第三节功能高分子材料课件

1、第三节功能高分子材料第三节功能高分子材料一、功能高分子材料一、功能高分子材料机械性能机械性能特殊功能特殊功能2.2.分类分类骨架结构骨架结构主链或支链主链或支链功能原子团功能原子团1.1.含义含义功能高分子材料是指既有传统高分子材料功能高分子材料是指既有传统高分子材料的的_，又有某些，又有某些_的高分子材料。的高分子材料。(1)(1)新型新型_的高分子材料。的高分子材料。(2)(2)特殊功能材料，即在合成高分子的特殊功能材料，即在合成高分子的_上引入某种上引入某种_，使，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能。物、医学等方面的特殊

2、功能。3.3.高吸水性树脂高吸水性树脂淀粉、纤维素淀粉、纤维素强亲强亲水性原子团水性原子团强亲水性原子团强亲水性原子团(1)(1)合成方法合成方法对对_等天然吸水材料进行改等天然吸水材料进行改性，在它们的高分子链上再接上含性，在它们的高分子链上再接上含_的支链，以提高它们的吸水的支链，以提高它们的吸水能力。能力。以带有以带有_的化合物为单体的化合物为单体, ,均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。均聚或两种单体共聚得到亲水性高聚物。(2)(2)性能性能保水保水挤压挤压可吸收几百至几千倍于自身重量的水，同时可吸收几百至几千倍于自身重量的水，同时_能力强，还能耐一定的能力强，还能耐一定的_作用。作用

3、。(3)(3)应用应用干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱干旱地区用于农业、林业、植树造林时抗旱保水，改良土壤，改造沙漠。保水，改良土壤，改造沙漠。高分子分离膜 能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大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，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

4、涤半导体的超纯水等。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。在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。一种一种PEC1000的海水淡化装置对海水如加压的海水淡化装置对海水如加压 4070公斤公斤/平方厘米，就可以得到平方厘米，就可以得到1620的的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂，是世界淡水。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，日供应淡水上最大的海水淡化厂，日供应淡水12000吨，主要吨，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。使用醋酸纤维素分离膜装置。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

5、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。医用医用高分子材料，具有优异的生物相容性，高分子材料，具有优异的生物相容性，较少受到排斥，可以满足人工器官对材料较少受到排斥，可以满足人工器官对材料的苛刻要求，如：人工心脏、人工关节、的苛刻要求，如：人工心脏、人工关节、人造鼻等，下面的图中给出了一些有关人人造鼻等，下面的图中给出了一些有关人工器官的图片。

6、工器官的图片。医用高分子材料 拓宽拓宽 人体器官商店人体器官商店十年后的某一天，一位老人被告之他十年后的某一天，一位老人被告之他的心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。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到老

7、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。排斥反应，老人的生命因此而得到延续。二、复合材料二、复合材料将几种不同的材料将几种不同的材料基体基体增强材料增强材料强度高、质量轻、耐高温、强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀耐腐蚀1.1.含义：指含义：指_组合在一起组合在一起制成的一种新型材料。其中一种材料作为制成的一种新型材料。其中一种材料作为_，其他材料作为，其他材料作为_。2.2.性能：具有性能：具有_等优异性能，弥补了单一材料等优异性能，弥补了单一材料在性能上的缺陷。在性能上的缺陷。3.3.应用：宇宙

8、航空工业、汽车工业、机械工应用：宇宙航空工业、汽车工业、机械工业、体育用品、人类健康等方面。业、体育用品、人类健康等方面。三、有机高分子材料的发展趋势三、有机高分子材料的发展趋势1 1对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使他们的性能不断提高，应用范围不断扩推广，使他们的性能不断提高，应用范围不断扩大。如新型导电和电磁屏蔽材料。大。如新型导电和电磁屏蔽材料。2 2 与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料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，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、高分子

