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1、第三節(jié) 功能高分子材料,人造心臟,人工心臟瓣膜,當今社會的三大支柱產業(yè)：材料、能源、信息,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？單體 2）具有什么樣的功能基？官能團 3）不斷修正。,1、功能高分子材料的涵義,具有新型骨架結構的高分子材料和在天然或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、聲、熱、化學、生物、醫(yī)學等方面的特殊功能的高分子。,例：高吸水性材料、高分子分離膜 液晶高分子、醫(yī)用高分子、高分子涂料等,,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。,時代周刊評出20世紀最偉大的100項發(fā)明，其中“尿不濕” 榜上有名,為什么“

2、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，如何解決宇航員的排尿問題迫在眉睫，華人唐鑫源成為“尿不濕”的發(fā)明人，后來他被譽為美國“太空服之父”。,“神舟5號”、 “神舟6號”上天的三位航天員先后也都使用了“尿不濕”,航天員專用“尿不濕”1克能吸收約1000克水 ，吸水性遠強于一般嬰兒使用的“尿不濕”,“尿不濕”是航天產品“下凡”的成功典范！現(xiàn)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。,資料顯示：1987年，英國一次性尿布銷售利潤達2億英鎊。設想一下我們中國這樣一個人

3、口大國，利潤有多么驚人！,你了解“尿不濕”的材料嗎？它應該有什么性能？,“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？,CH2=CHCOOH CH2=CHCOONa 加交聯(lián)劑得網狀結構,,加交聯(lián)劑的目的是什么？,高吸水性樹脂加交聯(lián)劑的目的是變線型結構為體型結構，使其既有吸水性而又不溶于水，耐擠壓。,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(xiàn)其每個鏈節(jié)上都有OH，它是一種親水基,一、 高吸水性高分子

4、化合物（樹脂） 制法： （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)同時與交聯(lián)劑反應形成聚丙烯酸鈉接枝共聚物高吸水性樹脂 （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）,兩種制法的共同特點： 都要在反應中加入少量或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。,如旱地種植、改良土壤、改造沙漠等。,思考：強吸水能力的功能高分子材料除了用于 “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

5、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。,科學探究,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=CHCOOCH2CH2OH）,（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。,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,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,（

6、3）醫(yī)用高分子材料：,生物相容性,排斥,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)、人造鼻等。,人造關節(jié),人工心臟瓣膜,人造皮膚,人造血管,一張柔軟的紙，白中透出微黃，這張不起眼的“白紙”就是填補國內空白的高科技“人造皮膚”。這種“人造皮膚”能幫助傷口盡快恢復。比如燒燙傷，把水泡的水放出，用藥清洗后，將“人造皮膚”敷貼在傷口上，很快“人造皮膚”就和人的身體長在一起，成了真的皮膚。,人造心臟,人造腎臟,,人工膀胱,人造膝關節(jié),二、復合材料,1復合材料涵義：,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復合材料的性能：,基體,增強劑,強度高、質量輕、耐高溫、耐腐蝕,復合材料玻璃鋼,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,鯊魚皮泳衣,輕便賽車,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，也可用人造絲、石油瀝青或煤瀝青為原料。,復合材料碳纖維,復合材料隱形飛機上的特殊材料,