功能高分子材料

邁克爾-杰克遜----世界著名流行歌手當(dāng)前第1頁\共有27頁\編于星期二\18點一、功能高分子材料1．功能高分子材料：指既有傳統(tǒng)高分子材料的機械性能，以有某些特殊功能的高分子材料。2．幾種功能高分子材料的種類（2）高分子分離膜：①組成②特點③應(yīng)用（1）高吸水性材料—親水性高聚物（分子鏈帶有許多親水原子團(tuán)）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(zhì)有選擇地通過，而把另外一些物質(zhì)分離掉物質(zhì)分離當(dāng)前第2頁\共有27頁\編于星期二\18點當(dāng)前第3頁\共有27頁\編于星期二\18點當(dāng)前第4頁\共有27頁\編于星期二\18點淀粉高吸水性樹脂制備機理當(dāng)前第5頁\共有27頁\編于星期二\18點聚丙烯腈水解物

將聚丙烯腈用堿性化合物水解，再經(jīng)交聯(lián)劑交聯(lián)，即得高吸水性樹脂。如將廢晴綸絲水解后用氫氧化鈉交聯(lián)的產(chǎn)物即為此類。由于氰基的水解不易徹底，產(chǎn)品中親水基團(tuán)含量較低，故這類產(chǎn)品的吸水倍率不太高，一般在500～1000倍左右。高吸水性樹脂當(dāng)前第6頁\共有27頁\編于星期二\18點當(dāng)前第7頁\共有27頁\編于星期二\18點

能從海水中分離出淡水的逆滲透膜已達(dá)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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PEC—1000的海水淡化裝置對海水如加壓40～70公斤/平方厘米，就可以得到16％～20％的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自來水廠，是世界上最大的海水淡化廠，日供應(yīng)淡水12000噸，主要使用醋酸纖維素分離膜裝置。小資料：當(dāng)前第8頁\共有27頁\編于星期二\18點

分離膜具有神奇的魔術(shù)師般的本領(lǐng)，從下面的實驗中不難領(lǐng)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(nèi)，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(nèi)提取出酒精濃度達(dá)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。

你知道嗎？當(dāng)前第9頁\共有27頁\編于星期二\18點（3）醫(yī)用高分子材料①性能②應(yīng)用制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、腎等各種人工器官。如：人工心臟、人工關(guān)節(jié)、人造鼻等。優(yōu)異的生物相容性、很高的機械性能當(dāng)前第10頁\共有27頁\編于星期二\18點醫(yī)用高分子材料當(dāng)前第11頁\共有27頁\編于星期二\18點人造血管的發(fā)現(xiàn)2004年，美國生物醫(yī)藥專家從家豬體內(nèi)提取的細(xì)胞制成了一條完整的血管，之后，將每條新制的血管放在稱作生物反應(yīng)器的培養(yǎng)皿中，在反應(yīng)器上安裝一個微型泵并把它與新制成的人造血管相連。微型泵可以像人的心臟一樣有規(guī)律地跳動。在這種環(huán)境中培養(yǎng)幾個星期后，得到一條血管，人工合成的血管可以像真的血管一樣工作。研究人員將這種人造血管移植到家豬大腿主動脈上，在幾周內(nèi)該血管一直保持開放并且未發(fā)生血液凝結(jié)。當(dāng)前第12頁\共有27頁\編于星期二\18點人造心臟當(dāng)前第13頁\共有27頁\編于星期二\18點人工腎臟當(dāng)前第14頁\共有27頁\編于星期二\18點人工膝關(guān)節(jié)當(dāng)前第15頁\共有27頁\編于星期二\18點人工心臟瓣膜當(dāng)前第16頁\共有27頁\編于星期二\18點人造關(guān)節(jié)當(dāng)前第17頁\共有27頁\編于星期二\18點[拓寬]人體器官商店十年后的某一天，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(xì)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(nèi)。由于代用品相當(dāng)于老人自己的器官，手術(shù)之后自然不會發(fā)生任何排斥反應(yīng)，老人的生命因此而得到延續(xù)。當(dāng)前第18頁\共有27頁\編于星期二\18點當(dāng)前第19頁\共有27頁\編于星期二\18點（請你想一想）角膜接觸鏡，俗稱隱形眼鏡。目前大量使用的軟質(zhì)隱形眼鏡，它常用以下哪種材料制成的（）（A）有機玻璃（B）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物（C）聚氯乙烯（D）聚甲基丙烯酸羥乙酯D當(dāng)前第20頁\共有27頁\編于星期二\18點在1888年，奧地利植物學(xué)家萊尼茨爾合成了一種奇怪的有機化合物，它有兩個熔點。把它的液晶顯示屏固態(tài)晶體加熱到145℃時，便熔成液體，只不過是渾濁的，而一切純凈物質(zhì)熔化時卻是透明的。如果繼續(xù)加熱到175℃時，它似乎再次熔化，變成清澈透明的液體。后來，德國物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這種白濁物質(zhì)具有多種彎曲性質(zhì)，認(rèn)為這種物質(zhì)是流動性結(jié)晶的一種，由此而取名為LiquidCrystal，即液晶。當(dāng)前第21頁\共有27頁\編于星期二\18點液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等有機物。液晶也存在于生物結(jié)構(gòu)中，日常適當(dāng)濃度的肥皂水溶液就是一種液晶。目前，由有機物合成的液晶材料已有幾千種之多。由于生成的環(huán)境條件不同，液晶可分為兩大類：只存在于某一溫度范圍內(nèi)的液晶相稱為熱致液晶；某些化合物溶解于水或有機溶劑后而呈現(xiàn)的液晶相稱為溶致液晶。溶致液晶和生物組織有關(guān)，研究液晶和活細(xì)胞的關(guān)系，是現(xiàn)今生物物理研究的內(nèi)容之一。當(dāng)前第22頁\共有27頁\編于星期二\18點20世紀(jì)70年代初，Helfrich和Schadt利用液晶的電光效應(yīng)和集成電路相結(jié)合，將其制成顯示器件，實現(xiàn)了液晶材料的產(chǎn)業(yè)化。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（NT-LCD）材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在電子表和計算器上。80年代中期，開發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示（STN-LCD）材料，其產(chǎn)品主要應(yīng)用在BP機、移動電話和筆記本電腦上。酯類和聯(lián)苯類液晶化合物是STN-LCD用混晶材料的主要成分，國內(nèi)各科研機構(gòu)已開發(fā)了近千種，其中已有100種以上應(yīng)用于混晶配方。當(dāng)