步步高 同課異構(gòu)【化學(xué)】53《功能高分子材料》課件(人.ppt

第五章進(jìn)入合成有機(jī)高分子化合物的時(shí)代 第三節(jié)功能高分子材料 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 是人類文明的重要里程碑 當(dāng)今有人將能源 信息和材料并列為新科技革命的三大支柱 而材料又是能源和信息發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 從合成有機(jī)高分子材料出現(xiàn)的那一天起 人們始終在不斷地研究 開(kāi)發(fā)著性能更優(yōu)異 應(yīng)用更廣泛的新型材料 來(lái)滿足計(jì)算機(jī) 光導(dǎo)纖維 激光 生物工程 海洋工程 空間工業(yè)和機(jī)械工業(yè)等尖端技術(shù)發(fā)展的需要 除了傳統(tǒng)的三大合成材料外 又出現(xiàn)了高分子膜 具有光 電 磁等特殊功能的高分子材料 生物高分子材料 醫(yī)用高分子材料 隱身材料和液晶高分子材料等許多新型有機(jī)高分子材料 問(wèn)題1 地球表面有大約四分之三被水覆蓋著 然而我們?nèi)匀粡?qiáng)調(diào)水資源貧乏 要節(jié)約用水 這是什么原因呢 提問(wèn) 如果我們能把海水變?yōu)榈?那就解決了水資源貧乏的問(wèn)題 如何實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想呢 如果我們通過(guò)一種特殊材料濾去海水中過(guò)多的電解質(zhì)離子 微生物雜質(zhì)等 海水就淡化了 這種特殊材料就是我們今天要學(xué)習(xí)的 新型有機(jī)高分子材料 高分子分離膜 高分子分子膜的特點(diǎn) 能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過(guò) 而把另外一些物質(zhì)分離掉 一 功能高分子材料 1 定義 既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械性能 又有某些特殊功能的高分子材料 在高分子鏈上接上帶有具有某種功能的官能團(tuán)使其在物理 化學(xué) 生物 醫(yī)學(xué)等方面具有特殊功能的高分子材料 功能高分子材料 功能高分子材料 物理功能高分子材料 化學(xué)功能高分子材料 如導(dǎo)電高分子 高分子半導(dǎo)體 光導(dǎo)電高分子 壓電及熱電高分子 磁性高分子 光功能高分子 液晶高分子和信息高分子材料等 如反應(yīng)性高分子 離子交換樹(shù)脂 高分子分離膜 鰲合高分子 高分子催化劑 高分子試劑及人工臟器等 生物功能高分子材料 如生物高分子模擬酶 高分子藥物 人工骨材料 醫(yī)用高分子材料 探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題 1 具有什么樣的主鏈 單體2 具有什么樣的功能基 官能團(tuán)3 不斷修正 例如 高吸水性樹(shù)脂 1 對(duì)天然吸水性高分子材料進(jìn)行改性 形成接枝共聚物 與丙烯酸鈉共聚 2 以帶有強(qiáng)親水基的化合物為單體 均聚或共聚得到親水性高聚物 如聚丙烯酸鈉 同時(shí)加入交聯(lián)劑 用有高吸水性的高分子材料制作的 可吸收自重幾百倍的水 但仍保持干爽 成分 聚乙烯醇 聚丙烯酸鹽交聯(lián)可得 啟示 食品保鮮 人造皮膚 防止土壤沙漠化 問(wèn)題2 科技的發(fā)展推動(dòng)醫(yī)療手段有了很大的提高 現(xiàn)代醫(yī)學(xué)主要采取哪些措施治療人體的器官病變和壞死 人造器官對(duì)材料的要求 1 相容性 親和性2 排異性3 機(jī)械性 提問(wèn) 作人工器官要考慮哪些問(wèn)題 醫(yī)用高分子材料 人造心臟 人工膝關(guān)節(jié) 人工腎臟 人工心臟瓣膜 人造關(guān)節(jié) 人造牙齒 功能高分子材料包括 1 高分子分離膜2 傳感膜3 熱電膜4 人工器官5 高吸水性高分子6 隱形眼鏡7 智能材料8 生物材料 問(wèn)題3 前幾年 在軍事上使用雷達(dá)監(jiān)控飛機(jī)的飛行 可后來(lái)雷達(dá)好像老了 有的飛機(jī)飛行 雷達(dá)竟然看不到了 那么 真是雷達(dá)老了嗎 還是飛機(jī)會(huì)隱形 事實(shí)上 飛機(jī)是使用隱形材料而不易被雷達(dá)發(fā)現(xiàn) 這種材料是由多種材料復(fù)合制成的 我們稱兩種或兩種以上的材料復(fù)合而成的材料為復(fù)合材料 B 2飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身 除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙使用的是欽復(fù)合材料外 其它部分均由碳纖維和石墨等復(fù)合材料構(gòu)成 不易反射雷達(dá)波 并且 這些不同的復(fù)合材料部件不是靠鉚釘拼合 而是經(jīng)高壓壓鑄而成 另外 礬翼的前緣還全部包覆上了一層特制的吸波材料 RAM 位于機(jī)翼前部 內(nèi)裝雷達(dá)掃瞄天線陣列的兩個(gè)方形突出部件 也采用了特殊的吸波材料 此外 B 2A的整個(gè)機(jī)體都噴涂上了特制的吸波油漆 這在很大程度上降低了敵方探測(cè)雷達(dá)的回波 1888年 奧地利科學(xué)家F Reinitzer發(fā)現(xiàn)了液晶 20世紀(jì)70年代初 Helfrich和Schadt利用液晶的電光效應(yīng)和集成電路相結(jié)合 將其制成顯示器件 實(shí)現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化 這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示 NT LCD 材料 其產(chǎn)品主要應(yīng)用在電子表和計(jì)算器上 80年代中期 開(kāi)發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示 STN LCD 材料 其產(chǎn)品主要應(yīng)用在BP機(jī) 移動(dòng)電話和筆記本電腦上 酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是STN LCD用混晶材料的主要成分 國(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)了近千種 其中已有100種以上應(yīng)用于混晶配方 二 復(fù)合材料 1 定義 兩種或兩種以上的材料組合成的一種新型的材料 其中一種材料作為基體 另外一種材料作為增強(qiáng)劑 復(fù)合材料 玻璃鋼 2 特性 質(zhì)輕 高強(qiáng)度 耐腐蝕 耐高溫 抗氧化 抗沖擊 絕緣 吸波性等 3 用途 飛機(jī) 導(dǎo)彈 火箭 衛(wèi)星 宇宙飛船 輪船 建筑 體育用品等 有機(jī)高分子材料的發(fā)展趨勢(shì) 1 對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣 使它們的性能不斷提高 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大 如 導(dǎo)電塑料2 與人類自身密切相關(guān) 具有特殊功能的材料的研究也在不斷加強(qiáng) 并且取得了一定的進(jìn)展 如 仿生高分子材料 智能高分子材料 超導(dǎo)材料 光電轉(zhuǎn)換材料 生物材料 光解水催化劑 熱電膜 傳感膜等 小結(jié) 兩大類新型高分子材料 未來(lái)社會(huì)離