1、当今社会的三大支柱产业：材料、能源、信息工程,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）高分子材料不断修正。,一、功能高分子材料简介,1、定义：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。,2、功能高分子材料的简单分类：,物理功能高分子材料,化学功能高分子材料,生物功能和医用高分子材料,液晶高分子、高分子半导体等,高吸水性材料、高分子分离膜等,高分子药物、人造器官等,离子交换树脂是带有官能团、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。是最早工业化的功能高分子材料，通常是球形颗粒物。经过各种官能化的树脂，含有H+离子结构，能交换各种阳离子
2、的称为阳离子交换树脂，含有OH离子结构能交换各种阴离子的称为阴离子交换树脂。它们主要用于水的处理。,离子交换树脂,离子交换树脂,酶属于高分子催化剂。,高分子催化剂,人工合成的方法模拟酶，将金属化合物结合在高分子配体上，开发高活性、高选择性的高效催化剂，这种高分子催化剂称为高分子金属催化剂。,这是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。,高分子分离膜,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
3、 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。,你知道吗？,高分子分离膜的应用：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,吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。吸附树脂的吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境关系密切：温度因素，树脂周围的介质。一般可分为吸水性高分子和吸油性高分子。,高分子吸附剂,导电高分子材料,具有半导体性质的聚乙炔,科学
4、视野,生物相容性,排斥,具有优异的_，较少受到_，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。,医用高分子材料,人造关节,这种“人造皮肤”能帮助伤口尽快恢复。比如烧烫伤，把水泡的水放出，用药清洗后，将“人造皮肤”敷贴在伤口上，很快“人造皮肤”就和人的身体长在一起，成了真的皮肤。,人造皮肤,人造血管,人造心脏,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？,太空服之父唐鑫源,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
5、不湿”的发明人，后来他被誉为美国“太空服之父”。,“神舟5号”、 “神舟6号”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”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线型结构为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水， 耐挤压。,吸水前,吸水后,纤维素的结构简式,发现其每个链节上都有
6、OH，它是一种亲水基,传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？,如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。,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？,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。,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,制备隐形眼镜所用的原料主要是丙烯酸羟乙酯（CH2=CHCOOCH2CH2OH）,二、合成功能高分子材料的路线方法,在合成高分子的主链或支链上引
7、入某种功能原子团，使其显示特殊功能。,直接合成具有新型骨架结构的高分子材料,1、基本合成思想：,2、需要考虑的问题：,高分子应具有怎样的主链？ 应带有的功能原子团？ 直接由带功能原子团的单体合成高分子？还是先合成高分子主链，在主链上引入功能原子团？,（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，形成共聚物。（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。,高吸水性材料的合成,交联剂进行交联以得到网状结构,三、复合材料,定义：将两种或两种以上不同性能的材料组合起来，在性能上取长补短，就可以得到比单一材料性能优越的
8、复合材料。,具有_ _等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。,性能：,强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,特点：在复合材料中，一种材料作为基体，另外一种材料作为增强剂，就好像人体中的肌肉和骨头一样，各有各的作用，结合在一起就产生某些特殊性能：例如玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）：,基 体 增强剂 复合材料,酚醛树脂 玻璃纤维 玻璃钢,玻璃钢,玻璃钢产品在化工、石油、建筑、体育、国防、航空航天工业等领域发挥重要作用。,碳纤维,碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。,隐形材料,对重要
9、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，应用范围不断扩大。如新型导电和电磁屏蔽材料。 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，并且取得了一定的进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。,四、有机高分子材料的发展趋势,有机高分子材料的发展趋势,研制新材料高分子智能材料超导材料光电转换材料生物材料光解水催化剂热电膜传感膜,旧材料改进推广新型导电塑料、电磁屏蔽材料等,1、下列不属于新型有机高分子材料是：（ ）A、高分子分离膜 B、液晶高分子材料C、生物高分子材料 D、有机玻璃,2、随着有机高分子材料的研究不断的加强和深入，使一些重要的通用高分子材料的应用范围不断扩大，下列应用范围是通用高分子材料的最新研究成果的是: ( )A、新型导电材料 B、仿生高分子材料C、高分子智能材料 D、电磁屏蔽材料,D,A、D,
