功能高分子材料课件.ppt

具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄 膜，它的特点是能让某些物质有选择地通过， 而把另外一些物质分离掉。
能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大 规模使用的阶段，它也是一种半透膜，只让水分 子通过，而使含盐的低分子溶质几乎不能通过， 施加一定的压力后，就能使水加速挤出。采用不 同结构的逆渗透膜就可以获得工业锅炉水、饮料 水、无菌水、去离子水、洗涤半导体的超纯水等。 在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。 一种PEC—1000的海水淡化装置对海水如加压 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来水厂，是世界 上最大的海水淡化厂，日供应淡水12000吨，主要 使用醋酸纤维素分离膜装置。
送往医院。医生将代用品换到老人的心脏内。
由于代用品相当于老人自己的器官，手术之
后自然不会发生任何排斥反应，老人的生命
因此而得到延续。
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四.复合材料
1．涵义：
指两种或两种以上材料组合成的一种新型 材料。其中一种做为_基__体__，另外材料做 为_增__强__剂___。
2．性能：
具有__强__度__高__、__质__量__轻__、__耐__高__温__、__耐__腐_蚀__等 优异性能，在综合性能上超过了单一材料。
美国从1959起甄选的7位宇航员合影
“神舟5号”、 “神舟6号”等上天的三位航 天员
先后也都使用了“尿不湿”
航天员专用“尿不湿”1克能吸收约1000克水 ， 吸水性远强于一般婴儿使用的“尿不湿”
“尿不湿”是航天产品“下凡”的成功典范！ 现在不仅是婴幼儿使用，还有供特殊成人使 用的，更有趣的是有些宠物也系上了“尿不 湿”出门溜达，以保护公共卫生。
吸水性高分子制法
(1).对天然吸水性高分子材料（淀粉、纤维 素）进行改性，在它们的高分子链上再接上 含强亲水性原子团的支链，形成接枝共聚物 (如与丙烯酸钠共聚)
(2).以带有强亲水基的化合物为单体，均聚 或共聚得到亲水性高聚物——如聚丙烯酸钠 （同时加入交联剂） 。
传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？ 纤维素的结构简式
功能高分子材料
——指既有传统高分子材料的机械性 能，又有某些特殊功能的高分子材料。
2．几种功能高分子材料的种类
一.高吸水性材料 二.高分子分离膜
功能高分子材料
三.医用高分子材料 四.复合材料
五.高分子材料的发展趋势
探寻功能高分子材料时应考虑的问题： (1).具有什么样的主链？ ——单体
(2).具有什么样的功能基？ ——官能团 (3).不断修正。
复合材料－玻璃钢
玻璃钢冷却塔 玻璃钢游艇 玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业包 括神州五号载人飞船等高端技术领域发挥重要作用
复合材料—碳纤维
碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、 重量轻等优点，主要以聚丙烯腈为原料，也可用 人造丝、石油沥青或煤沥青为原料。
纤维素链
OH
O
H
OH
亲水基
OH
OH
O
O
O
H
HH
H H
H
O
O
H
HH
H
发现其每个链节上都有—OH，它是一种亲水基
传统吸水性材料
吸水性高分子材料
种类 吸水性 保水性 结论 用途
纸、棉布（纤维素） 动物胶、海绵、泡沫塑料
聚丙烯酸钠等
吸收与自身等量 或最多几十倍的水
吸收相当于自身几 百倍到几千倍的水
遭受外力易挤出水 遭受外力不挤出水
分离膜具有神奇的魔术师般的本领，从下面 的实验中不难领会。将一瓶含酒精4.5％的普通啤 酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容器内，只要 将这种溶液通过薄薄的一层分离膜，就能够在几 分钟内提取出酒精浓度达 93％的乙醇。这种乙醇 用一根火柴就能点燃。这个实验中在分离膜的表 面施加了高频电场，促使乙醇溶解、扩散、和水 分离，所耗电能仅为蒸馏法的十分之一。在过去 要从液体中分离另一种液体，只能使用蒸馏法。
“尿不湿”起作用的物质是一种功能 高分子材料，具有很强的吸水能力。它所 用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构 的聚丙烯酸钠 ）
聚丙烯酸钠如何合成？
思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物 CH2=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠？
加交联剂的目的是什么？
高吸水性树脂加交联剂的目的是变支链型 结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于 水， 耐挤压。
一.高吸水性材料 ——亲水性高聚物
（分子链带有许多亲水原子团）
美国《时代周刊》这份杂志在全美乃至全球都很有影响力。 邓小平
《时代周刊》评出20世纪最伟大的 100项发明，其中“尿不湿” 榜上有名
为什么“尿不湿” 能评为20世纪最伟大 的100项发明呢！最初 是为谁专门设计的呢？
美国在上世纪六十年代初，航天事业崛起，如 何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫 源成为“尿不湿”的发明人，后来他被誉为美 国“太空服之父”。
制备隐形眼镜所用的原料 主要是丙烯酸羟乙酯 （CH2=CHCOOCH2CH2OH）
人体器商店
十年后的某一天，一位老人被告之他的
心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治
医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家
组织实验室，即人造器官工厂。研究人员利
用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心
室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并
良好吸水性
十分有限
优异吸水性 保水性
惊人效益
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二.高分子分离膜
①.组成
——具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜
②.特点
——能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物 质分离掉
③.应用 ——生活用水、工业废水等废液的处理；海 水、苦咸水的淡化； 浓缩天然果汁、乳制品 加工、酿酒、各种能源的转换(传感膜、热电膜)
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三.医用高分子材料
具有优异的_生__物__相__容__性____，较少受到_排__斥__， 可以满足人工器官对材料的苛刻要求。 如：人造心脏、人造关节、人造鼻等。
相容性、亲和性、排异性、机械性
上世纪70年代发展起来的亲水隐形眼镜 具有特点：吸收相当于自重80%水，才变得柔 软、透气、舒适、戴时长
思考：强吸水能力的功能高分子材料除了用于 “尿不 湿”，还有哪些用途？
如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。
保水剂是一种吸水能力特强的功能高分子材 料。无毒无害，反复吸水、释水—— “微型 水库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并 缓慢释放，增加肥效、药效。高吸水性树脂 广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。