第3節(jié)《功能高分子材料》 課件

1、金太陽好教育云平臺 第3節(jié) 功能高分子材料第五章第五章 進入合成有機高分進入合成有機高分子化合物的時代子化合物的時代 本節(jié)課的授課內容是功能高分子材料。首先由課件展現邁克爾-杰克遜的面部皮膚由黑變白，導入功能高分子材料的新課。講授功能高分子材料的定義、涵義和分類。幾種功能的高分子材料：高吸水性樹指、高分子他離膜、醫(yī)用高分子材料。講授復合材料的定義、性能和應用。 課件中插入了形狀記憶的高分子材料的視頻，視頻中演示了作為防偽鑒別的高分子材料魔術般的變化效果，對于提高學生的學習興趣，拓展學生的科學視野會起到良好的作用。邁克爾邁克爾- -杰克遜杰克遜-世界著名流行歌手世界著名流行歌手有機化學不僅是一門

2、科學，也是一門藝術Organic chemistry: Not only a science, but also an Art一、功能高分子材料2、功能高分子材料的涵義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。在合成高分子的主鏈或支鏈上引入某種功能的官能團，使其顯示出在光、電、磁、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能。功能高分子光敏高分子導電高分子高分子催化劑與試劑微生物降解高分子生物醫(yī)藥高分子高分子吸附劑高分子膜高吸水性樹脂交換型高分子感光樹脂光致變色高分子光導電高分子高分子半導體高分子導體超導高分子離子交換樹脂電子交換樹脂高分子藥物醫(yī)用高分子仿生高分子3

3、、功能高分子材料的品種和分類4、幾種功能高分子材料（1）高吸水性樹脂a、對淀粉、纖維素等天然吸水材料進行改性，在他們的高分子鏈上再接上含強吸水性原子團 的支鏈。合成方法：b、以帶有強親水性原子團的化合物，均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物。如：丙烯酸CH2CHCOOH為單體，均聚或兩種單體共聚得到親水性高聚物。 丙烯酸單體與NaOH中和得到丙烯酸鈉，加入少量交聯(lián)劑，再在引發(fā)劑作用下發(fā)生聚合，得到具有網狀結構的聚丙烯酸鈉高吸水性樹脂。（1）高吸水性樹脂合成方法的特點： 在反應中加入少量含兩個雙鍵的二烯化合物作為交聯(lián)劑，讓高聚物分子鏈間發(fā)生交聯(lián)，得到具有網狀結構的樹脂。（2）應用： 可以在干旱地區(qū)

4、用于農業(yè)、林業(yè)、植物造林時抗旱保水、改良土壤、改造沙漠。植物養(yǎng)護泥植物養(yǎng)護泥各式吸潮劑各式吸潮劑醫(yī)用吸水膠布醫(yī)用吸水膠布尿不濕尿不濕 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。嬰兒尿不濕郵票背膠吸濕性強粘貼力強對人體無害在橡膠工業(yè)中，制造橡膠要經過硫化工藝，將順丁橡膠的線型結構連接成網狀結構。在制備高吸水性樹脂時也要加入交連劑，以得到具有網狀結構的樹脂。請你想一想，為什么都要做成網狀結構呢？目的是否相同？（1）橡膠工業(yè)將線型結構連接成網狀結構是為增加橡膠的強度；（2）高吸水性樹脂將線型結

5、構連接成網狀結構是使它既吸水又不溶于水。（2）高分子分離膜高分子分子膜的特點：能夠有選擇地讓某些物質通過，而把另外一些物質分離掉。（2）高分子分離膜高分子分離膜的組成：是用具有特殊分離功能的高分子材料制成。 分子膜的應用：生活用水、工業(yè)廢水等廢液的處理；海水、苦咸水的淡化； 濃縮天然果汁、乳制品加工、釀酒、各種能源的轉換。 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

6、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

7、法。 （3）醫(yī)用高分子材料應用：制作人體的皮膚、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、腎等各種人工器官。性能：優(yōu)異的生物相容性；很高的機械性能。 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、人工關節(jié)、人造鼻等，下面的圖中給出了一些有關人工器官的圖片。醫(yī)用高分子材料人造血管的發(fā)現 幾年前，美國生物醫(yī)藥專家 從家豬體內提取的細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器的培養(yǎng)皿中，在反應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

