人教版選修5 第五章第三節(jié)　功能高分子材料 課件（42張）.pptxVIP

第三節(jié)功能高分子材料 2020年3月10日星期二 當(dāng)今社會(huì)的三大支柱產(chǎn)業(yè) 材料 能源 信息 探尋功能高分子材料時(shí)應(yīng)考慮的問題 1 具有什么樣的主鏈 單體2 具有什么樣的功能基 官能團(tuán)3 不斷修正 例如 高吸水性樹脂 1 對天然吸水性高分子材料進(jìn)行改性 形成接枝共聚物 與丙烯酸鈉共聚 材料 2 以帶有強(qiáng)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(shí)加入交聯(lián)劑 有機(jī)化學(xué)不僅是一門科學(xué) 也是一門藝術(shù)organicchemistry notonlyascience butalsoanart 功能高分子材料 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(jī)械性能 以有某些特殊功能的高分子材料 2 功能高分子材料的種類高分子分離膜 這是具有特殊分離功能的高分子材料制成的薄膜 它的特點(diǎn)是能讓某些物質(zhì)有選擇地通過 而把另外一些物質(zhì)分離掉 凈水機(jī)的原理 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 分離膜具有神奇的魔術(shù)師般的本領(lǐng) 從下面的實(shí)驗(yàn)中不難領(lǐng)會(huì) 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(diǎn)燃 這個(gè)實(shí)驗(yàn)中在分離膜的表面施加了高頻電場 促使乙醇溶解 擴(kuò)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 醫(yī)用高分子材料 具有優(yōu)異的生物相容性 較少受到排斥 可以滿足人工器官對材料的苛刻要求 如 人工心臟 人工關(guān)節(jié) 人造鼻等 下面的圖中給出了一些有關(guān)人工器官的圖片 醫(yī)用高分子材料 人造血管的發(fā)現(xiàn)兩年前 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(gè)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(dòng) 在這種環(huán)境中培養(yǎng)幾個(gè)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(dòng)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) 人造心臟 人工腎臟 人工膝關(guān)節(jié) 人工心臟瓣膜 人造關(guān)節(jié) 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(shí)驗(yàn)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(gè)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(huì)發(fā)生任何排斥反應(yīng) 老人的生命因此而得到延續(xù) 超強(qiáng)吸水高分子材料 也稱為高吸水性樹脂 超強(qiáng)吸水劑 高吸水性聚合物 是一種具有優(yōu)異吸水能力和保水能力的新型功能高分子材料 超強(qiáng)吸水功能高分子材料 吸水能力高 可達(dá)自身重量的幾百倍至幾千倍 用途 植物養(yǎng)護(hù)泥 各式吸潮劑 用有高吸水性的高分子材料制作的 可吸收自重幾百倍的水 但仍保持干爽 成分 聚乙烯醇 聚丙烯酸鹽交聯(lián)可得 啟示 食品保鮮 人造皮膚 防止土壤沙漠化 保水能力高 即使受壓也不易失水 材料加水?dāng)D壓 科學(xué)探究 吸水樹脂的離子型網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓 水份進(jìn)一步滲入 水分子通過氫鍵與樹脂的親水基團(tuán)作用 親水基團(tuán)離解 離子之間的靜電排斥力使樹脂的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張 交聯(lián)點(diǎn) 內(nèi) 外 學(xué)與問 釋疑 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(jī)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 練習(xí)一 寫出下列聚合反應(yīng)方程式 1 丙烯酸與氫氧化鈉制備聚丙烯酸鈉2 1 3 丁二烯加聚 催化劑 nch2 ch ch ch2 催化劑 naoh h2o n 同時(shí)要加入少量二烯作交聯(lián)劑 之后要加入少量交聯(lián)劑 硫化劑 學(xué)與問 p 114 為什么要做成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 目的是否相同 nch2 ch ch