢的1 15 在铝合金中增加少量锂可使密度显著降低 对于追求轻质高强材料的航空航天工业有很大吸引力 民航机上改用铝锂合金 飞机重量可以减轻8 16 如B737将可减重2178kg B747SP可减重4200kg B747 200可减重5200kg A310可减重2600kg A340可减重3900kg 2020 1 22 13 19 2 2形状记忆合金 形状记忆效应合金材料在一定条件下变形后仍能恢复到变形前原始形状的能力 原因 合金存在着一对可逆转变的晶体结构的 1951年美国人首先发现金一镉 Au Cd 合金有记忆形状的特性 以后发现铟一铊 In Tl 镍一钛 Ni Ti 等 应用 加工成内径比欲连接管外径小的套管 再扩径 把欲连管道插入 温度至常温时 套管收缩即形成紧固密封 20世纪70年代初 Ni Ti合金管接头在美国F14飞机油路连接系统上得到应用 优点连接方式接触紧密 防渗漏 装配时间短 远胜于焊接 特别适合于航空 航天 核工业及海底输油管道等危险场合等领域 Ni Ti形状记忆合金可制成人造卫星天线而卷入卫星体内 当卫星进入轨道后 借助于太阳热或其他热源在太空展开 2020 1 22 14 19 2 3贮氢合金 概况 贮氢材料某些过渡金属 合金和金属间化合物有特殊的晶体结构 使氢易进入其晶格间隙形成金属氢化物 这些金属氢化物可贮存1000 1300倍的氢 加热时氢能从金属中释放出来 发现史1968年美国布鲁海文国家实验室首先发现镁一镍合金具有吸氢特性 1969年荷兰菲利普实验室发现钐钴 SmCo5 合金能大量吸收氢 随后又发现镧一镍 LaNi5 合金在常温下具有良好的可逆吸放氢性能 现贮氢合金正在向合金系的多元化发展 应用利用贮氢合金贮运氢气 既轻便又安全 不仅没有爆炸危险 还有贮存时间长 无损耗等优点 贮氢合金的迅速发展 必为氢气的利用开辟更广阔的前途 2020 1 22 15 19 2 4金属磁性材料 磁性材料 体 能磁化到较大磁化强度并在实际中可利用其磁性的强磁性体即称为磁性材料发展史 指南针 指南车 20世纪60年代 第一代稀土永磁合金 目前第四代稀土永磁材料 应用主要有两大类 硬磁材料或永磁材料用于发电机 电气仪表等方面 软磁材料用于电动机及变压器的磁芯以及各种磁头材料 2020 1 22 16 19 3 新型 无机非金属材料 概况 范围无机非金属材料包括了除金属材料和高分子材料以外的几乎所有的材料 所有材料中用量最大 无机非金属材料的种类 陶瓷 砖瓦 玻璃 水泥和耐火材料等以硅酸盐化合物为主要成分制成的传统无机材料 由氧化物 碳化物 氮化物 硼化物等制成的新型无机非金属材料 性能特点耐高温 高硬度 抗腐蚀等优异性能 以及优良的介电 压电 光学 电磁学及其功能转换等特性 2020 1 22 17 19 3 1陶瓷材料 陶瓷 ceramics 一般的陶瓷 是以黏土为主要原料 高温煅烧而制得的硬而强 耐水 性脆的硅酸盐材料 陶瓷的制作黏土等与适量水充分调制后 制成一定形状的坯体 经低温干燥 高温烧结和冷却阶段 生成以3A12O3 2SiO2为主要成分的陶瓷材料 类型陶器用普通黏土为原料 在不高于1000 的温度下烧结而得细瓷用较纯净的黏土 在更高的温度下烧成 并经上釉而得新型陶瓷用高纯度无机化合物为原料 在严格控制条件下成型 烧结或作其他处理制成具有微细结晶组织的无机材料 2020 1 22 18 陶瓷材料的优点化学稳定性好 耐酸碱侵蚀和抗高温氧化 制备工艺简单 组成可变 