化學(xué)選修五-第五章第三節(jié).資料

第三節(jié)

功能高分子材料

有機(jī)化不僅是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)問(wèn)題1：地球表面有大約四分之三被水覆蓋著，然而我們照舊強(qiáng)調(diào)水資源貧乏，要節(jié)約用水，這是什么緣由呢？［提問(wèn)］假如我們能把海水變?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?假如我們通過(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日要學(xué)習(xí)的“新型有機(jī)高分子材料”。高分子分別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)分別掉。能從海水中分別出淡水的逆滲透膜已達(dá)到大規(guī)模運(yùn)用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分子通過(guò)，而使含鹽的低分子溶質(zhì)幾乎不能通過(guò)，施加確定的壓力后，就能使水加速擠出。接受不同結(jié)構(gòu)的逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料水、無(wú)菌水、去離子水、洗滌半導(dǎo)體的超純水等。在非洲一些缺水地區(qū)建立起不少海水淡扮裝置。一種PEC—1000的海水淡扮裝置對(duì)海水如加壓40～70公斤/平方厘米，就可以得到16％～20％的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自來(lái)水廠，是世界上最大的海水淡化廠，日供應(yīng)淡水12000噸，主要運(yùn)用醋酸纖維素分別膜裝置。小資料：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、高分子分別膜。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)自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）吸水實(shí)力高:可達(dá)自身重量的幾百倍至幾千倍。吸水前吸水后超強(qiáng)吸水高分子材料綜述保水實(shí)力高:即使受壓也不易失水用途植物養(yǎng)護(hù)泥各式吸潮劑超強(qiáng)吸水高分子材料綜述用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸取自重幾百倍的水，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)主要實(shí)行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)用高分子材料人造血管的發(fā)覺(jué)兩年前，美國(guó)生物醫(yī)藥專家從家豬體內(nèi)提取的細(xì)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(yīng)器的培育皿中，在反應(yīng)器上安裝一個(gè)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(dòng)。在這種環(huán)境中培育幾個(gè)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。探討人員將這種人造血管移植到家豬大腿主動(dòng)脈上，在幾周內(nèi)該血管始終保持開(kāi)放并且未發(fā)生血液凝合。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．高分子分別膜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，在軍事上運(yùn)用雷達(dá)監(jiān)控飛機(jī)的飛行?？珊髞?lái)雷達(dá)似乎老了，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)是運(yùn)用隱形材料而不易被雷達(dá)發(fā)覺(jué)。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—2A飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身，除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙運(yùn)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，也接受了特殊的吸波材料。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)覺(jué)了液晶。20世紀(jì)70年頭初，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年頭中期，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加劑。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)高分子材料接著進(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、與人類自身親密相關(guān)、具有特殊功能的材料的探討也在不斷加強(qiáng)，并且取得了確定的進(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將來(lái)社會(huì)離不開(kāi)新型材料，新型材料離不