化學：5-3-1《功能高分子材料》課件(人教版選修5)

1、第三節(jié)功能高分子材料第三節(jié)功能高分子材料第五章第五章 進入合成高分子化合物的時代進入合成高分子化合物的時代邁克爾邁克爾-杰克遜杰克遜-世界世界著名流行歌手著名流行歌手一、功能高分子材料一、功能高分子材料1功能高分子材料：指既有傳統(tǒng)高分子材料功能高分子材料：指既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，以有某些特殊功能的高分子材的機械性能，以有某些特殊功能的高分子材料。料。2功能高分子材料的種類功能高分子材料的種類（1）高分子分離膜：這是具有特殊分離功能）高分子分離膜：這是具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜，它的特點是能讓的高分子材料制成的薄膜，它的特點是能讓某些物質(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)某些物質(zhì)

2、有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。分離掉。高分子分離膜 能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達到大規(guī)能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達到大規(guī)模使用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分子通模使用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分子通過，而使含鹽的低分子溶質(zhì)幾乎不能通過，施加一過，而使含鹽的低分子溶質(zhì)幾乎不能通過，施加一定的壓力后，就能使水加速擠出。采用不同結(jié)構(gòu)的定的壓力后，就能使水加速擠出。采用不同結(jié)構(gòu)的逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料水、無菌水、逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料水、無菌水、去離子水、洗滌半導體的超純水等。在非洲一些缺去離子水、洗滌半導體的超純水等。在非洲一些缺水地區(qū)建立起不少

3、海水淡化裝置。一種水地區(qū)建立起不少海水淡化裝置。一種PEC1000的海水淡化裝置對海水如加壓的海水淡化裝置對海水如加壓 4070公斤公斤/平方厘平方厘米，就可以得到米，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來水廠，是世界上最大的海水淡化廠，伯的基塔自來水廠，是世界上最大的海水淡化廠，日供應淡水日供應淡水12000噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝置。置。 分離膜具有神奇的魔術(shù)師般的本領(lǐng)，從下面的實驗中不難領(lǐng)會。將一瓶含酒精4.5的普通啤酒用水稀釋成兩瓶，然后倒入玻璃容器內(nèi)，只要將這種溶液通過薄薄的一層分離膜，就能夠在幾分鐘內(nèi)提取出酒精濃度

4、達 93的乙醇。這種乙醇用一根火柴就能點燃。這個實驗中在分離膜的表面施加了高頻電場，促使乙醇溶解、擴散、和水分離，所耗電能僅為蒸餾法的十分之一。在過去要從液體中分離另一種液體，只能使用蒸餾法。 （2）醫(yī)用高分子材料，具有優(yōu)異）醫(yī)用高分子材料，具有優(yōu)異的生物相容性，較少受到排斥，可的生物相容性，較少受到排斥，可以滿足人工器官對材料的苛刻要求，以滿足人工器官對材料的苛刻要求，如：人工心臟、人工關(guān)節(jié)、人造鼻如：人工心臟、人工關(guān)節(jié)、人造鼻等，下面的圖中給出了一些有關(guān)人等，下面的圖中給出了一些有關(guān)人工器官的圖片。工器官的圖片。醫(yī)用高分子材料人造血管的發(fā)現(xiàn)人造血管的發(fā)現(xiàn) 兩年前，美國生物醫(yī)藥專家 從家豬體

5、內(nèi)提取的細胞制成了一條完整的血管，之后 ，將每條新制的血管放在稱作生物反應器的培養(yǎng)皿中，在反應器上安裝一個微型泵并把它與新制成的人造血管相連。微型泵可以像人的心臟一樣有規(guī)律地跳動。在這種環(huán)境中培養(yǎng)幾個星期后，得到一條血管，人工合成的血管可以像真的血管一樣工作。研究人員將這種人造血管移植到家豬大腿主動脈上，在幾周內(nèi)該血管一直保持開放并且未發(fā)生血液凝結(jié)。 人造心臟人工腎臟人工腎臟人工膝關(guān)節(jié)人工膝關(guān)節(jié)人工心臟瓣膜人工心臟瓣膜人造關(guān)節(jié)人造關(guān)節(jié) 拓寬拓寬 人體器官商店人體器官商店十年后的某一天，一位老人被告之他的心十年后的某一天，一位老人被告之他的心臟正在急速衰竭，需要更換左心室。主治醫(yī)師臟正在急速衰竭

