[高二化學(xué)課件]]高二化學(xué)選修五第五章第三節(jié)《功能高分子材料》PPT課件

1、 有機(jī)化不僅是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)Organic chemistry: Not only a science, but also an Art 材料是人類賴以生存和發(fā)展的材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類文明的重要是人類文明的重要里程碑里程碑。當(dāng)今有人將。當(dāng)今有人將能源、信能源、信息和材料息和材料并列為新科技革命的并列為新科技革命的三大支柱三大支柱，而材料，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分子材料出現(xiàn)的那一天起，人們始終在不斷地研究、開發(fā)著性能更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的究、開發(fā)著性能

2、更優(yōu)異、應(yīng)用更廣泛的新型材料新型材料，來滿足計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維、激光、生物工程、海來滿足計(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，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料和液晶高分子材料等許多新型有機(jī)高分子材料新型有機(jī)高分子材料。問題問題1： 地球表面有大約四分之三被水覆蓋著，地球表面

3、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？用水，這是什么原因呢？提問提問 如果我們能把海水變?yōu)榈蔷徒鉀Q了水資源貧乏如果我們能把海水變?yōu)榈?，那就解決了水資源貧乏的問題，如何實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想呢的問題，如何實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想呢 ?如果我們通過一種特殊材料濾去海水中過多的電解如果我們通過一種特殊材料濾去海水中過多的電解質(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)的材料就是我們今天要學(xué)習(xí)的“新型有機(jī)高分子材新型有機(jī)高分子材料料”。 高分子分離膜高分子分子膜的特點(diǎn)：高分

4、子分子膜的特點(diǎn)：能夠有選擇地讓某能夠有選擇地讓某些物質(zhì)通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。些物質(zhì)通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉。 1定義：定義：既有傳統(tǒng)高分子材料的機(jī)械既有傳統(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。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、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功功能能高高分分子子材材料料物理功物理功能高分能高分子材料子材料化學(xué)功化學(xué)功能高分能高分子材料子材料如導(dǎo)電高分子、高分

5、子半導(dǎo)體。光導(dǎo)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、液晶高分子高分子、光功能高分子、液晶高分子和信息高分子材料等和信息高分子材料等如反應(yīng)性高分子、離子交換樹脂、高如反應(yīng)性高分子、離子交換樹脂、高分子分離膜。鰲合高分子、高分子催分子分離膜。鰲合高分子、高分子催化劑、高分子試劑及人工臟器等?；瘎?、高分子試劑及人工臟器等。生物功能高分子材料生物功能高分子材料如生物高分子模擬酶如生物高分子模擬酶高分子藥物、人工骨材料高分子藥物、人工骨材料醫(yī)用高分子材料醫(yī)用高分子材料 探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問題：探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)

6、考慮的問題： 1）具有什么樣的主鏈？）具有什么樣的主鏈？單體單體 2）具有什么樣的功能基？）具有什么樣的功能基？官能團(tuán)官能團(tuán) 3）不斷修正。）不斷修正。例如：高吸水性樹脂例如：高吸水性樹脂 1）對(duì)天然吸水性高分子材料進(jìn)行改性，）對(duì)天然吸水性高分子材料進(jìn)行改性，形成接枝共聚物形成接枝共聚物與丙烯酸鈉共聚與丙烯酸鈉共聚 2）以帶有強(qiáng)親水基的化合物為單體，均）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聚或共聚得到親水性高聚物如聚丙烯如聚丙烯酸鈉；（同時(shí)加入交聯(lián)劑）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，

7、但仍保持干爽。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。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。 科技的發(fā)展推動(dòng)醫(yī)療手段有了很大的科技的發(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？療人體的器官病變和壞死？ 1.相容性、親和性相容性、親和性 2.排異性排異性 3.機(jī)械性機(jī)械性提問提問 作人工器官要考慮哪些問題作人工器官要考慮哪些問題？醫(yī)用高分子材料人造心臟人工膝關(guān)節(jié)人工膝關(guān)節(jié)人工腎臟人工腎臟人工心臟瓣膜人工心臟瓣膜人造關(guān)節(jié)人造關(guān)節(jié)人造

8、牙齒人造牙齒功能高分子材料功能高分子材料包括包括1高分子分離膜高分子分離膜 2傳感膜傳感膜 3熱電膜熱電膜 4人工器官人工器官 5高吸水性高分子高吸水性高分子 6隱形眼鏡隱形眼鏡 7智能材料智能材料 8生物材料生物材料前幾年，在軍事上使用雷達(dá)監(jiān)控飛機(jī)的飛前幾年，在軍事上使用雷達(dá)監(jiān)控飛機(jī)的飛行?？珊髞砝走_(dá)好像老了，有的飛機(jī)飛行，行。可后來雷達(dá)好像老了，有的飛機(jī)飛行，雷達(dá)雷達(dá) 竟然看不到了。那么，真是雷達(dá)老了竟然看不到了。那么，真是雷達(dá)老了嗎？還是飛機(jī)會(huì)隱形？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)。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，

9、我們稱兩種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?；騼煞N以上的材料復(fù)合而成的材料為復(fù)合材料。B2飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身，飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身，除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙除主梁和發(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。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前緣還全部包覆上了一層特制的吸波材料(RAM)。

10、位于機(jī)翼前部、內(nèi)裝雷達(dá)掃瞄天線。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，吸波材料。此外，B2A的整個(gè)機(jī)體都噴涂的整個(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。了敵方探測(cè)雷達(dá)的回波。1888年，奧地利科學(xué)家年，奧地利科學(xué)家FReinitzer發(fā)現(xiàn)了液晶。發(fā)現(xiàn)了液晶。20世紀(jì)世紀(jì)70年代初，年代初，Helfrich和和Schadt利用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。這液晶的電光效應(yīng)和集成電路相結(jié)合，將其制成

11、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（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）材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在電子表和計(jì)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，其產(chǎn)品主要應(yīng)）材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在用在BP機(jī)、移動(dòng)電話和筆記本電腦上。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(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中已有，國(guó)內(nèi)各科研機(jī)構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中已有100種以上

12、應(yīng)用于混晶配方。種以上應(yīng)用于混晶配方。1定義：定義：兩種或兩種以上的材料組兩種或兩種以上的材料組合成的一種新型的材料。合成的一種新型的材料。 其中一種材料作為其中一種材料作為基體基體，另外一，另外一種材料作為種材料作為增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑。復(fù)合材料玻璃鋼2特性：特性：質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、抗沖擊、絕緣、吸波高溫、抗氧化、抗沖擊、絕緣、吸波性等。性等。3用途：用途：飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、輪船、建筑、體育用品等。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)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)、

13、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，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：應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。如：導(dǎo)電塑料導(dǎo)電塑料 2、與人類自身密切相關(guān)、具有特殊功能、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：了一定的進(jìn)展。如：仿生高分子材料、仿生高分子材料、智能高分子材料智能高分子材料、超導(dǎo)材料、光電轉(zhuǎn)換、超導(dǎo)材料、光電轉(zhuǎn)換材料、生物材料、光解水催化劑、熱電材料、生物材料、光解水催化劑、熱電膜、傳感膜等。膜、傳感膜等。兩大類兩大類新型高新型高分子材分子材料料未來社會(huì)離不開新型材料，新型材料離不開化學(xué)