可通过控制其组成获得新性能 某些材料经适当处理 还可以和晶体材料一样显示各向异性 有的性能甚至比晶体材料还要优越 新型陶瓷或高性能陶瓷 highperformanceceramics 几乎不含有玻璃相的结晶态陶瓷 为有别于传统陶瓷 称先进陶瓷 advancedceramics 或高技术陶瓷 hightechceramics 有时也称为精细陶瓷 fineceramics 取其显微结构非常精细 制备技术非常精细之意 也称为工程陶瓷 engineeringceramics 可分为 先进结构陶瓷利用材料本身具有的优异力学性质用于制备各种机械结构的零部件 以至切削刀具 它提供了其他材料不能提供的高使用效能 先进结构陶瓷代表了当代陶瓷科学的最高水平 生产和市场容量以每年15 18 的速度增长 2020 1 22 19 先进功能陶瓷利用材料的电 磁 声 光 热 弹等方面直接的或耦合的效应以实现某种使用功能的陶瓷 功能陶瓷与电子技术有着很密切的关系 所谓的 功能 在很多情况下都与电子技术有联系 特点 品种繁多 丰富多彩 如电容器陶瓷 磁性陶瓷 压电陶瓷 电致伸缩陶瓷 热释电陶瓷 半导电陶瓷 导电陶瓷 透明和电光陶瓷等 电容器陶瓷作为云母电容器代用品的陶瓷电容器已经成为使用最多的电容器 世界每年生产的陶瓷电容器在500亿只以上 超过电容器总产量的一半 并且还在以每年15 的速度增长 约占先进陶瓷市场容量的70 80 纳米陶瓷陶瓷发展的第三次飞跃 预期在本世纪初 陶瓷科学将在这一方面取得重大突破 2020 1 22 20 2 玻璃 定义熔融体通过一定方式冷却 因黏度逐渐增加而具有固体性质和结构特征的非晶体物质 都称为玻璃 glass 类型 普通玻璃硅酸盐玻璃 用石英砂 纯碱和石灰石共熔而制得的一种无色透明的熔体Na2CO3 CaCO3 6SiO2 Na2O CaO 6SiO2 2CO2 特殊玻璃改变普通玻璃的化学组成或对玻璃特殊处理 可得到各种特殊性能的玻璃 2020 1 22 21 有色玻璃加入少量金属氧化物制得 光色玻璃加入AgCl和CuCl2制得 强光下AgC极小晶体分解成Ag和Cl原子 Ag使玻璃变暗 光照撤除 结合成AgCl 硅酸硼玻璃减少玻璃中Na2O量加入B2O3 得质硬 耐热的 最高使用温度可达1600 以上 又称硬质玻璃或耐热玻璃 微晶玻璃玻璃中加Li2O为催化剂 用紫外线照射 形成Li2O SiO2微晶 其强度比玻璃大6倍 比高碳钢硬 比铝轻 有很高的热稳定性 加热到900 骤然投入冷水中也不会炸裂 用于无线电 电子 航空航天 原子能和化工生产 钢化玻璃采取适当措施 提高其破坏时的表面张力 增加玻璃的强度 其即使破碎 碎块也不成尖锐角 又称 安全玻璃 其它生化玻璃 激光玻璃 导电玻璃 玻璃光导纤维 2020 1 22 22 3 水泥 cement 定义和组成水泥是一种水硬性胶凝材料 加入适量水后成为塑性浆体 可将砂 石 纤维等材料黏结起来 硬化成有较高强度的整体 在硬化过程中 通常的硅酸盐水泥与水主要形成4种化合物 氢氧化钙 含水的铝酸钙 硅酸钙和铁酸钙 制作粘土和石灰石调匀 放入旋转窑中 于1500 以上煅烧成熔块 混入少量石膏 磨粉后制成 主要成分是CaO 占总重量的62 67 SiO2 20 24 Al2O3 4 7 Fe2O3 2 5 等 特点水泥与水拌和后 一段时间内具有可塑性 便于成型 再逐渐变硬 在一定时间内具有足够的强度 据我国标准 将水泥按规定方法制成试样 在一定的温度 湿度下 