高分子化合物的合成 6

1、 指既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性 能，又有某些特殊功能的高分子材料。 功能高分子材料功能高分子材料 2幾種功能高分子材料的種類 功能高分子材料 一.高吸水性材料 二.高分子分離膜 四.復合材料 三.醫(yī)用高分子材料 五.高分子材料的發(fā)展趨勢 探尋功能高分子材料時應考慮的問題： (1).具有什么樣的主鏈？ (2).具有什么樣的功能基？ (3).不斷修正。 單體 官能團 一.高吸水性材料 親水性高聚物 （分子鏈帶有許多親水原子團） 鄧小平鄧小平 美國時代周刊這份雜志在全美乃至全球都很有影響力。美國時代周刊這份雜志在全美乃至全球都很有影響力。 時代周刊評出20世紀最偉大的 100項發(fā)明，其中“尿不濕”

2、榜上有名 為什么“尿不濕” 能評為20世紀最偉大 的100項發(fā)明呢！最初 是為誰專門設計的呢？ 美國在上世紀六十年代初，航天事業(yè)崛起，如美國在上世紀六十年代初，航天事業(yè)崛起，如 何解決宇航員的排尿問題迫在眉睫 ，華人唐鑫 源源成為成為“尿不濕尿不濕”的發(fā)明人，后來他被譽為美的發(fā)明人，后來他被譽為美 國“太空服之父”。 美國從1959起甄選的7位宇航員合影 “ 神舟5號”、 “神舟6號”等上天的三位航 天員 先后也都使用了“尿不濕” 航天員專用航天員專用“尿不濕尿不濕”1 1克克能吸收能吸收約約10001000克水克水 ， 吸水性遠強于一般嬰兒使用的吸水性遠強于一般嬰兒使用的“尿不濕尿不濕” “

3、尿不濕尿不濕”是航天產品“下凡”的成功典范！ 現在不僅是嬰幼兒使用，還有供特殊成人使 用的，更有趣的是有些寵物也系上了“尿不 濕”出門溜達，以保護公共衛(wèi)生 。 “尿不濕”起作用的物質是一種 功能 高分子材料，具有很強的吸水能力。它所 用的材料是高吸水性樹脂（常用網狀結構 的聚丙烯酸鈉 ） 聚丙烯酸鈉如何合成？ 思考：如何以帶有強親水性原子團的化合物 CH2=CHCOOH制得網狀聚丙烯酸鈉？ 加交聯(lián)劑的目的是什么？ 高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是 變支鏈型 結構為體型結構，使其既有吸水性而又不溶于 水， 耐擠壓。 如旱地種植、改良土壤、改造沙漠等。 思考：思考：強吸水能力的功能高分子材料除了用于

4、“尿不 濕”，還有哪些用途？ 保水劑是一種吸水能力特強的功能高分子材 料。無毒無害，反復吸水、釋水 “ 微型 水庫”。同時，它還能吸收肥料、農藥、并 緩慢釋放，增加肥效、藥效。高吸水性樹脂 廣泛用于農業(yè)、林業(yè)、園藝、建筑等。 吸水性高分子制法吸水性高分子制法 (2).以帶有強親水基的化合物為單體，均聚 或共聚得到親水性高聚物如聚丙烯酸鈉 （同時加入交聯(lián)劑） 。 (1).對天然吸水性高分子材料（淀粉、纖維 素）進行改性，在它們的高分子鏈上再接上 含強親水性原子團的支鏈，形成接枝共聚物 (如與丙烯酸鈉共聚) 親水基 O H O H OH O H O H O HHO HH O HH O HH O H

5、H 纖維素鏈 纖維素的結構簡式 傳統(tǒng)吸水性的材料棉花為何有一定的吸水性？ 發(fā)現其每個鏈節(jié)上都有 OH，它是一種親水基 傳統(tǒng)吸水性材料 吸水性高分子材料 種類 吸水性 保水性 結論 用途 紙、棉布（纖維素） 動物膠、海綿、泡沫塑料 聚丙烯酸鈉等 吸收與自身等量 或最多幾十倍的水 吸收相當于自身幾 百倍到幾千倍的水 遭受外力易擠出水 遭受外力不擠出水 良好吸水性 優(yōu)異吸水性 保水性 十分有限 驚人效益 返回 具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜 能讓某些物質有選擇地通過，而把另外一些物 質分離掉 二.高分子分離膜 .組成 .特點 .應用 生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海 水、苦咸水的淡化； 濃

