功能高分子材料

8
高分子分离膜
2021/2/21
9
医用高分子材料
2021/2/21
10
人造心脏
2021/2/21
11
人工肾脏
2021/2/21
12
2021/2/21
人工膝关节
13
人工心脏瓣膜
2021/2/21
14
人造关节
2021/2/21
15
目前已开发的功能高分子材料
功能高分子已完成确立概念、原理的初 级阶段，现已迈入实用的阶段，开发成功 的主要材料如下：
功能高分子材料
2021/2/21
1
新型功能高分子材料的设计与合成
2021/2/21
2
功能高分子材料
功能高分子材料从20世纪40年代开始萌芽， 到20世纪70年代成为高分子学科的一个分 支。鱿鱼它正处于成长阶段，因此学术界 对它至今还没有非常严密的、科学的定义。 通常认为，功能高分子材料是与常规聚合 物相比具有明显不同的物理化学性能，并 具有某些特殊功能的聚合物
概述
自古以来，吸水材料的任务一直是由纸、棉花和 海绵以及后来的泡沫塑料等材料所承担的。但这些材 料的吸水能力通常很低，所吸水量最多仅为自身重量 的20倍左右，而且一旦受到外力作用，则很容易脱水， 保水性很差
2021/2/21
22
60年代末期，美国首先开发成功高吸 水性树脂。这是一种含有强亲水性基团并 通常具有一定交联度的高分子材料。它不 溶于水和有机溶剂，吸水能力可达自身重 量的500～2000倍，最高可达5000倍，吸 水后立即溶胀为水凝胶，有优良的保水性， 即使受压也不易挤出。吸收了水的树脂干 燥后，吸水能力仍可恢复。
（4）生物化学功能材料 1）人工脏器用材料，如人工肾、人工心肺等； 2）高分子药物，如 药物活性高分子、缓释性高 分子药物、高分子农药等； 3）生物分解材料，如可降解性高分子材料等。
2021/2/21
7
医用功能高分子材料 高 分 子 防 水 涂 料
2021/2/21
豆粕基生物高分子材料
离子交换树脂
疏水基团或结晶结构 。
1粉末状；
按产品形状 2颗粒状；
2021/分2/2类1
3薄片状；
25
淀粉类
淀粉类高吸水性树脂主要有两种形式。一种 是淀粉与丙烯腈进行接枝反应后，用碱性化合物 水解引入亲水性基团的产物，由美国农业部北方 研究中心开发成功；另一类是淀粉与亲水性单体 （如丙烯酸、丙烯酰胺等）接枝聚合，然后用交 联剂交联的产物，是由日本三洋化成公司首开先 河的。淀粉改性的高吸水性树脂的优点是原料来 源丰富，产品吸水倍率较高，通常都在千倍以上。 缺点是吸水后凝胶强度低，长期保水性差，在使 用中易受细菌等微生物分解而失去吸水、保水作 用。
问世 30多年来，高吸水性树脂发展极 其迅速，应用领域已经渗透到各行各业。 如在石油、化工、等部门中被用作堵水剂、 脱水剂等。
2021/2/21
23
高吸水性树脂的分类
按原料来源分类，高吸水性树脂主要可分 为： 淀粉类、 纤维素类和合成聚合物类 三大类 。具体如下表：
2021/2/21
24
分类方法 类 别
按原料来源 分类
1 淀粉类； 2 纤维素类； 3合成聚合物类：聚丙烯
酸盐系；聚乙烯醇系 ；聚氧乙烯系等。
按亲水基团 引入方 式分类
1 亲水单体直接聚合； 2 疏水性单体羧甲基化； 3 疏水性聚合物用亲水单
体接枝； 腈基、酯基
水解。
按交联方法 分类
1用交联剂网状化反应； 2自身交联网状化反应； 3辐射交联； 4在水溶性聚合物中引入
（2）化学功能材料 1）分离功能材料，如分离膜、离子交换树脂、 高分子络合物等； 2）反应功能材料，如高分子催化剂、高分子试 剂等； 3）生物功能材料，如固定化酶、生物反应器等。
2021/2/21
6
（3）物理化学功能材料 1）耐高温高分子，高分子液晶等； 2）电学功能材料， 如导电性高分子、超导性高 分子、感电子性高分子等； 3）光学功能材料，如感光性高分子、导光性高 分子、光敏性高分子等； 4）能量转换功能材料，如压电性高分子、热电 性高分子等。
(1)化学功能高分子材料有： 感光性高分子材料，氧化还原树脂，离
子交换树脂，高分子催化剂，光降解性塑 料，高分子试剂，固体电介质。
2021/2/21
16
(2)以物理功能为主的功能高分子材料有： 导电聚合物，压电高分子，高分子驻极
体，旋光性高分子，高分子载体，磁记录 高分子材料，高分子颜料及荧光体，高分 子发光体。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2021/2/21
3
功能高分子材料项链
功能高分子复合材料
功能高分子材料手链
2021/2/21
透明饭盒
4
功能高分子材料的特点
产量小、产值高、制造工艺复杂 具有与常规聚合物明显不同的物理化学性质
具有某些特殊功能，可以单独使用
2021/2/21
5
功能高分子材料的分类
（1）力学功能材料 1)强化功能材料，如 超高强材料、高结晶材料等； 2)弹性功能材料，如热塑性弹性体。
2021/2/21
20
1.通过已知结构和功能设计功能高分子：存 在许多已知结构的小分子化合物，将这些 结构引入高分子骨架，就有可能设计出响 应功能的高分子材料。
2.用仿生方式设计功能高分子：仿造生物的 结构、性质和功能为我们设计新型的功能 高分子提供了广阔的途径。
2021/2/21
21
高吸水性树脂
有时根据实际需求可以把几种方法相结合。 其中发挥主要作用的功能基可以在高分子主链， 也可以直接、间接与高分子骨架相连。高分子骨 架可以是预制的聚合物，通过接枝、吸附、包络 等方法实现功能化；也可由带有功能基的单体通 过均聚、共聚等方法制备
2021/2/21
19
功能高分子的分子设计
设计一种能满足一定需求的功能高分子材料 是功能高分子研究的主要目标。功能高分子的性 质与功能基团、聚合物骨架组成、结构和性质有 关，因此分子设计的任务就是从功能高分子的用 途着手，选择符合使用条件下的聚合单体、聚合 物、功能基团，确定最佳的合成技术路线，制备 目的产物。下面介绍几种功能高分子的设计的基 本思路。
2021/2/21
17
(3)介于化学、物理之间或具有复合功能的 功能高分子材料有： 高分子吸附剂，絮凝剂，表面活性剂， 染料，功能膜，稳定剂，高吸水、油材料。
(4)生理功能为主的高分子材料有： 医用高分子材料，医药，农药，生物降
解性塑料。
2021/2/21
18
功能高分子材料的制备
主要有三种方法：一是功能性小分子材料的 高分子化；二是高分子材料的功能化和多功能材 料的负荷；三是对功能材料的功能扩展。