1、第三节 功能高分子材料,人造心脏,人工心脏瓣膜,当今社会的三大支柱产业：材料、能源、信息,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。,1、功能高分子材料的涵义,具有新型骨架结构的高分子材料和在天然或合成高分子的主链或支链上引入某种功能的官能团，使其显示出在光、电、磁、声、热、化学、生物、医学等方面的特殊功能的高分子。zxxk,例：高吸水性材料、高分子分离膜 液晶高分子、医用高分子、高分子涂料等,邓小平,美国时代周刊这份杂志在全美乃至全球都很有影响力。,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
2、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”。,“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”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。,资料显示：1987年，英国一次性尿布销售利润达2亿英镑。设想一下我们中国这样一个人口大
3、国，利润有多么惊人！,你了解“尿不湿”的材料吗？它应该有什么性能？,“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？,CH2=CHCOOH CH2=CHCOONa 加交联剂得网状结构,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。,纤维素的结构简式,传统吸水性的材料棉花为何有一定的吸水性？,发现其每个链节上都有OH，它是一种亲水基,一、 高吸水性高分子化合物（
4、树脂） 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)同时与交联剂反应形成聚丙烯酸钠接枝共聚物高吸水性树脂（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）,两种制法的共同特点： 都要在反应中加入少量或含两个双键的二烯化合物作为交联剂，让高聚物分子链间发生交联，得到具有网状结构的树脂。,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
5、 “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。学科网,科学探究,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）,（2）高分子分离膜,高分子分子膜的特点：能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。,分子膜的应用： 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,高分子分离膜的组成：是用具有特殊分离功能的高分子材料制成,（3）医用高分
6、子材料：,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。,人造关节,人工心脏瓣膜,人造皮肤,人造血管,一张柔软的纸，白中透出微黄，这张不起眼的“白纸”就是填补国内空白的高科技“人造皮肤”。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。,人造心脏,人造肾脏,人工膀胱,人造膝关节,二、复合材料,1复合材料涵义：,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_，另外材料做为_。,具有_等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。,2复合材料的性能：,基体,增强剂,强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀,复合材料玻璃钢,玻 璃 钢 游 艇,玻璃钢冷却塔,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,鲨鱼皮泳衣,轻便赛车,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。组卷网,复合材料碳纤维,复合材料隐形飞机上的特殊材料,