6、縮天然果汁、乳制品 加工、釀酒、各種能源的轉換(傳感膜、熱電膜) 具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄 膜，它的特點是能讓某些物質有選擇地通過， 而把另外一些物質分離掉。 能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達到大 規(guī)模使用的階段，它也是一種半透膜，只讓水分 子通過，而使含鹽的低分子溶質幾乎不能通過， 施加一定的壓力后，就能使水加速擠出。采用不 同結構的逆滲透膜就可以獲得工業(yè)鍋爐水、飲料 水、無菌水、去離子水、洗滌半導體的超純水等。 在非洲一些缺水地區(qū)建立起不少海水淡化裝置。 一種PEC1000的海水淡化裝置對海水如加壓 4070公斤/平方厘米，就可以得到1620的 淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自來

7、水廠，是世界 上最大的海水淡化廠，日供應淡水12000噸，主要 使用醋酸纖維素分離膜裝置。 分離膜具有神奇的魔術師般的本領，從下面 的實驗中不難領會。將一瓶含酒精4.5的普通啤 酒用水稀釋成兩瓶，然后倒入玻璃容器內，只要 將這種溶液通過薄薄的一層分離膜，就能夠在幾 分鐘內提取出酒精濃度達 93的乙醇。這種乙醇 用一根火柴就能點燃。這個實驗中在分離膜的表 面施加了高頻電場，促使乙醇溶解、擴散、和水 分離，所耗電能僅為蒸餾法的十分之一。在過去 要從液體中分離另一種液體，只能使用蒸餾法。 返回 三.醫(yī)用高分子材料 具有優(yōu)異的_，較少受到_， 可以滿足人工器官對材料的苛刻要求。 如：人造心臟、人造關節(jié)

8、、人造鼻等。 生物相容性 排斥 相容性、親和性、排異性、機械性 上世紀70年代發(fā)展起來的親水隱形眼鏡 具有特點：吸收相當于自重80%水，才變得柔 軟、透氣、舒適、戴時長 制備隱形眼鏡所用的原料 主要是丙烯酸羥乙酯 （CH2=CHCOOCH 2CH2OH） 十年后的某一天，一位老人被告之他的 心臟正在急速衰竭，需要更換左心室。主治 醫(yī)師將他健康的心臟細胞組織切片送到一家 組織實驗室，即人造器官工廠。研究人員利 用組織切片和特殊聚合物制造出代用的左心 室。三個月后，代用左心室被冷凍、包裝并 送往醫(yī)院。醫(yī)生將代用品換到老人的心臟內。 由于代用品相當于老人自己的器官，手術之 后自然不會發(fā)生任何排斥反應

9、，老人的生命 因此而得到延續(xù)。 人體器官商店 返回 四.復合材料 1涵義： 指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型 材料。其中一種做為 _，另外材料做 為_。 具有_ _ _等 優(yōu)異性能，在綜合性能上超過了單一材料。 2性能： 基體 增強劑 強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕 復合材料玻璃鋼復合材料玻璃鋼 玻 璃 鋼 游 艇 玻璃鋼冷卻塔 玻璃鋼產品在化工、石油、建筑、體育、國防、航空航天工業(yè)包 括神州五號載人飛船等高端技術領域發(fā)揮重要作用 碳纖維復合材料，它具有強度高、耐疲勞、 重量輕等優(yōu)點，主要以聚丙烯腈為原料，也可用主要以聚丙烯腈為原料，也可用 人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料。人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料。 復合材料復合材料碳纖維碳纖維 碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是 一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹 鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅 那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力 學性能的新型材料。 目前，人們還不能直接 用碳或石墨來抽成碳纖維，只能采用一些含 碳的有機纖維（如尼龍絲、腈綸絲、人造絲 等）做原料，將有機纖維跟塑料樹脂結合在 一起，放在稀有氣體的氣氛中，在一定壓強 下強熱炭化而成，而碳纖維零件都是把碳纖 維經過高溫高壓制做而