6、，需要更換左心室。主治醫(yī)師將他健康的心臟細胞組織切片送到一家組織實將他健康的心臟細胞組織切片送到一家組織實驗室，即人造器官工廠。研究人員利用組織切驗室，即人造器官工廠。研究人員利用組織切片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三個月片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三個月后，代用左心室被冷凍、包裝并送往醫(yī)院。醫(yī)后，代用左心室被冷凍、包裝并送往醫(yī)院。醫(yī)生將代用品換到老人的心臟內(nèi)。由于代用品相生將代用品換到老人的心臟內(nèi)。由于代用品相當于老人自己的器官，手術(shù)之后自然不會發(fā)生當于老人自己的器官，手術(shù)之后自然不會發(fā)生任何排斥反應，老人的生命因此而得到延續(xù)。任何排斥反應，老人的生命因此而得到延續(xù)。 用有高吸水性

7、的高分子材料制作的，可吸收自重幾百倍的水，但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。仍保持干爽。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽交聯(lián)可得。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽交聯(lián)可得。啟示啟示 食品保鮮、人造皮膚、防止土壤沙漠化。食品保鮮、人造皮膚、防止土壤沙漠化。（請你想一想）角膜接觸鏡，俗稱隱形（請你想一想）角膜接觸鏡，俗稱隱形眼鏡。目前大量使用的軟質(zhì)隱形眼鏡，眼鏡。目前大量使用的軟質(zhì)隱形眼鏡，它常用以下哪種材料制成的（它常用以下哪種材料制成的（ ）（A）有機玻璃）有機玻璃（B）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物（C）聚氯乙烯）聚氯乙烯（D）聚甲基丙烯酸羥乙酯）

8、聚甲基丙烯酸羥乙酯D1888年，奧地利科學家年，奧地利科學家FReinitzer發(fā)現(xiàn)了液晶。發(fā)現(xiàn)了液晶。20世紀世紀70年代初，年代初，Helfrich和和Schadt利用利用液晶的電光效應和集成電路相結(jié)合，將其制成顯示器件，實現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化。這液晶的電光效應和集成電路相結(jié)合，將其制成顯示器件，實現(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（種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（NT-LCD）材料，其產(chǎn)品主要應用在電子表和計算）材料，其產(chǎn)品主要應用在電子表和計算器上。器上。80年代中期，開發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示（年代中期，開發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示（STN-LCD）材料，其

9、產(chǎn)品主要應）材料，其產(chǎn)品主要應用在用在BP機、移動電話和筆記本電腦上。機、移動電話和筆記本電腦上。酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是STN-LCD用混晶材料用混晶材料的主要成分的主要成分，國內(nèi)各科研機構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中已有，國內(nèi)各科研機構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中已有100種以上應用于混晶配方。種以上應用于混晶配方。B2飛機的整個機身，飛機的整個機身，除主梁和發(fā)動機機艙使用除主梁和發(fā)動機機艙使用的是欽復合材料外，其它部分均由碳纖維和石墨的是欽復合材料外，其它部分均由碳纖維和石墨等復合材料構(gòu)成，不易反射雷達波。等復合材料構(gòu)成，不易反射雷達波。并且，這些并且，這些不同的復合材料部件不是

10、靠鉚釘拼合，而是經(jīng)高不同的復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一層特制的吸波材料(RAM)。位于機翼前部、內(nèi)。位于機翼前部、內(nèi)裝雷達掃瞄天線陣列的兩個方形突出部件，也采裝雷達掃瞄天線陣列的兩個方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，用了特殊的吸波材料。此外，B2A的整個機體的整個機體都噴涂上了特制的吸波油漆，這在很大程度上降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雷達的回波。低了敵方探測雷達的回波。二、復合材二、復合材料料1復合材料：指兩種或兩種以上材料組合復合材料：指兩種或

11、兩種以上材料組合成的一種新型材料。其中一種做為基體，另成的一種新型材料。其中一種做為基體，另外材料做為增強劑。外材料做為增強劑。2復合材料的性能：具有強度高、質(zhì)量輕、復合材料的性能：具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過了單一材料。超過了單一材料。復合材料玻璃鋼三、有機高分子材料的發(fā)展趨勢三、有機高分子材料的發(fā)展趨勢1對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)進行改進和推廣，使他們的性能不斷提高，應改進和推廣，使他們的性能不斷提高，應用范圍不斷擴大。如新型導電和電磁屏蔽用范圍不斷擴大。如新型導電和電磁屏蔽材料。

