材料化学第五章 功能高分子材料.pptVIP

燃料电池的应用 1、高分子电解膜 一种选择性透过膜，在燃料电池中起双重作用：作为电解质提供氢离子通道和作为隔膜隔离两极气体。 1962年，全氟磺酸型质子交换膜。 优点：化学稳定性强，高湿度下电导率高、低温下电流密度大，质子传导电阻小。 缺点：高温时易发生降解，单体合成困难，成本高，废品难处理。 离子传导性好； 水分子在膜中的电渗透作用小，H＋在其间的迁移速度高； 水分子在不道德于质子交换膜的方向上有足够大的扩散速度； 气体在膜中的渗透性尽可能小； 水合/脱水可逆性好，不易膨胀； 对氧化－还原和水解具有稳定性； 有足够高的机械强度和结构强度。 质子交换膜应满足的要求 主要研究方向 降低全氟树脂的含量，如加入起增强作用的全氟非离子化微孔介质； 使用取代的氟化物代替氟树脂，或者用氟化物与无机物或其他非氟化物共混； 三嵌段共聚物膜是一种碳氢聚合物膜，有望用于低温燃料电池。成本低，污染小，是质子交换膜发展的一大趋势。 2、电极 负极：H2＋ 2OH -→ 2H2O+ 2e- 正极：1/2O2 +H2O +2e- → 2OH- 电池反应：H2+ 1/2O2=H2O + ? 　使用铂作催化剂，在80oC时可加速氧气的还原反应。 Pt 3、铂和水 　铂非常易与氢、氧快速成键，加快反应过程。 　有效处理水的问题。 　降低铂用量，增大其表面积。采用多孔碳负载细颗粒铂。 5.9 生物、医用高分子 人工心脏 人工膝关节 5.9.1 生物、医用高分子简介 定 义 医用高分子是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生的具有特殊功能的合成高分子材料，可以通过聚合等方法进行制备，是生物医用材料的重要组成之一。医用高分子材料可以通过控制组成和结构使材料具有不同的物理和化学性质，以满足不同的需求。 特 性 具有满足医学临床要求的优良物理、化学性能。 通过生物学的生物相容性和毒性实验，达到“医用级”标准，以确保临床应用的安全性。 长期植入人体内具有稳定的物化性能，有稳定的弹性，几何尺寸和机械强度，耐磨，耐曲挠，短期植入的材料要可生物降解； 材料本身无毒、无热源、无过敏反应、不致畸，不致癌、不干扰机体免疫系统、不破坏血液有形成分，不影响体液有形成分，不影响体液电解质平衡等。 应用领域 应用目的 实　　　例 长期和短期治疗 1.受损组织的修复和替代 2.辅助或暂时替代受损器官的生理功能 3.一次性医疗用品 人工血管、人工晶体、人工皮肤、人工软骨、美容填充 人工心肺系统、人工心脏、人造血，人工肾，人工肝，人工胰腺 注射器，输液管，导管，缝合线，医用黏合剂等 药物制剂 药物控制释放 部位控制；定位释放；时间控制，恒速释放，反馈控制；脉冲释放 诊断控制 临床检测新技术 快速响应，高灵敏度，高精确度的检测试剂与工具，包括试剂盒，生物传感器等。 生物工程 1.体外组织培养 2.血液成分分离 细胞培养基，细胞融合添加剂，生物杂化人工器官，血浆分离，细胞分离，病毒和细菌的清除等。 表5-5　医用高分子材料应用举例 5.9.2 生物活性高分子 广义上讲生物活性高分子指能对生物体起产生、增强或控制某种特定生物活性作用的化学体系中用到的高分子物质，也就是说生物活性高分子能在其他分子或与某些活性部位直接或间接地相互作用时诱导产生生物学响应。 人工关节：聚乙烯 骨用黏合剂：甲基丙烯酸甲酯为单体等制备的骨水泥。 外科缝线，人体用导管：在高分子材料上引进5-硝基呋喃基丙烯醇等各种抗菌剂。 聚阴离子能够抵制肿瘤细胞生长而对健康细胞没有影响。 血液相溶性材料主要应用于抗血栓、抗凝血等方面，如聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯接上甲基丙烯酸-β-羟乙酯等。 5.9.3 药用高分子 高分子缓释药物载体：时间控制缓释体系； 高分子药物：抗癌高分子药物（非靶向、靶向）、用于心血管疾病的高分子药物（治疗动脉硬化、抗血栓、凝血）、抗菌和抗病毒高分子药物、抗辐射高分子药物、高分子止血剂； 药物制剂和包装用高分子材料（特指药物在制备过程中需要的高分子材料）；药物制用高分子材料（液状制剂中的高分子增稠剂、稀释剂、分散剂和消泡剂；固体制剂中的高分子黏合剂、包及剂和涂膜剂、微胶囊等）。 你好，请帮我订制一颗心脏 科学家造出的人工肺可使老鼠正常呼吸 5.1 Introduction of Functional Polymer Materials (功能高分子材料简介) 5.2 Conducting Polymer Materials (导电高分子材料) 5.3 Photoconducting and photochromic Polymer Materials (光导电和光致变色高分子材料) 5.4 Photosensitive Resin (感光树脂) 5.5 Degr