经28天后所达到的抗压强度 kg cm 2 数值 表示为水泥的标号数 2020 1 22 23 硬化机理复杂的物理化学过程 大致可分为三个阶段 1 溶解期加水后 水泥颗粒与水反应 溶解 水化生成硅酸盐 铝酸盐的水化物及Ca OH 2等 2 胶化期水化产物在水中溶解达到饱和后 逐渐形成胶凝体 水泥凝结但还不具有强度 3 结晶期凝胶体脱水 氢氧化钙及水化铝酸钙等析出针状晶体伸入硅酸钙凝胶体内 水泥硬化而具有强度除硅酸盐水泥外 还有适应各种不同用途的水泥 如高铝水泥和耐酸水泥等 2020 1 22 24 4 耐火材料 fireproofmaterial 自学 定义耐火材料是指能耐1580 以上高温 并在高温下能耐气体 熔融炉渣等物质侵蚀 且具有一定机械强度的无机非金属材料 分类 普通耐火材料 1580 1770 高级耐火材料 1770 2000 特级耐火材料 2000 还可根据材料的化学性质将其分为酸性 中性和碱性耐火材料 几种耐火材料的成分 性能和用途 见表14 20 2020 1 22 25 19 3 2半导体材料 略 2020 1 22 26 19 3 3激光晶体 自学 激光器固体 液体和气体都能受激发光 用这些材料制成的激光器分别称固体 液体和气体激光器 固体激光器由两部分组成 作为 发光中心 的激活离子和作为激活离子载体的基质材料 激活离子类型有Cr3 三价和二价稀土离子 Nd3 Ho3 Dy2 及锕系元素 基质晶体的类型有氧化物 Al2O3 氟化物 CaF2 复合氧化物 Y3Al5O12 和复合氟化物 LiYF4 应用较广和性能较好的激光晶体是红宝石 Y3Al5O12 即YAG 及其掺杂体和La2Be2O5 Nd3 新近研制开发的许多复合功能激光晶体 由于其本身亦具有非线性光学性质 因而在受激发射的同时也可实现自信频 自锁模等多种功能 可用于制成紧凑 高效率 低成本的微小型激光器 2020 1 22 27 19 4有机高分子材料 概况 类型塑料 化纤和橡胶三大类 性能密度小 仅为钢铁的1 8 1 7 比强度 强度与密度之比 大 电绝缘性和耐腐蚀性好 加工容易等许多优点 可部分取代金属材料及无机材料 应用发展极迅速 应用遍及衣 食 住 行以至信息 能源 航空航天及国防等各个领域 高分子材料的分类 根据来源分为天然高分子和合成高分子 根据用途分成通用高分子材料 工程高分了材料和功能高分子材料 2020 1 22 28 通用高分于材料三大合成材料 塑料高低压聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯与聚氯乙烯五个烯类聚合物 占80 其他20 包括酚醛树脂 脲醛树脂 聚氨酯与聚酯四个缩聚型高分于材料 合成橡胶丁苯橡胶占50 以上 其他为顺丁橡胶 氯丁橡胶与丁腈橡胶 乙丙橡胶与异戊橡胶是有发展潜力的品种 合成纤维有涤纶 PET 占40 尼龙一6与尼龙一66 聚丙烯腈 工程高分子材料是一类本身或与其他材料配合使用时 具有优异的机械力学性能的新型高分于材料 主要包括工程塑料 高分子粘胶剂 高分子涂料以及高分子密封材料等 2020 1 22 29 功能高分子材料一类新型高分子材料 除有优良的机械力学性能外 还具有特殊的物理功能和化学功能 例 集成电路因体积小 其引线无法使用焊锡联接 但用导电橡胶就可取代焊锡将引线联接起来 为防止大规模集成电路硅片的破碎 将它固定在氧化铝陶瓷上 再用环氧一氨基甲酯高分子材料包封起来 抗曲挠强度高达133 6MPa 