12、材料。2 與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能的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，并且取得了一材料的研究也在不斷加強，并且取得了一定的進展，如仿生高分子材料、高分子智定的進展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。能材料等。典型例題典型例題例例1 1：下列：下列不屬于不屬于新型有機高分子材料的是：新型有機高分子材料的是：（ ）A A高分子分離膜高分子分離膜B B液晶高分子材料液晶高分子材料C C生物高分子材料生物高分子材料D D有機玻璃有機玻璃選題目的：選題目的：復習新型有機高分子材料的知識。復習新型有機高分子材料的知識。思路分析思路分析: :有機玻璃是傳統(tǒng)三大合成材料中的有

13、機玻璃是傳統(tǒng)三大合成材料中的塑料，它不屬于新型有機高分子材料。塑料，它不屬于新型有機高分子材料。D例例2 2、隨著有機高分子材料的研究不斷的加強和深入，使一些重要、隨著有機高分子材料的研究不斷的加強和深入，使一些重要的通用高分子材料的應用范圍不斷擴大，下列應用范圍是通用高分的通用高分子材料的應用范圍不斷擴大，下列應用范圍是通用高分子材料的最新研究成果的是子材料的最新研究成果的是（A A）新型導電材料（）新型導電材料（B B）仿生高分子材料）仿生高分子材料（C C）高分子智能材料（）高分子智能材料（D D）電磁屏蔽材料）電磁屏蔽材料選題目的：考察高分子材料的相關(guān)概念。選題目的：考察高分子材料的相

14、關(guān)概念。思路分析：隨著社會的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，高分子材料的思路分析：隨著社會的進步，科學技術(shù)的發(fā)展，高分子材料的作用越來越重用。特別是在尖端技術(shù)領(lǐng)域，對合成材料提出了更高作用越來越重用。特別是在尖端技術(shù)領(lǐng)域，對合成材料提出了更高的要求，尤其是在具有特殊性質(zhì)的功能性材料和多種功能集一身的的要求，尤其是在具有特殊性質(zhì)的功能性材料和多種功能集一身的復合材料。復合材料。解答：解答：A A、D D。啟示：高分子材料的研究方面是一方面對重要的通用有機高分啟示：高分子材料的研究方面是一方面對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)改進和推廣。另一方面研究與人類自身密切相關(guān)，具有子材料繼續(xù)改進和推廣。另一方面研究與人

15、類自身密切相關(guān)，具有特殊功能材特殊功能材1、下列物質(zhì)不屬于有機高分子化合物的是、下列物質(zhì)不屬于有機高分子化合物的是( ) A、淀粉、淀粉 B、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) C、酒精、酒精 D、電木、電木2、下列不屬于合成纖維的是、下列不屬于合成纖維的是 ( ) A、的確良、的確良 B、棉、棉 C、人造棉、人造棉 D、尼龍、尼龍3、有一張照片，一只可愛的小貓站在一塊高分子、有一張照片，一只可愛的小貓站在一塊高分子合成材料上，下面是烈火灼燒，而小貓卻若無其合成材料上，下面是烈火灼燒，而小貓卻若無其事。這說明此高分子材料一定具有的性質(zhì)是事。這說明此高分子材料一定具有的性質(zhì)是 （ ） A、良好的導熱性、良好的導熱性

16、 B、良好的絕緣性、良好的絕緣性 C、良好絕熱性、良好絕熱性 D、熔點低、熔點低練習： C BC4 下列不屬于新型有機高分子材料的是： （ ） A高分子分離膜材料 B液晶高分子C生物高分子材料 D有機玻璃 D5 下列有關(guān)新型高分子材料的說法中，不正確的是：（ ）A高分子分離膜應用于食品工業(yè)中，可用于濃縮天然果汁、乳制品加工、釀造業(yè)等。B 復合材料一般是以一種材料作為基體，另一種材料作為增強劑。C導電塑料是應用于電子工業(yè)的一種新型有機高分子材料。D合成高分子材料制成的人工器官都受到人體的排斥作用，難以達到生物相容的程度。D6 隨著有機高分子材料的研究不斷的加強和深入，使一些重要的通用高分子材料的應用范圍不斷擴大，下列應用范圍是通用高分子材料的最新研究成果的是（ ）A新型導電材料 B仿生高分子材料C高分子智能材料 D電磁屏蔽材料提示高分子材料的研究方面