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1、2011年上学期制作 09第三节第三节功能高分子材料功能高分子材料 有机化不仅是一门科学，也是一门艺术Organic chemistry: Not only a science, but also an Art2011年上学期制作 09 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，是人类文明的重要是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、能源、信息和材料信息和材料并列为新科技革命的并列为新科技革命的三大支柱三大支柱，而，而材料又是能源和信息发展的物质基础。从合成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，人们始终在有机高分子材
2、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、应用更广泛不断地研究、开发着性能更优异、应用更广泛的的新型材料新型材料，来满足计算机、光导纤维、激，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、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料、医用高分子材料、隐身材料和液晶高分子材料等许多材料等许多
3、新型有机高分子材料新型有机高分子材料。2011年上学期制作 09问题问题1： 地球表面有大约四分之三被水覆盖着，然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，这而我们仍然强调水资源贫乏，要节约用水，这是什么原因呢？是什么原因呢？提问提问 如果我们能把海水变为淡水，那就解决了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水就淡化了，这
4、种特殊材料就是我们今天要学习的今天要学习的“新型有机高分子材新型有机高分子材料料”。2011年上学期制作 09高分子分离膜高分子分离膜 高分子分子膜的特点：能够有选择地让某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。些物质通过，而把另外一些物质分离掉。2011年上学期制作 09一功能高分子材料一功能高分子材料 1. 定义：既有传统高分子材料的机械定义：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。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、医学的官能团使其在物理、
5、化学、生物、医学等方面具有特殊功能的高分子材料等方面具有特殊功能的高分子材料2011年上学期制作 09功功能能高高分分子子材材料料物理功物理功能高分能高分子材料子材料化学功化学功能高分能高分子材料子材料生物功能高分子材料生物功能高分子材料医用高分子材料医用高分子材料功能高分子材料功能高分子材料如导电高分子、高分子半导体。光如导电高分子、高分子半导体。光导电高分子、压电及热电高分子、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、如反应性高分子、离子交换树脂、高分子分离膜。鳌合
6、高分子、高分高分子分离膜。鳌合高分子、高分子催化剂、高分子试剂及人工脏器子催化剂、高分子试剂及人工脏器等。等。如生物高分子模拟酶如生物高分子模拟酶高分子药物、人工骨材料高分子药物、人工骨材料2011年上学期制作 09探寻功能高分子材料时应考虑的问题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？具有什么样的主链？单体单体 2)具有什么样的功能基？具有什么样的功能基？官能团官能团 3)不断修正。不断修正。例如：高吸水性树脂例如：高吸水性树脂 1)对天然吸水性高分子材料进行改性，对天然吸水性高分子材料进行改性，形成接枝共聚物形成接枝共聚物与丙烯酸钠共聚与丙烯酸钠共聚 2)以带有强亲水基的
7、化合物为单体，均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聚或共聚得到亲水性高聚物如聚丙烯酸如聚丙烯酸钠；钠；(同时加入交联剂同时加入交联剂)2011年上学期制作 09 用有高吸水性的高分子材料制作的，可吸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。收自重几百倍的水，但仍保持干爽。 成分成分:聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。聚乙烯醇、聚丙烯酸盐交联可得。 启示启示 食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙食品保鲜、人造皮肤、防止土壤沙漠化。漠化。2011年上学期制作 092011年上学期制作 09问题问题2： 科技的发展推动医疗手段有了很大科技的发展推动医疗手段有了很
8、大的提高，现代医学主要采取哪些措施治的提高，现代医学主要采取哪些措施治疗人体的器官病变和坏死？疗人体的器官病变和坏死？2011年上学期制作 09人造器官对材料的要求人造器官对材料的要求1.相容性、亲和性相容性、亲和性2.排异性排异性3.机械性机械性2011年上学期制作 092011年上学期制作 09功能高分子材料包括功能高分子材料包括1. 高分子分离膜高分子分离膜 2. 传感膜传感膜3. 热电膜热电膜 4. 人工器官人工器官5. 高吸水性高分子高吸水性高分子 6. 隐形眼镜隐形眼镜7. 智能材料智能材料 8. 生物材料生物材料2011年上学期制作 09问题问题3： 前几年，在军事上使用雷达监控
9、飞机前几年，在军事上使用雷达监控飞机的飞行。可后来雷达好像老了，有的飞机的飞行。可后来雷达好像老了，有的飞机飞行，雷达飞行，雷达 竟然看不到了。那么，真是雷竟然看不到了。那么，真是雷达老了吗？还是飞机会隐形？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事实上，飞机是使用隐形材料而不易被雷达发现。被雷达发现。 这种材料是由多种材料复合制成的，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。材料为复合材料。2011年上学期制作 092011年上学期制作 09 B2飞机的整个机身，飞机的整个机身，除主梁和发动机机
