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1、功能高分子材料详解(xin ji)演示文稿1页，共26页，星期一。优选功能(gngnng)高分子材料2页，共26页，星期一。一、功能高分子材料一、功能高分子材料1功能高分子材料：指既有传统高分子材料的机械功能高分子材料：指既有传统高分子材料的机械性能，以有某些性能，以有某些(mu xi)特殊功能的高分子材料。特殊功能的高分子材料。2几种功能高分子材料几种功能高分子材料(cilio)的种类的种类（2）高分子分离膜：）高分子分离膜：组成组成特点特点应用应用（1）高吸水性材料）高吸水性材料亲水性高聚物亲水性高聚物（分子链带有许多亲水原子团）（分子链带有许多亲水原子团）具有特殊分离功能的高分子材料制成
2、的薄膜具有特殊分离功能的高分子材料制成的薄膜能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分能让某些物质有选择地通过，而把另外一些物质分离掉离掉物质分离物质分离3页，共26页，星期一。4页，共26页，星期一。5页，共26页，星期一。淀粉高吸水性树脂制备(zhbi)机理6页，共26页，星期一。聚丙烯腈水解物聚丙烯腈水解物 将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联将聚丙烯腈用碱性化合物水解，再经交联剂交联，即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水剂交联，即得高吸水性树脂。如将废晴纶丝水解后用氢氧化钠交联的产物解后用氢氧化钠交联的产物(chnw)即为此类。由即为此类。由于氰于氰基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较
3、基的水解不易彻底，产品中亲水基团含量较低，故这类产品的吸水倍率不太高，一般在低，故这类产品的吸水倍率不太高，一般在5001000倍左右。倍左右。高吸水性树脂高吸水性树脂(shzh)(shzh)7页，共26页，星期一。8页，共26页，星期一。 能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规模使用能从海水中分离出淡水的逆渗透膜已达到大规模使用的阶段，它也是一种半透膜，只让水分子通过，而使含盐的的阶段，它也是一种半透膜，只让水分子通过，而使含盐的低分子溶质低分子溶质(rngzh)(rngzh)几乎不能通过，施加一定的压力后，就能几乎不能通过，施加一定的压力后，就能使水加速挤出。采用不同结构的逆渗透膜就可以
4、获得工业锅使水加速挤出。采用不同结构的逆渗透膜就可以获得工业锅炉水、饮料水、无菌水、去离子水、洗涤半导体的超纯水等。炉水、饮料水、无菌水、去离子水、洗涤半导体的超纯水等。在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。一种在非洲一些缺水地区建立起不少海水淡化装置。一种PECPEC10001000的海水淡化装置对海水如加压的海水淡化装置对海水如加压 40 407070公斤公斤/ /平方厘米，平方厘米，就可以得到就可以得到16162020的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自来的淡水。建于沙特阿拉伯的基塔自来水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供应淡水水厂，是世界上最大的海水淡化厂，日供应淡水1200012000
5、吨，吨，主要使用醋酸纤维素分离膜装置。主要使用醋酸纤维素分离膜装置。9页，共26页，星期一。 分离膜具有神奇的魔术师般的本领，从下面的分离膜具有神奇的魔术师般的本领，从下面的实验中不难领会。将一瓶含酒精实验中不难领会。将一瓶含酒精4.5的普通啤酒的普通啤酒用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容器内，只要将用水稀释成两瓶，然后倒入玻璃容器内，只要将这种溶液通过薄薄的一层分离膜，就能够在几分这种溶液通过薄薄的一层分离膜，就能够在几分钟内提取出酒精浓度达钟内提取出酒精浓度达 93的乙醇。这种乙醇用的乙醇。这种乙醇用一根火柴就能点燃。这个实验中在分离膜的表面一根火柴就能点燃。这个实验中在分离膜的表面施加了高频
6、电场，促使乙醇溶解施加了高频电场，促使乙醇溶解(rngji)、扩散、和、扩散、和水分离，所耗电能仅为蒸馏法的十分之一。在过水分离，所耗电能仅为蒸馏法的十分之一。在过去要从液体中分离另一种液体，只能使用蒸馏法。去要从液体中分离另一种液体，只能使用蒸馏法。 10页，共26页，星期一。（3）医用医用高分子材料高分子材料(cilio)性能性能应用应用制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、制作人体的皮肤、骨骼、眼、喉、心、肺、肝、肾等各种肺、肝、肾等各种( zhn)人工器官。如：人工器官。如：人工心脏、人工关节、人造鼻等。人工心脏、人工关节、人造鼻等。优异的生物相容性、很高的机械性能优异的生物相容性、很高的
7、机械性能11页，共26页，星期一。医用高分子医用高分子材料材料(cilio)12页，共26页，星期一。人造血管的发现人造血管的发现 2004 2004年，美国生物医药专家从家猪体内提取年，美国生物医药专家从家猪体内提取的细胞制成了一条的细胞制成了一条(y tio)(y tio)完整的血管，之后完整的血管，之后 ，将，将每条新制的血管放在称作生物反应器的培养皿每条新制的血管放在称作生物反应器的培养皿中，在反应器上安装一个微型泵并把它与新制中，在反应器上安装一个微型泵并把它与新制成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一成的人造血管相连。微型泵可以像人的心脏一样有规律地跳动。在这种环境中培养几个星期
8、样有规律地跳动。在这种环境中培养几个星期后，得到一条后，得到一条(y tio)(y tio)血管，人工合成的血管可以血管，人工合成的血管可以像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血像真的血管一样工作。研究人员将这种人造血管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管管移植到家猪大腿主动脉上，在几周内该血管一直保持开放并且未发生血液凝结。一直保持开放并且未发生血液凝结。 13页，共26页，星期一。人造(rnzo)心脏14页，共26页，星期一。人工人工(rngng)肾脏肾脏15页，共26页，星期一。人工人工(rngng)膝关节膝关节16页，共26页，星期一。人工心脏瓣膜人工心脏瓣膜(bnm)17页，共2
