第三节《功能高分子材料》课件----GD概况.ppt

《第三节《功能高分子材料》课件----GD概况.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三节《功能高分子材料》课件----GD概况.ppt（40页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 材料是人类赖以生存和发展的材料是人类赖以生存和发展的物质基础物质基础，是，是人类文明的重要人类文明的重要里程碑里程碑。当今有人将。当今有人将能源、信息能源、信息和材料和材料并列为并列为新科技新科技革命的革命的三大支柱三大支柱，而，而材料又材料又是能源和信息发展的物质基础是能源和信息发展的物质基础。从合成有机高分。从合成有机高分子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究、子材料出现的那一天起，人们始终在不断地研究、开发着性能更优异、应用更广泛的开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料新型材料，来，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、空间工业

2、和机械工业等尖端技术发展的需工程、空间工业和机械工业等尖端技术发展的需要。除了传统的三大合成材料外，又出现了要。除了传统的三大合成材料外，又出现了高分高分子膜，具有光、电、磁等子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料特殊功能的高分子材料，生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料和生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料和液晶高分子材料液晶高分子材料等许多等许多新型有机高分子材料新型有机高分子材料。第三节第三节功能高分子材料功能高分子材料1含义：含义：功能高分子材料是指功能高分子材料是指 。它它是是一一类类性性能能特特殊殊、使使用用量量小小、附附加加值值高高的的高高分分子子材材料料。高高分分子

3、子材材料料渗渗透透到到、等等领领域域后后开开发发涌涌现现出的一种新型材料。出的一种新型材料。2分类分类(1)新型新型 的高分子材料。的高分子材料。既有传统高分子既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料电子电子生物生物能源能源骨架结构骨架结构既有传统高分子既有传统高分子材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料材料的机械性能，又有某些特殊功能的高分子材料2、特殊功能材料，即在合成高分子特殊功能材料，即在合成高分子的的 上上引引入入某某种种 ，使使其其显显示示出出在在光光、电电、磁磁、声声、热热、化化学学、生物、医学等方面的特殊功能。

4、生物、医学等方面的特殊功能。3高吸水性树脂高吸水性树脂(1)合合成成方方法法对对 等等天天然然吸吸水水材材料料进进行行改改性性，在在它它们们的的高高分分子子链链上上再再接接上上含含 的的支支链链，以以提高它提高它们们的吸水能力。的吸水能力。以以带带有有 的的化化合合物物为为单单体，均聚或共聚得到体，均聚或共聚得到亲亲水性高聚物。水性高聚物。主主链链或支或支链链功能原子功能原子团团淀粉、淀粉、纤维纤维素素强强亲亲水性原子水性原子强强新水性原子新水性原子团团(2)性能性能可可吸吸收收几几百百至至几几千千倍倍于于自自身身质质重重的的水水，同同时时 能力能力强强，还还能耐一定能耐一定的的 作用。作用。

5、(3)应应用用:干干旱旱地地区区用用于于农农业业、林林业业、植植树树造造林林时时抗抗旱旱保保水水，改改良良土土壤壤，改改造造沙漠。沙漠。保水保水挤压挤压吸水能力高吸水能力高:可达自身重量的几百倍至几千倍。可达自身重量的几百倍至几千倍。吸水前吸水前吸水后吸水后超强吸水高分子材料超强吸水高分子材料保水能力高保水能力高:即使受压也不易失水即使受压也不易失水 用途用途植物养护泥植物养护泥各式吸潮剂各式吸潮剂超强吸水高分子材料综述超强吸水高分子材料综述时代周刊评出20世纪最伟大的100项发明，其中“尿不湿”榜上有名 为什么为什么“尿不湿尿不湿”能评为能评为2020世纪最伟大世纪最伟大的的100100项发

6、明呢！最初项发明呢！最初是为谁专门设计的呢？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，华人何解决宇航员的排尿问题迫在眉睫，华人唐鑫唐鑫源源成为成为“尿不湿尿不湿”的发明人，后来他被誉为美的发明人，后来他被誉为美国国“太空服之父太空服之父”。美国从美国从19591959起甄选的起甄选的7 7位宇航员合影位宇航员合影“神舟7号”、“神舟8号”上天的三位航天员先后也都使用了“尿不湿”航天员专用航天员专用“尿不湿尿不湿”1 1克能吸收约克能吸收约10001000克水克水 ，吸水性远强于一般婴儿使用的，吸水性远强于

7、一般婴儿使用的“尿不湿尿不湿”“尿不湿尿不湿”起作用的物质是一种起作用的物质是一种功能功能高分子高分子材料，具有材料，具有很强的吸水能力很强的吸水能力。它所。它所用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构用的材料是高吸水性树脂（常用网状结构的聚丙烯酸钠的聚丙烯酸钠 ）聚丙烯酸钠如何合成？聚丙烯酸钠如何合成？思考：如何思考：如何以带有强亲水性原子团的化合物以带有强亲水性原子团的化合物CHCH2 2=CHCOOH=CHCOOH制得网状聚丙烯酸钠？制得网状聚丙烯酸钠？成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。先将丙烯酸与先将丙烯酸与NaOH溶液反应制得丙烯酸钠溶液反应制得丙烯