8、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，在幾周內該血管一直保持開放并且未發(fā)生血液凝結。 人造心臟人造心臟人工腎臟人工腎臟人工膝關節(jié)人工膝關節(jié)人工心臟瓣膜人工心臟瓣膜人造關節(jié)人造關節(jié)醫(yī)用高分子及用途 人造心臟硅橡膠、聚氨酯橡膠人造血管聚對苯二甲酸乙二酯隱開眼鏡聚甲基丙烯酸羥乙酯、有機硅橡膠人造腎醋酸纖維、聚酯纖維人造鼻聚乙烯 有機硅橡膠人造骨、關節(jié)聚甲基丙烯酸甲酯人造肌肉硅橡膠和絳綸織物人造皮膚硅橡膠、聚多肽人造角膜、肝臟，人工紅血球、人工血漿、食道、尿道、腹膜拓寬 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胞

9、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，老人的生命因此而得到延續(xù)。1888年，奧地利科學家年，奧地利科學家FReinitzer發(fā)現了液晶。發(fā)現了液晶。20世紀世紀70年代初，年代初，Helfrich和和Schadt利用液晶的電光效應和集成電路相結合，將其制成顯示器件，實利用液晶的電光效應和集成電路相結合，將其制成顯示器件，實現了液晶材料的產業(yè)化。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（現了液晶材料的產業(yè)化

10、。這種液晶材料稱為扭曲向列相液晶顯示（NT-LCD）材料，其產品主要應用在電子表和計算器上。）材料，其產品主要應用在電子表和計算器上。80年代中期，開發(fā)成年代中期，開發(fā)成功超扭曲向列相液晶顯示（功超扭曲向列相液晶顯示（STN-LCD）材料，其產品主要應用在）材料，其產品主要應用在BP機、移機、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用混晶材料用混晶材料的主要成分，國內各科研機構已開發(fā)了近千種，其中已有的主要成分，國內各科研機構已開發(fā)了近千種，其中已有100種以上應用于種以上應用于混晶配方?；炀浞?。液晶材料 B2飛機的整個機身

11、，除主梁和發(fā)動機機艙使用的是欽復合材料外，其它部分均由碳纖維和石墨等復合材料構成，不易反射雷達波。并且，這些不同的復合材料部件不是靠鉚釘拼合，而是經高壓壓鑄而成。另外，機翼的前緣還全部包覆上了一層特制的吸波材料(RAM)。位于機翼前部、內裝雷達掃瞄天線陣列的兩個方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，B2A的整個機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的回波。該視頻為形狀記憶的高分子材料該視頻為形狀記憶的高分子材料防偽鑒別材料防偽鑒別材料。http:/ ）A高分子分離膜B液晶高分子材料C生物高分子材料D有機玻璃分析:有機玻璃是傳統(tǒng)三大合成材料中的塑料，它不屬于新型有機

12、高分子材料。D2.角膜接觸鏡，俗稱隱形眼鏡。目前大量使用的軟質隱形眼鏡，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D3.隨著有機高分子材料的研究不斷的加強和深入，使一些重要的通用高分子材料的應用范圍不斷擴大，下列應用范圍是通用高分子材料的最新研究成果的是( )（A）新型導電材料（B）仿生高分子材料（C）高分子智能材料（D）電磁屏蔽材料分析：隨著社會的進步，科學技術的發(fā)展，高分子材料的作用越來越重用。特別是在尖端技術領域，對合成材料提出了更高的要求，尤其是在具有特殊性質的功能性材料和多種功能集一身的復合材料。啟示：高分子材料的研究方面是一方面對重要的通用有機高分子材料繼續(xù)改進和推廣。另一方面研究與人類自身密切相關，具有特殊功能材料。AD演講主題： 1.神奇的功能高分子材料； 2.神奇的復合材料3.根據所學的知識，充分發(fā)揮自己的想象力，以新型高分子材料為載體，日常生活中的各種需求