1、功能高分子材料课件 有机化不仅是一门科学，也是一门艺术Organic chemistry: Not only a science, but also an Art 材料是人类赖以生存和发展的材料是人类赖以生存和发展的物质基础物质基础，是人类文明的重要是人类文明的重要里程碑里程碑。当今有人将。当今有人将能源、信能源、信息和材料息和材料并列为新科技革命的并列为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发展的物质基础。从合成有机高又是能源和信息发展的物质基础。从合成有机高分子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研分子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究、开发着性能更优异、应用更广
2、泛的究、开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的洋工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的需要。除了传统的三大合成材料外，又出现了高需要。除了传统的三大合成材料外，又出现了高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料，生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料和液晶高分子材料等许多料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料新型有机高分子材料。问题1： 地球表面有大约四分之三被水覆
3、盖着，然而地球表面有大约四分之三被水覆盖着，然而我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，这是什么原因呢？这是什么原因呢？提问提问 如果我们能把海水变为淡水，那就解决了水资源贫乏如果我们能把海水变为淡水，那就解决了水资源贫乏的问题，如何实现这一设想呢的问题，如何实现这一设想呢 ?如果我们通过一种特殊材料滤去海水中过多的电解如果我们通过一种特殊材料滤去海水中过多的电解质离子、微生物杂质等，海水就淡化了，这种特殊质离子、微生物杂质等，海水就淡化了，这种特殊材料就是我们今天要学习的材料就是我们今天要学习的“新型有机高分子材新型有机高分子材料料”。 高分子分离膜高分子分离
4、膜高分子分子膜的特点：高分子分子膜的特点：能够有选择地让某能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。些物质通过，而把另外一些物质分离掉。 1定义：定义：既有传统高分子材料的机械性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。能，又有某些特殊功能的高分子材料。 在高分子链上接上带有具有某种功在高分子链上接上带有具有某种功能的官能团使其在物理、化学、生物、能的官能团使其在物理、化学、生物、医学等方面具有特殊功能的高分子材料医学等方面具有特殊功能的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学功化学功能高分能高分子材料子材料如导电
5、高分子、高分子半导体。光导如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、磁性电高分子、压电及热电高分子、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应性高分子、离子交换树脂、高如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。化剂、高分子试剂及人工脏器等。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拟酶如生物高分子模拟酶高分子药物、人工骨材料高分子药物、人工骨材料医用高分子材料医用高分子材料 探寻功能高分子材料时应考虑的问题：探寻功能高
6、分子材料时应考虑的问题： 1）具有什么样的主链？）具有什么样的主链？单体单体 2）具有什么样的功能基？）具有什么样的功能基？官能团官能团 3）不断修正。）不断修正。例如：高吸水性树脂例如：高吸水性树脂 1）对天然吸水性高分子材料进行改性，）对天然吸水性高分子材料进行改性，形成接枝共聚物形成接枝共聚物与丙烯酸钠共聚与丙烯酸钠共聚 2）以带有强亲水基的化合物为单体，均）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聚或共聚得到亲水性高聚物如聚丙烯如聚丙烯酸钠；（同时加入交联剂）酸钠；（同时加入交联剂）用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重几百用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重
7、几百倍的水，但仍保持干爽。倍的水，但仍保持干爽。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。启示启示 食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。 科技的发展推动医疗手段有了很大的提科技的发展推动医疗手段有了很大的提高，现代医学主要采取哪些措施治疗人高，现代医学主要采取哪些措施治疗人体的器官病变和坏死？体的器官病变和坏死？l1.相容性、亲和性相容性、亲和性l2.排异性排异性l3.机械性机械性提问提问 作人工器官要考虑哪些问题作人工器官要考虑哪些问题？医用高分子材医用高分子材料料人造心脏人工膝关节人工膝关节人工肾脏人工肾脏人工心脏瓣膜人工心
8、脏瓣膜人造关节人造关节人造牙齿人造牙齿功能高分子材料包括1高分子分离膜高分子分离膜 2传感膜传感膜 3热电膜热电膜 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隐形眼镜隐形眼镜 7智能材料智能材料 8生物材料生物材料前几年，在军事上使用雷达监控飞机的飞前几年，在军事上使用雷达监控飞机的飞行。可后来雷达好像老了，有的飞机飞行，行。可后来雷达好像老了，有的飞机飞行，雷达雷达 竟然看不到了。那么，真是雷达老了竟然看不到了。那么，真是雷达老了吗？还是飞机会隐形？吗？还是飞机会隐形？事实上，飞机是使用隐形材料而不易被雷达发现。事实上，飞机是使用隐形材料而不易被雷达发现。这种材料是由多种材料复合
9、制成的，我们称两种这种材料是由多种材料复合制成的，我们称两种或两种以上的材料复合而成的材料为复合材料。或两种以上的材料复合而成的材料为复合材料。B2飞机的整个机身，飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱除主梁和发动机机舱使用的是钦复合材料外，其它部分均由碳纤使用的是钦复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。并且，这些不同的复合材料部件不是靠铆钉并且，这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合，而是经高压压铸而成。另外，矾翼的拼合，而是经高压压铸而成。另外，矾翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(R
10、AM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊的阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，吸波材料。此外，B2A的整个机体都喷涂的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。了敌方探测雷达的回波。1888年，奥地利科学家年，奥地利科学家FReinitzer发现了液晶。发现了液晶。20世纪世纪70年代初，年代初，Helfrich和和Schadt利用利用液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成显示器件，实现了液晶材料的产业化。这液晶的电光效应和集成电路相结合，
11、将其制成显示器件，实现了液晶材料的产业化。这种液晶材料称为扭曲向列相液晶显示（种液晶材料称为扭曲向列相液晶显示（NT-LCD）材料，其产品主要应用在电子表和计算）材料，其产品主要应用在电子表和计算器上。器上。80年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（STN-LCD）材料，其产品主要应）材料，其产品主要应用在用在BP机、移动电话和笔记本电脑上。机、移动电话和笔记本电脑上。酯类和联苯类液晶化合物是酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD用混晶材料用混晶材料的主要成分的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有10
12、0种以上应用于混晶配方。种以上应用于混晶配方。1定义：定义：两种或两种以上的材料组合两种或两种以上的材料组合成的一种新型的材料。成的一种新型的材料。 其中一种材料作为其中一种材料作为基体基体，另外一，另外一种材料作为种材料作为增强剂增强剂。复合材料玻璃钢复合材料玻璃钢2特性：质轻、高强度、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗冲击、绝缘、吸波性等。3用途：飞机、导弹、火箭、卫星、宇宙飞船、轮船、建筑、体育用品等。有机高分子材料的发展趋势有机高分子材料的发展趋势1、对重要的通用有机高分子材料继续进、对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范
13、围不断扩大。如：应用范围不断扩大。如：导电塑料导电塑料 2、与人类自身密切相关、具有特殊功能、与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展。如：了一定的进展。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、超导材料、光电转换、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等。膜、传感膜等。两大类两大类新型高新型高分子材分子材料料未来社会离不开新型材料，新型材料离不开化学，未来社会离不开新型材料，新型材料离不开化学，化学是人类进步的关键。化学是人类进步的关键。功能高功能高分子材料分子材料高分子膜：高分子膜：缓解能源和资源不足，缓解能源和资源不足， 解决环境污染问题解决环境污染问题医用高分子材料：医用高分子材料： 制造各种人工器官制造各种人工器官复合材料：复合材料：主要应用于宇航工业主要应用于宇航工业隐形眼镜隐形眼镜玻璃钢玻璃钢、不锈钢不锈钢、铝合金铝合金。