9、6页，星期一。人造人造(rnzo)关节关节18页，共26页，星期一。 拓宽拓宽 人体器官商店人体器官商店十年后的某一天，一位老人被告之他的心脏十年后的某一天，一位老人被告之他的心脏正在急速衰竭，需要更换左心室。主治医师将他正在急速衰竭，需要更换左心室。主治医师将他健康的心脏细胞组织切片送到一家组织实验室，健康的心脏细胞组织切片送到一家组织实验室，即人造器官工厂。研究人员利用组织切片和特殊即人造器官工厂。研究人员利用组织切片和特殊聚合物制造出代用的左心室。三个月后，代用左聚合物制造出代用的左心室。三个月后，代用左心室被冷冻、包装并送往医院。医生将代用品换心室被冷冻、包装并送往医院。医生将代用品换
10、到老人的心脏内。由于代用品相当于老人自己的到老人的心脏内。由于代用品相当于老人自己的器官，手术之后自然不会发生任何排斥反应，老器官，手术之后自然不会发生任何排斥反应，老人的生命人的生命(shngmng)(shngmng)因此而得到延续。因此而得到延续。19页，共26页，星期一。20页，共26页，星期一。（请你想一想）角膜接触镜，俗称隐形眼（请你想一想）角膜接触镜，俗称隐形眼镜。目前大量使用的软质隐形眼镜，它常镜。目前大量使用的软质隐形眼镜，它常用以下哪种材料用以下哪种材料(cilio)制成的（制成的（ ）（A）有机玻璃）有机玻璃（B）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物）硅氧烷和丙烯酸酯的共聚物（C）聚氯
11、乙烯）聚氯乙烯（D）聚甲基丙烯酸羟乙酯）聚甲基丙烯酸羟乙酯D21页，共26页，星期一。在在1888年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一年，奥地利植物学家莱尼茨尔合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的液晶显示屏固态晶体加热到液晶显示屏固态晶体加热到145时，便熔成时，便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到时却是透明的。如果继续加热到175时，它时，它似乎再次熔化，变成清澈似乎再次熔化，变成清澈(qngch)(qngch)透明的液体。后透明的液体。后来，德国物理学家发现了这种
12、白浊物质具有多来，德国物理学家发现了这种白浊物质具有多种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种弯曲性质，认为这种物质是流动性结晶的一种，由此而取名为种，由此而取名为Liquid Crystal，即液晶。，即液晶。22页，共26页，星期一。 液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等液晶材料主要是脂肪族、芳香族、硬脂酸等有有有有机物机物机物机物。液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂。液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂。液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂。液晶也存在于生物结构中，日常适当浓度的肥皂水水水
13、水溶液溶液溶液溶液就是一种液晶。目前，由有机物合成的液晶材料就是一种液晶。目前，由有机物合成的液晶材料就是一种液晶。目前，由有机物合成的液晶材料就是一种液晶。目前，由有机物合成的液晶材料已有几千种之多。由于生成的环境条件不同，液晶可分为已有几千种之多。由于生成的环境条件不同，液晶可分为已有几千种之多。由于生成的环境条件不同，液晶可分为已有几千种之多。由于生成的环境条件不同，液晶可分为两大类：只存在于某一温度范围两大类：只存在于某一温度范围两大类：只存在于某一温度范围两大类：只存在于某一温度范围(fnwi)(fnwi)内的液晶相称为热内的液晶相称为热内的液晶相称为热内的液晶相称为热致液晶；某些化
14、合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶致液晶；某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶致液晶；某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶致液晶；某些化合物溶解于水或有机溶剂后而呈现的液晶相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和相称为溶致液晶。溶致液晶和生物组织有关，研究液晶和活细胞的关系，是现今活细胞的关系，是现今活细胞的关系，是现今活细胞的关系，是现今生物物理生物物理生物物理生物物理研究的内容之一。研究的内容之一。研究的内容之一。研究的内容之一。 23页，共26页，星期一。 20世纪
15、世纪70年代初，年代初，Helfrich和和Schadt利用液晶的电光效应和集成电路利用液晶的电光效应和集成电路(jchng-dinl)相结相结合，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（示（NT-LCD）材料，其产品主要应用在电子表和计算器上。）材料，其产品主要应用在电子表和计算器上。80年代中期，开发成功超扭年代中期，开发成功超扭曲向列相液晶显示（曲向列相液晶显示（STN-LCD）材料，其产品主要应用在）材料，其产品主要应用在BP机、移动电话和笔记本电脑机、移动电话和笔记本电脑上。酯类和联苯类液晶化合物是上。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，其中已有发了近千种，其中已有100种以上应用于混晶配方。种以上应用于混晶配方。24页，共26页，星期一。偏光(pin un)显微镜下的高分子液晶25页，共26页，星期一。电致发光高分子26页，共26页，星期一。
