步步高 同课异构【化学】5.3《功能高分子材料》课件(人教版选修5)2.ppt

* * 第五章 进入合成有机高分子化合物的时代 第三节 功能高分子材料 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类文明的重要里程碑。当今有人将能源、信息和材料并列为新科技革命的三大支柱，而材料又是能源和信息发展的物质基础。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、开发着性能更优异、应用更广泛的新型材料，来满足计算机、光导纤维、激光、生物工程、海洋工程、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，又出现了高分子膜，具有光、电、磁等特殊功能的高分子材料，生物高分子材料、医用高分子材料、隐身材料和液晶高分子材料等许多新型有机高分子材料。 问题1： 地球表面有大约四分之三被水覆盖着，然而我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，这是什么原因呢？ ［提问］ 如果我们能把海水变为淡水，那就解决了水资源贫乏的问题，如何实现这一设想呢 ? 如果我们通过一种特殊材料滤去海水中过多的电解质离子、微生物杂质等，海水就淡化了，这种特殊材料就是我们今天要学习的“新型有机高分子材料”。 高分子分离膜 高分子分子膜的特点：能够有选择地让某些物质通过，而把另外一些物质分离掉。 一．功能高分子材料 1．定义：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。 在高分子链上接上带有具有某种功能的官能团使其在物理、化学、生物、医学等方面具有特殊功能的高分子材料 功能高分子材料 功能高分子材料 物理功能高分子材料 化学功能高分子材料 如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、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 如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。 生物功能高分子材料 如生物高分子模拟酶 高分子药物、人工骨材料 医用高分子材料 探寻功能高分子材料时应考虑的问题： 1）具有什么样的主链？——单体 2）具有什么样的功能基？——官能团 3）不断修正。 例如：高吸水性树脂 1）对天然吸水性高分子材料进行改性，形成接枝共聚物——与丙烯酸钠共聚 2）以带有强亲水基的化合物为单体，均聚或共聚得到亲水性高聚物——如聚丙烯酸钠；（同时加入交联剂） 用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸收自重几百倍的水，但仍保持干爽。 成分：聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。 ［启示］ 食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。 问题2： 科技的发展推动医疗手段有了很大的提高，现代医学主要采取哪些措施治疗人体的器官病变和坏死？ 人造器官对材料的要求 1.相容性、亲和性 2.排异性 3.机械性 ［提问］ 作人工器官要考虑哪些问题？ 医用高分子材料 人造心脏 人工膝关节 人工肾脏 人工心脏瓣膜 人造关节 人造牙齿 功能高分子材料包括 1．高分子分离膜 2．传感膜 3．热电膜 4．人工器官 5．高吸水性高分子 6．隐形眼镜 7．智能材料 8．生物材料 问题3 ： 前几年，在军事上使用雷达监控飞机的飞 行。可后来雷达好像老了，有的飞机飞行， 雷达 竟然看不到了。那么，真是雷达老了 吗？还是飞机会隐形？ 事实上，飞机是使用隐形材料而不易被雷达发现。 这种材料是由多种材料复合制成的，我们称两种或两种以上的材料复合而成的材料为复合材料。 B—2飞机的整个机身，除主梁和发动机机舱使用的是钦复合材料外，其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成，不易反射雷达波。并且，这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合，而是经高压压铸而成。另外，矾翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，B—2A的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆，这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。 1888年，奥地利科学家F·Reinitzer发现了液晶。20世纪70年代初，Helfrich和Schadt利用液晶的电光效应和集成电路相结合，将其制成显示器件，实现了液晶材料的产业化。这种液晶材料称为扭曲向列相液晶显示（NT-LCD）材料，其产品主要应用在电子表和计算器上。80年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（STN-LCD）材料，其产品主要应用在BP机、移动电话和笔记本电脑上。酯类和联苯类液晶化合物是STN-LCD用混晶材料的主要成分，国内各科研机构已开发了近千种，其中已有100种以上应用于混晶配方。 二．复合材料 1．定义：两种或两种以上的材料组合成的一种新型的材料。 其中一种材料作为基体，另