由于功能高分子材料的诸多特殊功能 使它在工程技术和高科技领域中有着广泛而重要的应用 2020 1 22 30 19 4 1工程塑料 engineeringplastics 定义具有优良的机械性能 可用作工程结构材料的热塑性塑料 其基体是多分子主链 除含碳原子外 还含氧 氯 硫原子的杂链线形结构的合成树脂 分类 以聚酰胺 聚碳酸酯 聚甲醛 聚苯醚和热塑性聚酯为基材的五大通用工程塑料 耐热150 以上 以聚砜 聚醚砜 聚苯硫醚 聚芳酯 聚酰胺 聚酰胺 酰亚胺等为基材的特种工程塑料 也有把丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物 ABS树脂 和用作结构改性聚丙烯归入工程塑料 2020 1 22 31 性能及应用 工程塑料主要特性是密度小 比强度高 化学稳定性好 电绝缘性优良 耐磨 具有自润滑性 耐热和尺寸稳定性高 抗冲击 抗疲劳性能优良等 广泛用于机械设备 仪器仪表 电子电器 石油化工 交通运输 建筑行业及家电 医药卫生 食品加工 生活日用等方面 在航空航天 国防军工及尖端科技领域 也有着广泛的应用 工程塑料可采用通常的塑料加工方法加工成各种制品 虽价格常高于通用塑料 仍受到普遍重视 发展很快 主要品种聚酰胺 polyamide 聚甲醛 polyformaldehyde 聚碳酸酯 polycarbonate ABS树脂 acrylonitrile butadiene styreneresin 聚砜 polysulfone 聚苯硫醚 polyphenylenesulfide 及其他芳杂环聚合物等 这里着重介绍聚碳酸酯和ABS树脂 2020 1 22 32 1 聚碳酸酯 polycarbonate 简称PC 结构 性能是一种热塑性树脂 以双酚A型聚碳酸酯使用最为普遍 无毒 无臭 透明 除了有优异的冲击韧性外 还具有良好的绝缘性能 耐热耐焊性和成型加工性能 应用据聚碳酸酯可用于齿轮等机械零件 汽车零部件 电动工具外壳 电器仪表零件和照相机机体等 由于其抗冲击强度高 可做成安全防护用的面盔 安全帽 机械防护罩 以及飞机的挡风罩 座舱盖和仪表板等 此外 在医疗卫生和食品工业等方面也有广泛应用 2020 1 22 33 2 ABS树脂 acrylonitrile butadiene styreneresin 简称ABS 结构由丁二烯橡胶 丙烯腈及苯乙烯接枝共聚所得 性能冲击强度高 尺寸稳定 耐热性 耐化学腐蚀性及电性能优良 易于成型加工 表面还可电镀 如镀铬 改变ABS三种组分的比例 可使它具有稍微不同的性能 以适应各种特殊的用途 应用ABS生产量大 发展快 是工程塑料中的重要品种 它兼备了三种组分的优点 广泛用于机械 汽车 石油化工 作为金属材料的代用品 可用作新型建筑材料 用作电视机 洗衣机 收录机 电冰箱等的外壳材料以及水表 纺织器材 电气零件 邮箱 食品包装容器 家具等的优质材料 2020 1 22 34 19 4 2功能高分子材料 定义功能高分子 functionalpolymers 是指除了具有传统的力学性能外 还具有某些特定功能 化学活性 光敏性 导电性 催化活性 生物相容性 药理性能 选择分离性能等 的一类高分子 功能高分子是20世纪70年代发展起来的新领域 1 光敏高分子 photosensitivepolymers 又称光敏树脂 定义一类在光的作用下能迅速发生化学或物理变化 或通过高分子或小分子上光敏官能团起的光化学反应和相应的物理性质变化而获得的高分子材料 