10、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。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还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方于机翼前部、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，形突出部件，也采用了特殊的吸波材料。此外，B2A的整个机体都
11、喷涂上了特制的吸波油漆，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。这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。2011年上学期制作 091复合材料：指两种或两种以上材料组合复合材料：指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料。其中一种做为基体，另成的一种新型材料。其中一种做为基体，另外材料做为增强剂。外材料做为增强剂。2复合材料的性能：具有强度高、质量轻、复合材料的性能：具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上耐高温、耐腐蚀等优异性能，在综合性能上超过了单一材料。超过了单一材料。3用途：飞机、导弹、火箭、卫星、宇宙用途：飞机、导弹、火箭、卫星、宇宙
12、飞船、轮船、建筑、体育用品等。飞船、轮船、建筑、体育用品等。二、复合材料二、复合材料2011年上学期制作 092011年上学期制作 09复合材料玻璃钢2011年上学期制作 09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
13、：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。2011年上学期制作 09典型例题典型例题例例1 1：下列：下列不属于不属于新型有机高分子材料的是：新型有机高分子材料的是：（ ）A A高分子分离膜高分子分离膜B B液晶高分子材料液晶高分子材料C C生物高分子材料生物高分子材料D D有机玻璃有机玻璃选题目的：选题目的：复习新型有机高分子材料的知识。复习新型有机高分子材料的知识。思路分析思路分析: :有机玻璃是传统三大合成材料中的有机玻璃是传统三大合成材
14、料中的塑料，它不属于新型有机高分子材料。塑料，它不属于新型有机高分子材料。D2011年上学期制作 09例例2 2、随着有机高分子材料的研究不断的加强和深入，使一些重要、随着有机高分子材料的研究不断的加强和深入，使一些重要的通用高分子材料的应用范围不断扩大，下列应用范围是通用高分的通用高分子材料的应用范围不断扩大，下列应用范围是通用高分子材料的最新研究成果的是子材料的最新研究成果的是（A A）新型导电材料（）新型导电材料（B B）仿生高分子材料）仿生高分子材料（C C）高分子智能材料（）高分子智能材料（D D）电磁屏蔽材料）电磁屏蔽材料选题目的：考察高分子材料的相关概念。选题目的：考察高分子材料
15、的相关概念。思路分析：随着社会的进步，科学技术的发展，高分子材料的思路分析：随着社会的进步，科学技术的发展，高分子材料的作用越来越重用。特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高作用越来越重用。特别是在尖端技术领域，对合成材料提出了更高的要求，尤其是在具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的的要求，尤其是在具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料。复合材料。解答：解答：A A、D D。启示：高分子材料的研究方面是一方面对重要的通用有机高分启示：高分子材料的研究方面是一方面对重要的通用有机高分子材料继续改进和推广。另一方面研究与人类自身密切相关，具有子材料继续改进和推广。另一方面研究
16、与人类自身密切相关，具有特殊功能材特殊功能材2011年上学期制作 091、下列物质不属于有机高分子化合物的是、下列物质不属于有机高分子化合物的是( ) A、淀粉、淀粉 B、蛋白质、蛋白质 C、酒精、酒精 D、电木、电木2、下列不属于合成纤维的是、下列不属于合成纤维的是 ( ) A、的确良、的确良 B、棉、棉 C、人造棉、人造棉 D、尼龙、尼龙3、有一张照片，一只可爱的小猫站在一块高分子、有一张照片，一只可爱的小猫站在一块高分子合成材料上，下面是烈火灼烧，而小猫却若无其事。合成材料上，下面是烈火灼烧，而小猫却若无其事。这说明此高分子材料一定具有的性质是这说明此高分子材料一定具有的性质是 （ ）
17、A、良好的导热性、良好的导热性 B、良好的绝缘性、良好的绝缘性 C、良好绝热性、良好绝热性 D、熔点低、熔点低练习：C BC2011年上学期制作 094 下列不属于新型有机高分子材料的是： （ ） A高分子分离膜材料B液晶高分子C生物高分子材料D有机玻璃 D2011年上学期制作 095 下列有关新型高分子材料的说法中，不正确的是：（ ）A高分子分离膜应用于食品工业中，可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等。B 复合材料一般是以一种材料作为基体，另一种材料作为增强剂。C导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料。D合成高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用，难以达到生物相容的程度。D2011年上学期制作 096 随着有机高分子材料的研究不断的加强和深入，使一些重要的通用高分子材料的应用范围不断扩大，下列应用范围是通用高分子材料的最新研究成果的是（ ）A新型导电材料 B仿生高分子材料C高分子智能材料 D电磁屏蔽材料提示高分子材料的研究方面是一方面对重要的通用有机高分子材料继续改进和推广。另一方面研究与人类自身密切相关，具有特殊功能材料。AD