8、酸钠单体，再通过加入少量交联剂使其发生聚单体，再通过加入少量交联剂使其发生聚合从而得到聚丙烯酸钠合从而得到聚丙烯酸钠+H2OCH2=CH-CONaOCH2=CH-COHO+NaOH CH2-CH _nOCONa催化剂催化剂nCH2=CH-CONaO同时要加入同时要加入少量二烯作少量二烯作交联剂交联剂加交联剂的目的是什么？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，为体型结构，使其既有吸水性而又不溶于水，耐挤压。耐挤压。如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。如旱地种植、改良土壤、改造沙漠等。思考：思考：思

9、考：思考：强吸水能力的功能高分子材料除强吸水能力的功能高分子材料除了用于了用于“尿不尿不湿湿”，还有哪些用途？，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、释水料。无毒无害，反复吸水、释水“微型微型水库水库”。同时，它还能吸收肥料、农药、并。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。广泛用于农业、林业、园艺、建筑等。上世纪上世纪7070年代发展起来的亲水隐形眼镜年代发展起来的亲水隐形眼镜具有特点：具有特点：吸收相当于自重吸收相当

10、于自重80%80%水，才变得柔水，才变得柔软、透气、舒适、戴时长软、透气、舒适、戴时长 制备隐形眼镜所用的原料制备隐形眼镜所用的原料主要是主要是丙烯酸羟乙酯丙烯酸羟乙酯（CHCH2 2=CHCOOCH=CHCOOCH2 2CHCH2 2OHOH）（4）高分子分离膜：）高分子分离膜：组成组成特点特点应用应用具有特殊分离功能的高分具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜子材料制成的薄膜能让某些物质有选择地通过，而能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉把另外一些物质分离掉物质分离物质分离常见高功能材料主要功能主要应用高分子膜高分子分离膜选择性地允许某些物质通过处理废水、废液海水淡化浓缩果汁、

11、乳品加工、酿酒等高分子传感膜把化学能转换成电能发电开发新型电池高分子热电膜把热能转换成电能发电开发新型电池医用高分子材料具有优异的生物相容性具有某些特殊功能人造器官偏光显微镜下的高分子液晶电致发光高分子医用高分子材料医用高分子材料生物相容性生物相容性排斥排斥具有优异的具有优异的_，较少受到，较少受到_，可以满足人工器官对材料的苛刻要求。可以满足人工器官对材料的苛刻要求。如：人造心脏、人造如：人造心脏、人造关节关节、人造鼻等。、人造鼻等。二复合材料二复合材料1定义：定义：两种或两种以上的材料组两种或两种以上的材料组合成的一种新型的材料。合成的一种新型的材料。其中一种材料作为其中一种材料作为基体基

12、体，另外一另外一种材料作为种材料作为增强剂增强剂。2特性：特性：质轻、高强度、耐腐蚀、质轻、高强度、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗冲击、绝缘、耐高温、抗氧化、抗冲击、绝缘、吸波性等。吸波性等。3用途：用途：飞机、导弹、火箭、卫飞机、导弹、火箭、卫星、宇宙飞船、轮船、建筑、体星、宇宙飞船、轮船、建筑、体育用品等。育用品等。复合材料玻璃钢复合材料玻璃钢玻玻 璃璃 钢钢 游游 艇艇玻璃钢冷却塔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载人飞船等高端技术领域发挥重要作用业包括神州载人飞船等高端技术领域发挥重要作用安全安全玻

13、璃玻璃复合材料玻璃钢 碳纤维复合材料，它具有强度高、耐疲劳、重量碳纤维复合材料，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。沥青或煤沥青为原料。复合材料复合材料碳纤维碳纤维复合材料复合材料隐形飞机上的特殊材料隐形飞机上的特殊材料固体火箭发动机固体火箭发动机复合材料喷管复合材料喷管功能高分子材料功能高分子材料复合材料复合材料既有既有传统传统高分子的机械性能，高分子的机械性能，又有一些特殊性能的高分子材又有一些特殊性能的高分子材料料两种或两种以上材料两种或两种以上材料组组合合成的一种新型的材料。含

14、成的一种新型的材料。含有基体和增有基体和增强强剂剂两种材料两种材料性能性能高分子分离膜能高分子分离膜能让让某些物某些物质质有有选择选择地通地通过过，而把另外一些物，而把另外一些物质质分离掉。医用高分子材料具分离掉。医用高分子材料具有有优优异的生物相容性、很高的异的生物相容性、很高的机械性能机械性能强强度高、度高、质质量量轻轻、耐高温、耐高温、耐腐耐腐蚀蚀用途用途高分子分离膜用于生活高分子分离膜用于生活污污水、水、工工业业的的废废液液处处理、海水淡化、理、海水淡化、食品工食品工业业、医用高分子材料，、医用高分子材料，可制成人工器官可制成人工器官用作宇航材料，用于汽用作宇航材料，用于汽车车工工业业

15、、机械工、机械工业业、体育用、体育用品、人品、人类类健康健康有机高分子材料的发展趋势有机高分子材料的发展趋势1、对重要的通用有机高分子材料继续进、对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。如：应用范围不断扩大。如：导电塑料导电塑料 2、与人类自身密切相关、具有特殊功能、与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定的进展。如：一定的进展。如：仿生高分子材料、智能仿生高分子材料、智能高分子材料高分子材料、超导材料、光电转换材料、超导材料、光电转换材料、生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感生物材料、光解水催化剂、热电膜、传感膜等膜等。