广泛用于印刷版 光刻胶 光敏油墨 光敏油漆 分类一类是成像系统 主要用于光加工工艺 非银盐照相 复制 信息记录和显示等方面 另一类是非图像系统 大量用于光固化涂层 印刷油墨 粘合剂和医用材料等方面 2020 1 22 35 原理例 光致抗蚀剂光致抗蚀剂又称为光刻胶 大量用于印刷制版和电子工业的光刻技术中 工作原理 受光部分的高分子发生交联 生成难溶性的硬化膜 未曝光部分可被溶剂冲洗掉 可在金属板上有目的地保留电路图形 再经化学腐蚀 制成微小的印刷线路板或各种凸凹形状不同的胶辊 负像 原不溶胶光照后成为可溶性 加工可得正像通常用的光致抗蚀剂有 聚肉桂酸酯型 丙烯酰基型 叠氮型和重氮盐类光敏高分子 2020 1 22 36 2 电学功能高分子 原理高聚物分子中若存在共轭双键 电子可在整个共轭系统中自由运动 可以导电 如聚乙炔 聚吡咯 聚噻吩 聚噻唑 聚苯硫醚等都具有导电性 应用电池的电极材料 制作高分子二极管或三极管 电磁屏蔽 隐形飞机 抗静电 说明聚偏氟乙烯及其共聚物 在加热 加压下能产生压电效应及热电效应 成为压电高分子或热电高分子 3 催化功能高分子对化学反应有催化功能的大分子 有天然和合成高分子催化剂 酶是生物体内的天然高分子催化剂 特点是反应在常温 常压下 高效 高选择地进行 以高分子配位体对金属络合 可得高分子金属催化剂 2020 1 22 37 4 选择分离功能高分子 自学 离子交换树脂是具有分离 提纯 净化功能的高分子 这种高聚物分子骨架上具有离子化基团 具有离子选择 交换能力 是一种最早研究开发成功的一种功能高分子材料 在分析化学 有机合成 水处理等方面有广泛用途 成为功能高分子材料中应用极广的工业化产品 如果在高分子上引入乙二胺四乙酸 羟胺等能与某些金属络合的基团 则可进一步提高选择分离性 这种高分子成为螯合树脂 由离子交换树脂发展出来的每克树脂具有上百平方米表面及和适当孔径的大孔树脂 可以用作高分子吸附剂 从极性和非极性溶液中吸入非极性或极性溶质 可从水中吸附十亿分之几的微量杂质 由离子交换树脂磨发展出来的选择性分离膜 广泛用于分离 提纯和医疗上 2020 1 22 38 5 医疗功能高分子大体用于两方面 医疗用材料可分为 软组织材料 用于内植材料 修复材料 人工脏器 要求组织相容性和血液相容性好 有一定机械强度 如聚醚聚氨酯 聚甲基丙烯酸 鞭挞 羟乙酯 硬组织材料 用于齿科 骨水泥 例聚甲基丙烯酸甲酯 除脑 胃和部分内分泌器官外 人体中几乎所有器官都能用医用高分子材料制造 高分子药物两种形式 可分为本身就具有药理活性的高分子 将小分子药物结合在高分子载体上两种形式 其他能将化学能转化为机械能的功能高分子 人工肌肉 信息传递功能高分子 减阻功能高分子 2020 1 22 39 19 4 3高技术和高分子材料示例 自学 大规模 超大规模集成电路的芯片 微型电路使用电性能 尺寸稳定性 力学性能及加工性能好的酚醛环氧树脂高分子 光导纤维用涂料保护后 才能使用 计算机软磁盘 光盘用聚酯 聚碳酸酯等强度 韧性高 尺寸稳定性好而透明的高分子塑料制备 计算机内部的电子元器件 电路板 插接件 电线电缆 中心处理器 键盘 显示器和打印机的壳体 都采用了高低频电性能好 机械性能和成型性均优的工程塑料 橡胶及粘合剂 大型客机 歼击机 隐形飞机 航天飞机应用和依靠比强度高 比模量高 耐高温 耐低温的塑料 合成纤维 合成橡胶和合成高分子粘合剂及涂料2004年3月3日11 12到此止