高二化學(xué)功能高分子材料2.ppt

第三節(jié) 功能高分子材料,有機(jī)化不僅是一門(mén)科學(xué)，也是一門(mén)藝術(shù) Organic chemistry: Not only a science, but also an Art,材料是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)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蔷徒鉀Q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?？珊髞?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(chēng)兩種或兩種以上的材料復(fù)合而成的材料為復(fù)合材料。,B2飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身，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，B2A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FReinitzer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(chēng)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(lèi)和聯(lián)苯類(lèi)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。,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(lèi)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(lèi) 新型高 分子材 料,未來(lái)社會(huì)離不開(kāi)新型材料，新型材料離不開(kāi)化學(xué)， 化學(xué)是人類(lèi)進(jìn)步的關(guān)鍵。,功能高 分子材料,高分子膜：緩解能源