9、智能材料等。如仿生高分子材料、高分子智能材料等。练习练习1.1.下列属于功能高分子材料的是下列属于功能高分子材料的是( () )高分子分离膜高分子分离膜人工器官人工器官理想的宇理想的宇航材料航材料天然橡胶天然橡胶A A B B C C D D解析：选解析：选A A。功能高分子材料是指表现特殊。功能高分子材料是指表现特殊功能的高分子材料，而宇航材料是用合成材功能的高分子材料，而宇航材料是用合成材料制成的。料制成的。2.2.复合材料的使用使导弹的射程有了很大的复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高，其主要原因在于提高，其主要原因在于( () )A A复合材料的使用可以使导弹能经受超高温复合材料的

10、使用可以使导弹能经受超高温的变化的变化B B复合材料的使用可以使导弹的质量减轻复合材料的使用可以使导弹的质量减轻C C复合材料的使用可以使导弹承受超高强度复合材料的使用可以使导弹承受超高强度的改变的改变D D复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧复合材料的使用可以使导弹承受温度的剧烈变化烈变化解析：选解析：选B B。复合材料的使用使导弹的射程。复合材料的使用使导弹的射程有很大的提高，主要因素是在弹药功率一定有很大的提高，主要因素是在弹药功率一定的条件下减轻了弹体的质量。的条件下减轻了弹体的质量。3.3.高吸水性材料中的功能基可能是高吸水性材料中的功能基可能是( () )解析：选解析：选D D。高

11、吸水性材料的功能基应为强。高吸水性材料的功能基应为强亲水性原子团。亲水性原子团。提示：提示：二者在本质上并没区别。从组成元素二者在本质上并没区别。从组成元素上看上看, ,都是由都是由C C、H H、O O、N N、S S等元素组成；从等元素组成；从合成反应上看，都是由单体经加聚或缩聚反合成反应上看，都是由单体经加聚或缩聚反应形成的；从结构上看，都有线型、体型结应形成的；从结构上看，都有线型、体型结构。它们的重要区别在功能和性能上，与传构。它们的重要区别在功能和性能上，与传统材料相比，新型有机高分子材料的性能更统材料相比，新型有机高分子材料的性能更优异，往往具备传统材料所没有的特殊性能优异，往往

12、具备传统材料所没有的特殊性能，可用于许多特殊领域。，可用于许多特殊领域。思考：思考：新型高分子材料和传统的三大合成材新型高分子材料和传统的三大合成材料有何区别和联系？料有何区别和联系？要点归纳要点归纳功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料概概念念既有传统高分子的既有传统高分子的机械性能，又有一机械性能，又有一些特殊性能的高分些特殊性能的高分子材料子材料两种或两种以上材料两种或两种以上材料组合成的一种新型的组合成的一种新型的材料。含有基体和增材料。含有基体和增强剂两种材料强剂两种材料性性能能高分子分离膜能让某高分子分离膜能让某些物质有选择地通过，些物质有选择地通过，而把另外一些物质分而把另

13、外一些物质分离掉。医用高分子材离掉。医用高分子材料具有优异的生物相料具有优异的生物相容性、很高的机械性容性、很高的机械性能能强度高、质量轻、耐强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀高温、耐腐蚀用用途途高分子分离膜用高分子分离膜用于生活污水、工于生活污水、工业的废液处理、业的废液处理、海水淡化、食品海水淡化、食品工业，医用高分工业，医用高分子材料可制成人子材料可制成人工器官工器官用作宇航材料，用于用作宇航材料，用于汽车工业、机械工业、汽车工业、机械工业、体育用品体育用品发发展展趋趋势势对重要的通用的有机高分子材料，不断对重要的通用的有机高分子材料，不断提高使用性能，扩大应用范围。与人类提高使用性能，扩大应用范围。与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并取得了一定的进研究也在不断加强，并取得了一定的进展展随堂练习随堂练习(2012(2012黄石高二检测黄石高二检测) )高分子材料发展的主高分子材料发展的主要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细要趋势是高性能化、功能化、复合化、精细化和智能化，下列材料不属于功能高分子材化和智能化，下列材料不属于功能高分子材料的是料的是( () )A A用于生产光盘等产品的光敏高分子材料用于生产光盘等产品的光敏高分子材料B B用于制造用于制造CPUCPU芯片的良好半导体材料单晶芯片的良好半导体材料单晶硅硅