ch2 催化劑 c c ch2 ch2 h hn 1234 14 23 硫化劑的作用是打開順式聚1 3 丁二烯的雙鍵 以 s s 鍵將順丁橡膠的線型結(jié)構(gòu)連接為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 得到既有彈性又有強(qiáng)度的橡膠 高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變線型結(jié)構(gòu)為體型結(jié)構(gòu) 使其既有吸水性而又不溶于水 耐擠壓 功能高分子材料 在高分子鏈上接上帶有具有某種功能的官能團(tuán)使其在物理 化學(xué) 生物 醫(yī)學(xué)等方面具有特殊功能的高分子材料 功能高分子材料 物理功能高分子材料 化學(xué)功能高分子材料 如導(dǎo)電高分子 高分子半導(dǎo)體 光導(dǎo)電高分子 壓電及熱電高分子 磁性高分子 光功能高分子 液晶高分子和信息高分子材料等 如反應(yīng)性高分子 離子交換樹脂 高分子分離膜 鰲合高分子 高分子催化劑 高分子試劑及人工臟器等 生物功能高分子材料 如生物高分子模擬酶 高分子藥物 人工骨材料 醫(yī)用高分子材料 液晶材料 1888年 奧地利科學(xué)家f reinitzer發(fā)現(xiàn)了液晶 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(shí)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(jì)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(jī) 移動(dòng)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(jī)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 二 復(fù)合材料 1 復(fù)合材料 指兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料 其中一種做為基體 另外材料做為增強(qiáng)劑 2 復(fù)合材料的性能 具有強(qiáng)度高 質(zhì)量輕 耐高溫 耐腐蝕等優(yōu)異性能 在綜合性能上超過了單一材料 b 2a飛機(jī)的整個(gè)機(jī)身 除主梁和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙使用的是鈦復(fù)合材料外 其它部分均由碳纖維和石墨等復(fù)合材料構(gòu)成 不易反射雷達(dá)波 并且 這些不同的復(fù)合材料部件不是靠鉚釘拼合 而是經(jīng)高壓壓鑄而成 另外 機(jī)翼的前緣還全部包覆上了一層特制的吸波材料 ram 位于機(jī)翼前部 內(nèi)裝雷達(dá)掃瞄天線陣列的兩個(gè)方形突出部件 也采用了特殊的吸波材料 此外 b 2a的整個(gè)機(jī)體都噴涂上了特制的吸波油漆 這在很大程度上降低了敵方探測雷達(dá)的回波 復(fù)合材料 玻璃鋼 功能高分子材料的應(yīng)用 1 旱地種植 改良土壤 改造沙漠 尿不濕等 2 液晶高分子 醫(yī)用高分子 高分子涂料 導(dǎo)電高分子等 復(fù)合材料 1 復(fù)合材料是兩種或兩種以上材料組合成的一種新型材料 其中一種材料作為基體 其他材料作增強(qiáng)劑 2 復(fù)合材料具有強(qiáng)度高 質(zhì)量輕 耐高溫 耐腐蝕等優(yōu)異性能 在綜合性能上超過單一材料 練習(xí)p 11612 作業(yè) p 1163 功能高分子材料與復(fù)合材料的概念 性能及應(yīng)用 功能高分子材料 d a 探求某種新型高分子材料 需要研究分子結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系b 新科技革命的三大支柱產(chǎn)業(yè)為能源 信息和材料c 帶有強(qiáng)親水性原子團(tuán)的化合物共聚可以得到強(qiáng)親水性高聚物d 具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物具有強(qiáng)吸水性 解析 具有強(qiáng)親水性的原子團(tuán)作支鏈 同時(shí)與交聯(lián)劑反應(yīng) 生成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物才具有強(qiáng)吸水性 練習(xí) 1 下列材料中屬于功能高分子材料的是 d 高分子膜 生物高分子材料 隱身材料 液晶高分子材料 光敏高分子材料 智能高分子材料 a b c d 全部 d a 高吸水性樹脂主要用于干旱地區(qū)抗旱保水 改造沙漠b 離子交換樹脂主要用于分離和提純物質(zhì)c 醫(yī)用高分子可用于制造醫(yī)用器械和人造器官d 聚乙炔膜可用于分離工業(yè)廢水和海水的淡化 復(fù)合材料 例2 隨著社會(huì)的發(fā)展 復(fù)合材料是一類新型的有發(fā)展前途的材料 目前 復(fù)合材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域是 a 高分子分離膜b